Estudio de La Hidrología Urbana en El NEA

8/18/2019 Estudio de La Hidrología Urbana en El NEA

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Estudio de la Hidrología Urbanadel Nordeste Argentino



2010 © Copyright de los coordinadores

Primera edición: 200 ejemplares

Diseño Editorial: Carlos Emanuel Depettris

Fotografía de Portada:

ISBN:

Queda hecho el deposito que determina la ley 11723

Ninguna parte de esta publicación, incluido el diseño de tapa, puede ser re-

producida por ningun medio, ya sea electrónico, químico, mecánico, óptico,de grabación o de fotocopia, sin permiso de los coordinadores de edición.



Facultad de IngenieríaDpto de Hidráulica

Universidad Nacionaldel Nordeste

Carlos Alberto Depettris

Hugo Rubén Rohrmann

Alejandro Ricardo Ruberto

ORGANIZADORES

Octubre 2010

Estudio de la Hidrología Urbanadel Nordeste Argentino





Índice

Actualización y análisis de las curvas IDF en el ÁreaMetropolitana del Gran Resistencia [AMGR].

Hidrología Urbana: Instrumentación y Evaluacióndel Escurrimiento Superficial en una Microcuencade Resistencia, Chaco.

Utilización de imágenes satelitales de servidoresgratuitos en Internet aplicados a estudios de hidro-logía Urbana con SIG.

Pilar Jorge, Ruberto Alejandro, Depettris Carlos,Gabazza Sonia, Kutnich Edgardo

Ruberto Alejandro, Depettris Carlos, Kutnich Edgardo

Depettris Carlos, Martínez Luis,Rohrmann Hugo, Valiente Miguel

Parte I: Generación y tratamiento de información básica

Parte II: Desarrollos metodologicos y estudios de casos

Propuestas de nuevos parámetros de las Curvas deIDF para el AMGR.

Investigación y aprendizaje sobre la utilización delmodelo matemático SOBEK (WL|Delft Hydraulics) y

aplicación del mismo a la cuenca urbana de la Lagu-na Ávalos.

Almiron Isidro, Kamer Alejandro, Zavala Gustavo

Peyrano Jorge, Molina Mariano, Szymula Juan Pablo

13

33

47

63

77



Análisis técnico-económico de los sistemas laguna-res en el Área Metropolitana del Gran Resistencia.Estudio de caso: Laguna la Francia-Argentina.

Criterios para el diseño de calzadas en condicionesoptimas de absorción.

Análisis del sistema de desagües pluviales del Cam-pus Resistencia de la UNNE.

Análisis del sistema de desagüe pluvial del parqueindustrial de Puerto Tirol.

Mitigación del impacto hidrológico que causan lasurbanizaciones.

Estudio de posibles medidas estructurales y no es-tructurales sobre una cuenca de la ciudad de Co-rrientes - Argentina.

Impacto Hidrológico por Incremento de las ÁreasImpermeables en Cuencas Urbanas. Subcuenca Cis-terna, Resistencia, Chaco.

Mendez Guillermo, Thiebeaud Ernesto

Cáceres Matta Ricardo, Gómez Marcelo, De Uria Luis

Shneider Alberto, Fabre Viviana, Nuñez Daniel

Feininger Marcelo, Sandoval Pablo, Pedrazzoli Evangelina

Kantor Fernando, Soto Viviana,

Navarro Zulema, San Martín Inés

Arce Guillermo, Espínola Julio, Carrillo Del Pino Cristina

Ruberto Alejandro, Depettris Carlos, Pilar Jorge,

Prieto Anice, Gabazza Sonia, Zarate Miriam

Parte III: Medidas no estructurales en el diseño pluvial urbano

101

135

149

165

193

207

225



Introducción

Este libro fue preparado en el marco del Proyecto de Investigación titulado “Es- tudio de la Hidrología Urbana del Nordeste Argentino” , que ejecuta actualmenteel Grupo de Investigación del Departamento de Hidráulica de la Facultad de

Ingeniería de la Universidad Nacional del Nordeste. El proyecto es financiadodesde septiembre de 2008 por la Agencia Nacional de Promoción Científica yTecnológica del Ministerio de Ciencia y Tecnología de la Argentina (ANPCYT),dentro de la Convocatoria PICTO 2007 y con el estilo de los proyectos copartici-pados entre la Universidad y la Agencia. Una parte sustancial de dicho proyectoestá destinada a la formación de recursos humanos especializados en drenajeurbano y se instrumenta con la participación de Becarios y el dictado de Cursosde Posgrado a cargo de los docentes-investigadores que integran el equipo deproyecto y profesores invitados de reconocida trayectoria en la temática delmanejo del agua pluvial urbana.

