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NORMA OS.
DRENAJE PLUVIAL URBANO
1. OBJETIVO
El objetivo de la presente norma, es establecer los criterios generales de diseño que permitan la elaboración de proyectos de Drenaje Pluvial Urbano que comprenden la recolección, transporte y evacuación a un cuerpo receptor de las aguas pluviales que se precipitan sobre un área urbana.
2. ALCANCE
Son responsables de la aplicación de la presente norma el Programa Nacional de Agua Potable y Alcantarillado PRONAP, el Programa de Apoyo al Sector de Saneamiento Básico - PASSB, delegando su autoridad para el ejercicio de su función en donde corresponda, a sus respectivas Unidades Técnicas.
1.1 BASE LEGAL
Los proyectos de drenaje pluvial urbano referentes a la recolección, conducción y disposición final del agua de lluvias se regirán con sujeción a las siguientes disposiciones legales y reglamentarias.
- Normas Técnicas Peruanas NTP.
- Norma OS.100 Infraestructura Sanitaria para Poblaciones Urbanas y
- Norma IS.010 Instalaciones Sanitarias para Edificaciones
- Código Sanitario del Perú - D.L. 17505
- Ley General de Aguas y su Reglamento - D.L. 17752 del 24.07.
2.2 Los estudios de Evaluación de Impacto Ambiental, EIA a realizarse en la etapa de pre-inversión de un proyecto de drenaje pluvial urbano, deberán ajustarse a la reglamentación peruana, de no existir esta, se deberá seguir las recomendaciones establecidas por el Banco Interamericano de Desarrollo BID. El BID clasifica a los proyectos de Sistemas de Agua Potable y Alcantarillado en la categoría III, de acuerdo a la clasificación establecida por el “Manual de Procedirnientos para Clasificar y Evaluar Impactos Ambientales en la Operaciones del Banco”.
3. DEFINICIONES
3.1 ALCANTARILLA.- Conducto subterráneo para conducir agua de lluvia, aguas servidas o una combinación de ellas.
3.2 ALCANTARILLADO PLUVIAL.- Conjunto de alcantarillas que transportan aguas de lluvia.
3.3 ALINEAMIENTO.- Dirección en el plano horizontal que sigue el eje del conducto.
3.4 BASE.- Capa de suelo compactado, debajo de la superficie de rodadura de un pavimento.
3.5 BERMA.- Zona lateral pavimentada o no de las pistas o calzadas, utilizadas para realizar paradas de emergencia y no causar interrupción del tránsito en la vía.
3.6 BOMBEO DE LA PISTA.- Pendiente transversal contada a partir del eje de la pista con que termina una superficie de rodadura vehicular, se expresa en porcentaje.
3.7 BUZON.- Estructura de forma cilíndrica generalmente de 1.20m de diámetro. Son construidos en mampostería o con elementos de concreto, prefabricados o construidos en el sitio, puede tener recubrimiento de material plástico o no, en la base del cilindro se hace una sección semicircular la cual es encargada de hacer la transición entre un colector y otro. Se usan al inicio de la red, en las intersecciones, cambios de dirección, cambios de diámetro, cambios de pendiente, su separación es función del diámetro de los conductos y tiene la finalidad de facilitar las labores de inspección, limpieza y mantenimiento general de las tuberías así como proveer una adecuada ventilación. En la superficie tiene una tapa de 60 cm de diámetro con orificios de ventilación.
3.8 CALZADA.- Porción de pavimento destinado a servir como superficie de rodadura vehicular.
3.9 CANAL.- Conducto abierto o cerrado que transporta agua de lluvia.
3.10 CAPTACIÓN.- Estructura que permite la entrada de las aguas hacia el sistema pluvial.
3.11 CARGA HIDRAULICA.- Suma de las cargas de velocidad, presión y posición.
3.12 COEFICIENTE DE ESCORRENTIA.- Coeficiente que indica la parte de la lluvia que escurre superficialmente.
3.13 COEFICIENTE DE FRICCIÓN.- Coeficiente de rugosidad de Manning. Parámetro que mide la resistencia al flujo en las canalizaciones.
