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Estudio de la Viabilidad Técnica de la Implantación de Retardadores de Escurrimiento Pluvial en Lotes Urbanos
Pilar, Alejandro E. - Biain, Rolando H.
Facultad de Ingeniería - UNNE. Av. Las Heras 727 - (3500) Resistencia - Chaco - Argentina. Tel: +54 (03722) 425064 - E-mail: pilarser@cpsarg.com RESUMEN En este trabajo se presentan los estudios de la eficacia y eficiencia de la implantación deestructuras de retención dentro de un lote urbano, con el fin de amortiguar el valor del pico de un hidrograma de escurrimiento pluvial de un techo de 50 m2 localizado en el lote analizado y, además, desfasarlo en el tiempo. Este estudio muestra la factibilidad técnica de la implantación de este tipo de estucturas. INTRODUCCIÓN La ciudad de Resistencia, emplazada en pleno valle fluvial del ríoParaná presenta un gran déficit o insuficiencia en su sistema de drenaje pluvial, como consecuencia de la casi inexistencia de pendientes naturales y las características problemáticas de su suelo. Estas dificultades naturales se ven agravadas con la actitud generalizada de su población, de pretender evacuar lo más rápidamente posible de sus propiedades o viviendas el agua proveniente de lasprecipitaciones pluviales. Esto provoca graves inconvenientes, como anegamientos, permanencia excesiva del agua pluvial en las calles y otros (Pilar y Mendiondo, 1999), cada vez que ocurre una precipitación de sólo mediana importancia. La alta frecuencia de eventos de gran intensidad, típicos de zonas subtropicales, con importante actividad convectiva a lo largo de todo el año hace necesario un cambio dementalidad en la población, tendiente a tomar conciencia de la importancia de retardar, lo máximo que sea posible en el lote, el escurrimiento de las aguas pluviales, con el objeto de reducir el riesgo de colapso de las redes de drenaje y escurrimiento por falta de capacidad. En este trabajo se presentan los estudios de viabilidad técnica de estructuras simples de retardo del escurrimiento de lasaguas pluviales dentro de un lote urbano, compatibles con las características topográficas de la ciudad de Resistencia, siguiendo la idea propuesta por Cruz (1998). METODOLOGÍA El elemento de retención estudiado fue concebido con forma prismática, paredes verticales, fondo horizontal y descarga de fondo de sección circular (Figura 1). La superficie de aporte consistió en un techo plano horizontal,drenando a través de un conducto vertical de 100mm de diámetro. Se consideró que el escurrimiento sobre el techo no sufre ningún tipo de retardo, lo que significa que el hietograma utilizado, multiplicado por la superficie del techo, define el hidrograma de entrada al receptáculo retardador propuesto. Para la modelación de la propagación del hidrograma de entrada al receptáculo se utilizó la ecuaciónde continuidad (Chow, Maidment y Mays, 1994; Tucci, 1997): dS = I ( t ) − Q (H) dt (1)

siendo “S” el almacenamiento en el receptáculo, “t” el tiempo, “I(t)” el caudal de entrada, función del tiempo y “Q(H)” el caudal de salida, función de la carga hidráulica “H”. A su vez, la variación del almacenamiento puede expresarse como: dS = A ⋅ dH (2)

donde “A” es el área de la sección horizontaldel receptáculo. Reemplazando la ecuación (2) en la (1) se obtiene: dH I (t) - Q (H) = dt A (3)

La ecuación diferencial expresada en (3) puede ser resuelta utilizando el método de Runge-Kutta (Chow, Maidment y Mays, 1994). En este trabajo se empleó un esquema de tercer orden. Los incrementos ∆H1, ∆H2 y ∆H3 para aplicar este método se calcularon utilizando las siguientes ecuaciones: ⋅ ∆t A I (t j+ ∆t ) − Q (H j + ∆H1 ) 3 3 ⋅ ∆t ∆H 2 = A I (t j + 2 ⋅ ∆t ) − Q (H j + 2 ⋅ ∆H 2 ) 3 3 ∆H 3 = ⋅ ∆t A ∆H1 = I (t j ) − Q (H j ) (4)

(5) (6)

En estas ecuaciones el subíndice “j” indica el “j-ésimo” intervalo. La derivada “dH/dt” se puede estimar, aproximadamente, como “∆H / ∆t”. El valor de “H” en el intervalo siguiente (j+1) se calcula como:

H j+1 = H j + ∆H
donde: ∆H = 1 3 ⋅ ∆H1 + ⋅...
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