La estructura curricular de los cursos de formación tiene un aspecto fundamen-tal asentado en el denominado “trabajo de conclusión” , que en forma grupaldesarrollan los cursantes durante el dictado y lo presentan para su discusióny aprobación en la etapa final de la cursada con formato de artículo científico.La experiencia de esta metodología, que se aplica desde el primer dictado delcurso (marzo-abril de1999), ha generado importantes contribuciones derivadasde las experiencias de trabajo profesional de los cursantes o de investigacionesaplicadas a problemas concretos planteados al iniciar el dictado.

En este texto se ha decidido compilar la presentación de los trabajos de con-

clusión aprobados en el III Curso de Posgrado en Hidrología Urbana (2006) yalgunos trabajos preparados por los profesores e investigadores del Grupo quepueden encuadrarse dentro de los ejes temáticos elegidos.

En función de ese agrupamiento, pueden encontrarse aquí trabajos compren-didos en la Generación y tratamiento de información básica (Parte I), como asítambién aquellos que pueden agruparse en Desarrollos metodológicos y estu-dios de casos (Parte II), y finalmente los que tratan aspectos que involucran Me-didas no estructurales en el diseño pluvial urbano (Parte III). En total conformanun grupo de doce trabajos en los que participan 34 autores, la mayoría de ellos(24) graduados que han cursado el posgrado en Hidrología Urbana dictado en2006, además de 4 becarios alumnos y 6 investigadores que componen el grupoque ejecuta el proyecto inicialmente citado.



Uno de los objetivos siempre resaltados del proyecto es la transferencia al me-dio social de los avances que se logren en las actividades de investigación, entanto se trata de investigación aplicada, y en ese sentido un logro significati-vo ha sido, como consecuencia de las acciones de capacitación de graduados(1999/2000) y la difusión de conceptos y resultados en distintos ámbitos delmedio social (artículos publicados en el Diario “Norte” de Resistencia entre fe-

brero y julio del año 2000), la de conseguir que la primer Carta Orgánica del Mu-nicipio de Resistencia, contemplara aspectos relacionados con “un plan directordel drenaje pluvial urbano, cuyo objetivo será la planificación de la distribuciónde aguas pluviales, teniendo en cuenta medidas estructurales y no estructura-les. Las primeras corresponderán a las obras que integran o integrarán la redde drenaje; las segundas serán la elaboración de normas que definan las áreasde riesgo para la ocupación del suelo y las restricciones correspondientes a laimpermeabilización” (Artículo 103, Capítulo Cuarto, Carta Orgánica Municipalde Resistencia, año 2000).

Como consecuencia de las acciones ordenadas por la sanción de la mencionada

Carta Orgánica, el Concejo Municipal de Resistencia dio curso a la aprobacióna la Ordenanza Nº 5403/01, en la cual tuvieron directa participación los in-vestigadores del Proyecto vigente, quedando destacada en los considerandosde la misma: “Que se ha capitalizado las importantes experiencias recogidas enoportunidad de realizarse el “Curso de Posgrado en Hidrología Urbana”, dictadopor la Facultad de Ingeniería de la UNNE, que convocaron al personal técnico delmunicipio, de donde se recogieron sugerencias elaboradas y discutidas en esos encuentros que por su importancia se considera necesario incorporar a la normativa urbana” . Ese marco normativo permitió incorporar los conceptos de ImpactoHidrológico Cero, la necesidad de limitar el crecimiento de la impermeabiliza-ción de los espacios a urbanizar y el manejo de los excedentes generados por

nuevas edificaciones dentro del propio lote.En este libro se presentan trabajos que analizan y desarrollan varios de los con-ceptos antes mencionados, poniéndolos en situaciones reales a manera de “estudio de casos” . La interacción generada en la preparación de esos trabajos llevaa demostrar que el concepto de drenaje urbano sustentable es una complejarelación existente entre los ecosistemas naturales, el sistema urbano artificialy la sociedad. Un criterio que promueve un cambio de mentalidad a la hora deplanificar los drenajes urbanos, buscando integrar la planificación urbana, lagestión de las aguas y el saneamiento ambiental.