3.14 CORTE.- Sección de corte.
3.15 CUENCA.- Es el área de terreno sobre la que actúan las precipitaciones pluviométricas y en las que las aguas drenan hacia una corriente en un lugar dado.
3.16 CUNETA.- Estructura hidráulica descubierta, estrecha y de sentido longitudinal destinada al transporte de aguas de lluvia, generalmente situada al borde de la calzada.
3.17 CUNETA MEDIANERA.- (Mediana Hundida) Cuneta ubicada en la parte central de una carretera de dos vías (ida y vuelta) y cuyo nivel está por debajo del nivel de la superficie de rodadura de la carretera.
3.18 DERECHO DE VIA.- Ancho reservado por la autoridad para ejecutar futuras ampliaciones de la vía.
3.19 DREN.- Zanja o tubería con que se efectúa el drenaje.
3.35 MEDIANA.- Porción central de una carretera de dos vías que permite su separación en dos pistas, una de ida y otra de vuelta.
3.36 MONTANTE.- Tubería vertical por medio de la cual se evacua las aguas pluviales de los niveles superiores a inferiores.
3.37 PAVIMENTO.- Conjunto de capas superpuestas de diversos materiales para soportar el tránsito vehicular.
3.38 PELO DE AGUA.- Nivel que alcanza el agua en un conducto libre.
3.39 PENDIENTE LONGITUDINAL.- Es la inclinación que tiene el conducto con respecto a su eje longitudinal.
3.40 PENDIENTE TRANSVERSAL.- Es la inclinación que tiene el conducto en un plano perpendicular a su eje longitudinal.
3.41 PERIODO DE RETORNO.- Periodo de retomo de un evento con una magnitud dada es el intervalo de recurrencia promedio entre eventos que igualan o exceden una magnitud especificada.
3.42 PRECIPITACIÓN.- Fenómeno atmosférico que consiste en el aporte de agua a la tierra en forma de lluvia, llovizna, nieve o granizo. 3.43 PRECIPITACION EFECTIVA.- Es la precipitación que no se retiene en la superficie terrestre y tampoco se infiltra en el suelo.
3.44 PONDING (LAGUNAS DE RETENCION).- Sistema de retención de agua de lluvias para retardar su ingreso al sistema de drenaje existente, a fin de no sobrecargarlo.
3.45 RADIER.- Disposición geométrica de formas, declives y niveles de fondo que impiden la obstrucción de las entradas y favorecen el ingreso del flujo de agua al sistema de drenaje.
3.46 RASANTE.- Nivel del fondo terminado de un conducto del sistema de drenaje.
3.47 REJILLA.- Estructura de metal con aberturas generalmente de tamaño uniforme utilizadas para retener sólidos suspendidos o flotantes en aguas de lluvia o aguas residuales y no permitir que tales sólidos ingresen al sistema.
3.48 REGISTRO.- Estructura subterránea que permite el acceso desde la superficie a un conducto subterráneo continuo con el objeto de revisarlo, conservarlo o repararlo.
3.49 REVESTIMIENTO.- Recubrimiento de espesor variable que se coloca en la superficie interior de un conducto para resistir la acción abrasiva de los materiales sólidos arrastrados por el agua y/o neutralizar las acciones químicas de los ácidos y grasas que pueden contener los desechos acarreados por el agua.
3.50 SARDINEL (SOLERA).- Borde de la vereda.
3.51 SISTEMAS DE EVACUACION POR GRAVEDAD.- Aquellos que descargan libremente al depósito de drenaje, ya sea natural o artificial.
3.52 SUMIDERO.- Estructura destinada a la captación de las aguas de lluvias, localizados generalmente antes de las esquinas con el objeto de interceptar las aguas antes de la zona de tránsito de los peatones. Generalmente están concentrados a los buzones de inspección.
3.53 TIEMPO DE CONCENTRACION.- Es definido como el tiempo requerido para que una gota de agua caída en el extremo más alejado de la cuenca, fluya hasta los primeros sumideros y de allí a través de los conductos hasta el punto considerado.
El tiempo de concentración se divide en dos partes: el tiempo de entrada y el tiempo de fluencia.