En el marco de la aplicación de los conceptos citados, algunos de los integrantesdel Grupo de Investigación presentaron un trabajo con los avances logrados, alPremio Universidad Nacional del Nordeste Convocatoria 2003-2004 caratulado“Vinculación para la Innovación y el Desarrollo Socio-Productivo”, obteniendo elPrimer Premio en la Categoría Social, con el trabajo denominado “Una propuestapara minimizar las inundaciones pluviales urbanas en la ciudad de Resistencia,Chaco. Uso de medidas no estructurales para la obtención del impacto hidroló-gico cero” (Depettris, Pilar, Bravo; Revista de la UVT Nº 2-Rectorado UNNE).

También los saludables ámbitos de discusión generados en los encuentros parala preparación de los “trabajos de conclusión” de los cursos de posgrado nos

han demostrado una clara toma de conciencia de que para resolver el problemadel drenaje urbano no existen soluciones fáciles, ni puramente técnicas o econó-micas, ni soluciones de validez universal.



Es nuestra expectativa que este libro contribuya a fortalecer el conocimiento enla problemática del drenaje pluvial urbano en las ciudades de la región, ya quehan participado con sus aportes en los diferentes trabajos que se presentan:profesionales de la Administración Provincial del Agua del Chaco (APA), de laUnidad Provincial Coordinadora del Agua de Formosa (UPCA), de las municipali-dades de Resistencia y de Corrientes, de las Administraciones de Vialidad Nacio-nal y Vialidad de la Provincia del Chaco, del Instituto Provincial de Desarrollo Ur-

bano y Vivienda del Chaco, Becarios del sistema Nacional y Regional de Cienciay Tecnología, Profesionales de empresas privadas, Consultores independientese Investigadores de la Universidad Nacional del Nordeste.

Queremos destacar asimismo la colaboración que en forma permanente hemostenido de nuestro Director de Proyecto el Dr. Ing. Jorge V. Pilar, actual Decano dela Facultad de Ingeniería y docente de relevancia en nuestros cursos de posgradoen Hidrología Urbana, por las ideas y propuestas motivadoras que forman partede su actitud de vida. Este libro es también consecuencia de su incentivación.La compleja tarea que significa coordinar la edición de un libro, donde no sola-

mente existen aspectos científico-técnicos sino una profunda interacción socialderivada de la multiplicidad de autores, se ve compensada por la satisfacciónde dar una respuesta concreta a las expectativas que siempre se abren cuandoiniciamos nuestros cursos de formación: el plasmar en el papel las ideas y de-sarrollos de tantas horas de trabajo intelectual. Por eso nos resulta placenteroagradecer por anticipado a quienes dediquen parte de su tiempo a la lectura deeste libro.

Carlos Depettris

Hugo Rohrmann

Alejandro Ruberto





Generación y tratamientode información básica

Parte I





Introducción:

Se desarrolla en este trabajo una propuesta de nuevos parámetros de las curvas

de Intensidad-Duracion-Frecuencia (IDF) para el Área Metropolitana del GranResistencia (AMGR), trabajando con la ecuación matemática que tiene al Tiem-po de Recurrencia (TR) y al Tiempo de Duración de la tormenta como variablesindependientes.

Se analiza la sensibilidad lograda con el estudio de los resultados de los estu-dios hidrológicos para desagües pluviales urbanos y se clasifican las diferenciasal aplicar los parámetros homologados y los propuestos.

Fundamentación:

En el AMGR para la determinación de la tormenta de diseño a ser utilizada enlas evaluaciones hidrológicas se aplican las curvas o ecuaciones simplificadas(Ec.1) de Intensidad, Duración, Frecuencia (IDF) que están homologadas por laAdministración Provincial del Agua del Chaco y la Municipalidad de la Ciudad deResistencia, Chaco y determinada por Sherman (1931) para la ciudad de Boston,Massachussets, USA (Raudikivi 1979) (Ec.2).

Siendo:Ip (mm/hr) la intensidad de precipitación instantánea en milímetros por hora.

TR (años) tiempo de recurrencia de la tormenta.Td (min) la duración de la tormenta en minutosK, m, A, B, c constantes.en la Ec.1 A = K TRm , simplificación.

“Propuestas de nuevos parámetros delas Curvas IDF para el AMGR”

Almirón Isidro, Kamer Alejandro, Zavala Gustavo

(Ec.1) Modelo simplificado homologado (Ec.2) Modelo de Sherman

Ip = A

( B + Td ) c

Ip = KTR

( B + Td ) c

m



Con el modelo Ec.2 se necesita solamente una ecuación para explicar las rela-ciones entre las intensidades con los tiempos de recurrencia y las duraciones delas precipitaciones solamente a través de cuatro parámetros. Mientras que parala utilización de la Ec.1 se necesitan para relacionar intensidades y duración detormentas tantos grupos de tres parámetros como frecuencias analizadas, esdecir para cada tiempo de recurrencia de 2, 5, 10, 25 y 50 años se necesitan 5

grupos de tres parámetros A, B y C. La simplicidad de la Ec.1 trae aparejado unacantidad de parámetros a determinar igual a 3 por la cantidad de tiempos deretorno de los eventos en estudio.

Determinados los parámetros de la ecuación de Sherman y aplicando el modelo,se compararon los resultados de las intensidades de precipitación con los valo-res de los resultados estadísticos y con los valores de los resultados de aplicarla ecuación Ec1. para cada tiempo de recurrencia.

Si bien el coeficiente de determinación R²=99,26% es satisfactorio, generan in-

terrogantes las diferencias encontradas en los resultados del orden entre el 4,3%al 7,5% de aplicar la Ec. 2 comparativamente con los valores estadísticos, y delorden entre el 5.2% al 8.6% de aplicar la Ec. 2 comparativamente con la aplica-ción de la Ec.1. Estos guarismos nos sugieren algunas preguntas:

De considerar que existen softwares de modelos hidrológicos utilizados en elmedio por profesionales de la hidrología y de la hidráulica y que como datos deentrada alternativo pueden incorporar estos parámetros sin necesidad de cargarel hietograma porque poseen rutinas que lo generan a través las ecuaciones IDF(ARHYMO, IPHS, etc.), es que se considera en este documento intentar responderlos interrogantes.

¿Cambiarán los parámetros de la Ec.1 si se aplica la misma metodología deresolución utilizada para resolver los parámetros de la Ec.2?

¿Es factible aplicar la Ec.2 en su plenitud si ésta fue determinada para otro

lugar o zona geográfica con clima distinto?

¿Se podrá incorporar algún parámetro adicional para mejorar el ajuste de laEc2. sin entrar en parsimonia?

¿Se tendrá que buscar y utilizar otra ecuación para incorporar al tiempo derecurrencia como variable independiente?

¿Cómo inciden las diferencias en los estudios hidrológicos, concretamente enel hietograma, en las precipitaciones efectivas, en los caudales picos y en los

volúmenes finales escurridos?



Objetivos:

Proponer como metodología alternativa para la determinación de los paráme-tros de las ecuaciones IDF las transformaciones logarítmicas y la aplicación demínimos cuadrados.

Reducir la brecha entre las intensidades de precipitación del estudio estadísticocon las intensidades de precipitación resultantes de aplicar las ecuaciones teóri-cas de distribuciones continuas.

Determinar los parámetros de la ecuación completa de Sherman y la viabilidadde su aplicación.

Fuentes de Información:

Resolución de la Administración Provincial del Agua Nº 097/01 por la cualpresenta y homologa las curvas IDF y los parámetros de ajuste de la funcióncontinua teórica para el AMGR que abarca la serie de datos del período 1960-1998. Propicia su utilización, ya que la intensidad de precipitación como re-sultado es variable principal de entrada para una correcta determinación delcaudal de diseño de las diferentes estructuras que deben conformar el sistemade desagües pluviales.

La Ordenanza Nº 5403/01 de la Municipalidad de la Ciudad de Resistencia quehace mención y propicia la utilización de las curvas IDF elaboradas para esta ciu-dad, para ser aplicadas en el estudio del impacto hidrológico en las propuestasde edificaciones.

Estudios de curvas IDF para el Área Metropolitana del Gran Resistencia. De-pettris, Carlos – Pilar, Jorge ,en donde se explican como se extrajeron los datos

básicos de las precipitaciones utilizadas, como se conformaron las series dedatos, el resultado de los estudios estadísticos y como se obtuvieron los pará-metros que son utilizados hoy día.