El tiempo de entrada es el tiempo necesario para que comience el flujo de agua de lluvia sobre el terreno desde el punto más alejado hasta los sitios de admisión, sean ellos sumideros o bocas de torrente.
El tiempo de fluencia es el tiempo necesario para que el agua recorra los conductos desde el sitio de admisión hasta la sección considerada.
3.54 TUBERIAS RANURADAS.- Tuberías de metal con aberturas en la parte superior para permitir la entrada de las aguas pluviales.
3.55 VELOCIDAD DE AUTOLIMPIEZA.- Velocidad de flujo mínima requerida que garantiza el arrastre hidráulico de los materiales sólidos en los conductos evitando su sedimentación.
3.56 VEREDA.- Senda cuyo nivel está encima de la calzada y se usa para el tránsito de peatones. Se le denomina también como acera.
3.57 VIAS CALLE.- Cuando toda la calzada limitada por los sardineles se convierte en un canal que se utiliza para evacuar las aguas pluviales. Excepcionalmente puede incluir las veredas.
4. DISPOSICIONES GENERALES
4.1 OBJETIVO
El término drenaje se aplica al proceso de remover el exceso de agua para prevenir el inconveniente público y proveer protección contra la pérdida de la propiedad y de la vida.
En un área no desarrollada el drenaje escurre en forma natural como parte del ciclo hidrológico. Este sistema de drenaje natural no es estático pero está constantemente cambiando con el entorno y las condiciones físicas.
El desarrollo de un área interfiere con la habilidad de la naturaleza para acomodarse a tormentas severas sin causar daño significativo y el sistema de drenaje hecho por el hombre se hace necesario.
Un sistema de drenaje puede ser clasificado de acuerdo a las siguientes categorías.
A.- Sistemas de Drenaje Urbano
4.5 INFORMACION BASICA
Todo proyecto de alcantarillado pluvial deberá contar con la información básica indicada a continuación, la misma que deberá obtenerse de las Instituciones Oficiales como el SENAMHI, Municipalidades, Ministerio de Vivienda, Construcción y Saneamiento:
- Información Meteorológica.
- Planos Catastrales.
- Planos de Usos de Suelo.
4.6 OBLIGATORIEDAD DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO PLUVIAL
Toda nueva habilitación urbana ubicada en localidades en donde se produzcan precipitaciones frecuentes con lluvias iguales o mayores a 10 mm en 24 horas, deberá contar en forma obligatoria con un sistema de alcantarillado pluvial.
La entidad prestadora de servicios podrá exigir el drenaje pluvial en localidades que no reúnan las exigencias de precipitación mencionadas en el párrafo anterior, por consideraciones técnicas específicas y de acuerdo a las condiciones existentes.
4.7 RESPONSABILIDAD DEL PROYECTO
Todo proyecto de drenaje urbano deberá ser elaborado por un Ingeniero Civil o Ingeniero Sanitario Colegiado.
5. PRESENTACIÓN DEL PROYECTO
Todo proyecto de drenaje urbano deberá contar como mínimo con los siguientes documentos:
5.1 PLANOS TOPOGRÁFICOS:
5.1.1 Plano General de la zona, a escala variable entre 1:500 a 1: 1000 con curvas de nivel equidistanciadas 1 m o 0.50 m según sea el caso. 5.1.2 Plano del Área específica donde se proyecta la ubicación de estructuras especiales, a escala entre 1:500 a 1:250. 5.1.3 Perfil longitudinal del eje de las tuberías y/o ductos de conducción y descarga. La relación de la escala horizontal a la escala vertical de este esquema será de 10:1. 5.1.4 Se deberá contar con información topográfica del Instituto Geográfico Nacional para elaboración de planos a mayor escala de zonas urbano - rurales, 5.1.5 Esquema de las secciones de ejes de tubería a cada 25 m a una escala no mayor de 1: 100 5.1.6 Deberá obtenerse los datos aerofotográficos existentes sobre la población que se estudie, así como la cuenca hidrográfica, de los ríos y quebradas que afectan.