Ecuaciones que estiman las curvas Intensidad-Duración-Período de Retornode la Lluvia. D. Pereyra-Díaz, J. Pérez-Sesma y L. Gómez-Romero. En este es-tudio se presentan algunos modelos matemáticos no lineales que estiman lascurvas intensidad-duración-período de retorno de la lluvia (IDT), los cuales seajustaron a registros pluviométricos de la ciudad de Xalapa, Veracruz.



Metodología:

De la Resolución APA Nº 097/01 se extraen de una planilla el contenido de losresultados producto de un estudio teórico estadístico y probabilístico de seriesde distribuciones teóricas de frecuencias de valores extremos máximos de laslluvias que son los datos e información para el presente trabajo que relacionan

las intensidades de las precipitaciones, las duraciones de las eventos y las fre-cuencias de ocurrencias o tiempos de recurrencias de las mismas para el AMGRen los período 1960-1998

Intensidad de Precipitación

Duración (minutos)

TR (años)

25

102550

15

101,4126,9

142,4160,8173,5

30

76,395,1

106,1118,5126,7

45

61,779,8

90,7103,5112,3

60

51,565,5

74,284,691,9

120

35,143,6

48,654,458,4

180

26,833,5

37,943,547,7

240

21,728,1

32,538,142,5

Las ecuaciones conocidas en el ámbito hidrológico como modelos matemáticosque pueden explicar una distribución continua teórica de los eventos son deltipo no lineales. Para poder aplicar el método de los mínimos cuadrados en ladeterminación de los parámetros primero se debe transforma las ecuaciones enlineales, aplicando logaritmos.

Siendo:

Ip (mm/hr) la intensidad de precipitación instantánea en milímetros por hora(variable dependiente)d (min) la duración de la tormenta en minutos (variable independiente)A, B, c parámetros que relacionan las variables independiente con la dependien-te para cada período de retorno analiza. Incluyen implícitamente las condicio-nes climáticas propias de cada lugar.

Transformando la ecuación precedente no lineal en otra ecuación lineal del tipo

logarítmica

Análisis para la ecuación IDF homologadaPara explicar la relación existente en el cuadro 1 entre la duración de la tor-menta y la intensidad de precipitación para un único tiempo de recurrencia, laecuación matemática tiene la forma:

Ip = A

( B + Td ) c



log(Ip) = log(A) - c log(B+Td)

Min ∑ (y i - y i )

B j (debe adoptarse previamente)

a j = y - b j x

Esta ecuación representa una recta y = a + b x, siendo un modelo lineal de dosvariables a y b por lo que podemos utilizar técnicas de Análisis de Regresión Li-neal como el Método de Mínimos Cuadrados Ordinarios MMCO para determinarlos parámetros incógnitas A, B, c.

La aplicación permite el ajuste de una línea recta minimizando la suma de loscuadrados de las desviaciones (verticales) entre los puntos y la línea.

Siendo:

yi son los logaritmos de las observaciones reales de las Ip (mm/hr)yi son los logaritmos de los valores ajustados correspondientes a las Ip calcula-das (mm/hr).

n es la cantidad analizada de tiempos de duración de la tormenta.xi es la variable independiente correspondiente al log(B+d) en minutos.y es el promedio de yi.x es el promedio de xi.B es un parámetro con unidades en minutos que relaciona aritméticamente altiempo de duración de la tormenta, y debe hallarse o determinarse antes deresolver los parámetros A, c para lograr el ajuste deseado debe adoptarse porprueba y error o determinarse por alguna metodología automática.

Este parámetro es muy importante, porque su determinación permite alinearlos puntos de la relación logarítmica Ip - d, si se consigue una línea recta se dapor terminado el análisis. El parámetro B tiene una sensibilidad tal que provocalos cambios en las pendientes y las constantes al origen de las rectas de tenden-cias.

i cantidad de eventos o tormentas analizadas. j cantidad de tiempos de retornos analizados, igual cantidad de grupos de pa-rámetros A, B, c

Aplicando este análisis para cada tiempo de recurrencia j se obtuvieron los pa-rámetros de ajuste del modelo. Con estos parámetros se calcularon las intensi-dades de precipitación para los distintos tiempos de duración de la tormenta yse construyeron las curvas IDF.

=

n∑x i y i - ∑x i ∑y i

n∑x i 2 -( ∑x i ) 2 b j



n n

∑x 1i y∑x 2i - ∑x 2i y i ∑x 1i x 2i

∑x 2i y∑x 1i - ∑x 1i y i ∑x 1i x 2i

∑ i=1 B i ∑ i=1 c i

2

2

2

2

2

2

n n

Análisis para la ecuación IDF de Sherman

Para explicar la relación existente en el cuadro 1 entre la duración de la tormen-ta, el tiempo de recurrencia y la intensidad de precipitación la ecuación mate-mática tiene la forma:

Ip = KTR

( B + Td ) c

m

Siendo:

TR es el tiempo de recurrencia en años.Td es la duración de la tormenta en minutos.K, m, B, c parámetros que relacionan las variables independientes con la depen-diente para cualquier período de retorno analizado. Incluyen implícitamente lascondiciones climáticas propias de cada lugar.

Para determinar los parámetros se transformó la ecuación precedente en otraecuación logarítmica quedando la misma:

Esta ecuación representa una recta y = a + b1 x + b2 x, siendo un modelo linealde tres variables a, b1 y b2 por lo que podemos utilizar directamente técnicasde Análisis de Regresión Lineal Múltiple como el MMCO para determinar losparámetros incógnitas k, m, B, c.

Otra forma de abordar el problema y reducir el número de incógnitas, es apro-vechar si se tienen los cálculos precedentes de los parámetros B j, c j y reducirlosa dos, de tal modo que B pasa a ser ahora el valor promedio de todos los valoresB j y c el valor promedio de todos los valores cj determinados para cada TR.

log(Ip) = log(K) + m log(TR) - c log(B+Td)

B j (debe adoptarse previamente)

a = y - b 1x 1 - b 2 x

=

=

= =

∑x 1i ∑x 2i - ( ∑x 1i x 2i ) 2

∑x 1i ∑x 2i - ( ∑x 1i x 2i ) 2

b 1

b 2

B c



ahora B, c son parámetros conocidos y la ecuación puede escribirse:

Volvemos a tener otra ecuación lineal y = a + b x de dos incógnitas a, b por loque podemos utilizar el MMCO para determinar los parámetros K, m.

Donde:

Tr es el tiempo de recurrencia en años (dato).Z es un parámetro con unidades en años que se relaciona aritméticamente conel tiempo de recurrencia de la tormenta, y debe hallarse o determinarse antes deresolver los parámetros K, m, c para lograr el ajuste deseado debe adoptarse porprueba y error o determinarse por alguna metodología automática.

Este parámetro es muy importante en su determinación al igual que B, porquepermite alinear los puntos de la relación logarítmica Ip-d, si se consigue unalínea recta se da por terminado el análisis. El parámetro Z tiene una sensibilidadtal que provoca los cambios en las pendientes y las constantes al origen de lasrectas de tendencias.

Para determinar los parámetros se debe transformar la ecuación precedente enotra ecuación logarítmica quedando la misma:

log(Ip) = log(K) + m log(TR - Z) - c log(B+Td)

log(Ip) + c log(B+Td) = log(K) + m log(TR)

B, Z (deben adoptarse previamente)

Análisis para la ecuación IDF Ampliada de Sherman

Considerando que fue desarrollado en otra región y que puede aprovecharse susimplicidad y aplicación en el AMGR, se propone ampliar la ecuación de Sher-man incorporándole un parámetro adicional influyendo sobre el tiempo de re-currencia quedando con cinco y de la siguiente manera:

Ip = K(Tr-Z)

( B + Td ) c

m

Esta ecuación también representa una recta y = a + b1 x + b2 x, siendo un mo-delo lineal de tres variables a, b1 y b2 por lo que podemos utilizar directamentetécnicas MMCO para determinar los parámetros incógnitas k, m, B, c, Z. Las dosmetodologías a aplicar se expusieron anteriormente.

Con estos parámetros se calcularon las intensidades de precipitaciones instan-táneas para los distintos tiempos de duración de la tormenta y tiempos de recu-rrencia, construyéndose las curvas IDF.



Esta ecuación es versátil y adaptable a la forma sintética A, B, C debido a que elparámetro A pasa a ser:

Sin perder de vista que el verdadero tiempo de recurrencia es Tr.

O simplemente hacer Z = 0 volviendo a la ecuación original de Sherman.