5.2 ESTUDIOS DE HIDRÁULICA E HIDROLOGIA
Los estudios hidráulicos e hidrológicos correspondientes serán elaborados de acuerdo a lo indicado en el Anexo Nº 1. Los estudios hidráulicos se efectuarán para proyectos de Drenaje Urbano Menor y Drenaje Urbano Mayor debiendo el proyectista demostrar que los sistemas existentes pueden soportar la incorporación de las aguas de los nuevos sistemas.
5.3 ESTUDIOS DE SUELOS
Se deberá efectuar el estudio de suelos correspondiente, a fin de precisar las características del terreno a lo largo del eje de los ductos de drenaje. Se realizarán calicatas cada 100 m. como mínimo y cada 500 m. corno máximo. El informe del estudio de suelos deberá contener:
- Información previa: antecedentes de la calidad del suelo.
- Exploración decampo: descripción de los ensayos efectuados.
- Ensayos de laboratorio
- Perfil del Suelo: Descripción, de acuerdo al detalle indicado en la Norma E. Suelos y Cimentaciones, de los diferentes estratos que constituyen el terreno analizado.
- Profundidad de la Napa Freática.
- Análisis físico - químico del suelo.
6. CONSIDERACIONES HIDRÁULICAS EN SISTEMAS DE DRENAJE URBANISMO
MENOR CAPTACION DE AGUAS SE PLUVIALES EN ZONAS URBANAS.
6.1 CONSIDERACIONES DEL CAUDAL DE DISEÑO
a) Los caudales para sistemas de drenaje urbano menor deberán ser calculados:
- Por el Método Racional si el área de la cuenca es igual o menor a 13 Km^2.
- Por el Método de Hidrograma Unitario o Modelos de Simulación para área de cuencas mayores de 13 Km^2.
b) El período de retorno deberá considerarse de 2 a 10 años.
6.2 CAPTACION DE AGUAS PLUVIALES EN EDIFICACIONES
Para el diseño del sistema de drenaje de aguas pluviales en edificaciones ubicadas en localidades de alta precipitación con características iguales o mayores a las establecidas en el párrafo 4.6, se deberá tener en consideración las siguientes indicaciones.
Las precipitaciones pluviales sobre las azoteas causarán su almacenamiento; mas con la finalidad de garantizar la estabilidad de las estructuras de la edificación, estas aguas deberán ser evacuadas a los jardines o suelos sin revestir a fin de poder
Pendiente Longitudinal (Sl) > 0,5%. Pendiente Transversal (St) de 2% a 4%
6.3.2 Captación y Transporte de aguas Pluviales de calzada y aceras
La evacuación de las aguas que discurren sobre la calzada y aceras se realizará mediante cunetas, las que conducen el flujo hacia las zonas bajas donde los sumideros captarán el agua para conducirla en dirección a las alcantarillas pluviales de la ciudad.
a) Las cunetas construidas para este fin podrán tener las siguientes secciones transversales (Ver fig. 1)
- Sección Circular.
- Sección Triangular.
- Sección Trapezoidal.
- Sección Compuesta.
- Sección en V.
b) Determinación de la capacidad de la cuneta
La capacidad de las cunetas depende de su sección transversal, pendiente y rugosidad del material con que se construyan.
La capacidad de conducción se hará en general utilizando la Ecuación de Manning.
La sección transversal de las cunetas generalmente tiene una forma de triángulo rectángulo con el sardinel formando el lado vertical del triángulo. La hipotenusa puede ser parte de la pendiente recta desde la corona del pavimento y puede ser compuesta de dos líneas rectas. La figura 2 muestra las características de tres tipos de cuneta de sección triangular y las ecuaciones que gobiernan el caudal que por ellas discurre, utilizando la ecuación de Manning.
El ancho máximo T de la superficie del agua sobre la pista será:
- En vías principales de alto tránsito: Igual al ancho de la berma.
- En vías secundarias de bajo tránsito: Igual a la mitad de la calzada.
b.1 Coeficiente de rugosidad
La tabla No 1 muestra los valores del coeficiente de rugosidad de Manning correspondientes a los diferentes acabados de los materiales de las cunetas de las calles y berma central.