De esta forma puede aplicarse entre otros el Método de Chicago o Método de lasIntensidades Instantáneas desarrollado por Keifer y Chu (1957) en la determina-ción y elección de un modelo de tormenta de diseño y su distribución temporalque hace uso y aprovecha el potencial de este tipo de ecuaciones.

Para los casos en que deba utilizarse el numerador como K TRm puede hacerse:

A = K(Tr - Z) m

TR = Tr - Z

Aplicación de la Metodología:

Aplicación: Área Metropolitana del Gran Resistencia, Chaco, Argentina.Forma de utilización: permitir deducir como método alternativo la tormenta dediseño extrayendo una intensidad de precipitación (Ip) a partir de un tiempo derecurrencia (TR) adoptado y un tiempo de duración (Td) adoptado.

Desarrollo de la Metodología:

Cálculos y determinación de los parámetros de las ecuaciones IDF de Shermansimplificada, Sherman estándar y la de Sherman extendida (Ing. Gustavo Zavala)con la metodología propuesta (transformaciones logarítmicas y aplicación deMínimos Cuadrados Ordinarios), que se muestran en las figuras 1, 2 y 3.

Ecuación de Sherman simplificada:

Ip = A

( B + Td ) c

Parámetros

TR (años)

2

5102550

cBA

0,7083

0,72020,70780,68060,6525

14,2770

16,169715,788914,267312,5362

1.110,096

1.509,8141.606,8231.594,4281.501,827

Intensidad de Precipitación Ip (mm/hr)

Duración Td (minutos)

TR (años)

2

5102550

15

101,5

126,8142,1160,2172,6

30

75,8

95,5107,3120,9130,0

45

61,6

78,087,899,1106,7

60

52,5

66,675,185,091,8

120

34,5

43,849,756,861,9

180

26,6

33,738,444,248,5

240

22,0

27,831,836,840,7



Parámetros

Promedios

A B C

TR (años)

25102550

PHPHPH

H

P

0,70830,637514,2778,1201.110,096746,019 0,72020,684616,17011,8241.509,8141.205,7350,70780,719315,78914,6811.606,8231.639,9400,68060,762914,26718,4271.594,4282.366,8370,6525

0,694

0,7560

0,712

12,536

14,608

19,875

14,585

1.501,827

1.464,598

2.563,109

1.704,328

parámetros homologados

parámetros propuestos

Figura 1: Resultados de aplicar la ecuación con los parámetros propuestos curvas intensidad-duración-frecuencia (I-D-F) para el área metropolitana del Gran Resistencia (AMGR) serie anual período 1960-1998

Figura 2: Comparación de los parámetros de las curvas I-D-F entre las series homologadas y las propuestas para elAMGR periodo 1960-1998



Ecuación ampliada de Sherman con el parámetro Z:

Ip = K(Tr-Z)

( B + Td ) c

m Parámetros

ZK

1,5821157,819

cBm

0,6945814,6880,12081

Intensidad de Precipitación Ip (mm/hr)

Duración Td (minutos)

TR (años)

2

20

5

25

7

30

10

40

15

50

15

98,9

156,2

127,4

160,8

134,7

164,6

142,1

170,7

150,3

175,5

30

74,4

117,6

95,9

121,0

101,4

123,9

107,0

128,5

113,2

132,1

45

60,9

96,2

78,5

99,0

82,9

101,3

87,5

105,1

92,6

108,1

60

52,1

82,3

67,1

84,7

71,0

86,7

74,9

89,9

79,2

92,5

120

34,6

54,6

44,6

56,2

47,1

57,6

49,7

59,7

52,6

61,4

180

26,8

42,3

34,5

43,5

36,5

44,6

38,5

46,2

40,7

47,5

240

22,2

35,1

28,6

36,1

30,3

37,0

31,9

38,4

33,8

39,5

Figura 3: Curvas propuestas de intensidad-duración-frecuencia (I-D-F) para el área metropolitana del Gran Resistencia

(AMGR) serie anual período 1960-1998



Se efectuó también el cálculo de las tormentas de proyecto mediante el Métodode Chicago o de Precipitaciones Instantáneas aplicando las ecuaciones IDF arri-

ba mencionadas.

Finalmente se realizaron las evaluaciones hidrológicas Precipitación - Escorren-tía aplicadas a lotes y cuencas urbanas, con la utilización del modelo matemá-

tico ARHYMO para el análisis en cuencas urbanas y la utilización del MétodoRacional y el Hidrograma Unitario Sintético para el análisis en lotes.