Tabla Nº 1
Cunetas de las Calles Coeficiente de Rugosidad N a. Cuneta de Concreto con acabado paleteado 0,
b. Pavimento Asfáltico
- Textura Lisa 0,
- Textura Rugosa 0,
c. Cuneta de concreto con Pavimento Asfáltico
- Liso 0,
- Rugoso 0,
d. Pavimento de Concreto
- Acabado con llano de Madera 0,
- Acabado escobillado 0,
e. Ladrillo 0,
f. Para cunetas con pendiente pequeña, donde el sedimento puede acumularse, se incrementarán los valores arriba indicados de n, en: 0,
c) Evacuación de las aguas transportadas por las cunetas
Para evacuación de las aguas de las cunetas deberá preverse Entradas o Sumideros de acuerdo a la pendiente de las cunetas y condiciones de flujo.
d) Sumideros (Ver Figura Nº 3)
d.1. La elección del tipo de sumidero dependerá de las condiciones hidráulicas, económicas y de ubicación y puede ser dividido en tres tipos, cada uno con muchas variaciones.
- Sumideros Laterales en Sardinel o Solera.- Este ingreso consiste en una abertura vertical del sardinel a través del cual pasa el flujo de las cunetas. Su utilización se limita a aquellos tramos donde se tenga pendientes longitudinales menores de 3%. (Ver fig. No 4).
- Sumideros de Fondo.- Este ingreso consiste en una abertura en la cuneta cubierta por uno o más sumideros.
Se utilizarán cuando las pendientes longitudinales de las cunetas sean mayores del 3%.
Las rejillas para este tipo de sumideros serán de barras paralelas a la cuneta.
Cuando las manzanas tienen grandes dimensiones se colocarán sumideros intermedios.
Cuando el flujo de la cuneta es pequeño y el tránsito de vehículos y de peatones es de poca consideración, la corriente puede conducirse a través de la intersección mediante una cuneta, hasta un sumidero ubicado aguas abajo del cruce.
Por razones de economía se recomienda ubicar los sumideros en la cercanía de alcantarillas y conductos de desagüe del sistema de drenaje pluvial.
d.5 Espaciamiento de los Sumideros
Se determinará teniendo en cuenta los factores indicados para el caso de la Ubicación de los Sumideros, ítem d.4.
Para la determinación de espaciamiento de sumideros ubicados en cuneta medianera, el proyectista deberá considerar la permeabilidad del suelo y su erosionabilidad.
Cuando las condiciones determinan la necesidad de una instalación múltiple o serie de sumideros, el espaciamiento mínimo será de 6m.
d.6 Diseño Hidráulico de los Sumideros.
Se deberá tener en cuenta las siguientes variables:
- Perfil de la pendiente.
- Pendiente transversal de cunetas con solera.
- Depresiones locales.
- Retención de Residuos Sólidos.
- Altura de Diseño de la Superficie de Aguas dentro del sumidero.
- Pendiente de los sumideros.
- Coeficiente de rugosidad de la superficie de las cunetas.
e) Rejillas
Las rejillas pueden ser clasificadas bajo dos consideraciones:
- Por el material del que están hechas; pueden ser:
a. de Fierro Fundido (Ver fig. No. 9) b. de Fierro Laminado (Platines de fierro) (ver fig. No 10, 11, 12)
- Por su posición en relación con el sentido de desplazamiento principal de flujo; podrán ser:
a. De rejilla horizontal. b. De rejilla vertical. c. De rejilla horizontal y vertical.
Las rejillas se adaptan a la geometría y pueden ser enmarcadas en figuras: Rectangulares, Cuadradas y Circulares
Generalmente se adoptan rejillas de dimensiones rectangulares y por proceso de fabricación industrial se fabrican en dimensiones de 60 mm x 100 mm y 45 mm x 100 mm (24"x 40" y 18" x 40").
La separación de las barras en las rejillas varia entre 20 mm - 35 mm
- 50 mm (3/4” – 1 3/8" - 2") dependiendo si los sumideros se van a utilizar en zonas urbanas o en carreteras.
FIGURA N° 3
TIPOS DE SUMIDERO
- FIGURA N°
- SUMIDERO TIPO GRANDE CONECTADO A CÁMARA – S
- SUMIDERO TIPO GRANDE CONECTADO A TUBERÍA-S