Presentación y Análisis de Resultados:

Se procedió a la comparación entre las curvas IDF homologadas y las propues-tas, ubicando las diferencias entre intensidades de precipitación, diferenciasentre alturas de precipitaciones totales y efectivas.

Se propone como modelo matemático el TR como variable independiente paradeterminar la Intensidad de Precipitación, evaluando la sensibilidad en la apli-cación, los resultados de análisis hidrológicos de distintas cuencas y distintasduraciones de tormentas y sus escorrentías.

Las comparaciones de los hietogramas producto de aplicar las ecuaciones IDF

homologada y propuesta a través del Método de Chicago se hicieron para untiempo de retorno de lluvias igual a 10 años, en ellos se observan que las inten-sidades de precipitaciones instantáneas absolutas difieren en el pico alrededordel 4% en más para la homologada e invirtiéndose la diferencia porcentual enmenos con valores del 7,5% al 8,5% para duraciones de tormenta mayores a 45minutos hasta los 240 minutos.

En cuanto a las precipitaciones efectivas acumuladas, aplicando el Método deSCS para un CN(II) = 87, CN(III) = 94; se tienen las siguientes diferencias en máspara la homologada en tormentas de corta duración hasta los 15min de 0,3mm,

con tormentas de 30 min no existen diferencias, diferencias en menos para lahomologada en 60 min 1,1 mm; en 120 min 2,8 mm y en 240 min 4,7 mm.

Debe señalarse que estos valores aumentan porcentualmente (no se mantienenlas mismas diferencias en mm) si la cuenca es más impermeable.

Analizado el estudio hidrológico de un lote de 300m², FIS = 0,7, CN(II) = 89,coeficiente de escorrentía C=0,45 y un tiempo de concentración Tc = 3min seobtuvieron: para un tiempo de duración de tormenta igual al tiempo de con-

centración una diferencia en la precipitación efectiva de 0,1mm (4,3%) en máspara la homologada, aplicando el Método del Hidrograma Sintético Triangular,se tiene una diferencia en la escorrentía y en el caudal pico del 3,1% en más parala homologada. Aplicando el Método racional, la diferencia es del 2,8%.



En el mismo lote y similares características pero con un tiempo de duraciónde tormenta de 5min, se obtuvieron diferencias, en la precipitación efectiva de0,3mm (5,4%) en más para la homologada, aplicando el Método del HidrogramaSintético Triangular, se tiene una diferencia en la escorrentía y en el caudal picodel 5,2% en más para la homologada. Aplicando el Método racional, la diferenciaes del 2,8%.

Para un lote de 700m², FIS = 0,85, CN(II) = 94,7, coeficiente de escorrentíaC=0,757 y un tiempo de concentración Tc = 3 min se obtuvieron para un tiem-po de duración de tormenta igual a 15min, una diferencia en la precipitaciónefectiva de 0,4mm (1,3%) en más para la homologada, aplicando el Método delHidrograma Sintético Triangular, se tiene una diferencia en la escorrentía y en elcaudal pico del 1,2% en más para la homologada. Aplicando el Método racional,la diferencia es del 2,6%.

Analizando cuencas urbanas de mediana y gran superficie, como la del sistemalagunar Los Lirios de la ciudad de Resistencia, cuyas cuencas de aporte son: laAv. Laprida, Laguna Navarro, Nicolás R. Acosta, Laguna Arguello, Paraguay -Vé-lez Sarsdfield, Chaco- Borrini, para distintos tiempos de duración de tormentamas allá que el tiempo de concentración de todo el sistema sea de 240 min (4hs). Para un tiempo de recurrencia de 10 años se obtuvo que:

Para la cuenca de Av. Laprida de un área de 28,9Ha y un tiempo de concentra-ción de 46min, no hay diferencias en los caudales picos, mientras que con laescorrentía se tienen que para duraciones de tormentas de 46min una diferenciade 1,9%; para 85min, 3.2%; para 120min, 3.9% y para 240min, 5.2% todos en máspara la propuesta.

Para la cuenca de la Laguna Navarro de un área de 87,59Ha prácticamente nohay diferencias en los caudales pico, mientras que con las escorrentías se tienenque para duraciones de tormentas de 46min una diferencia de 1.7%; para 78min,

3.1%; para 120min, 3.8% y para 240min, 4.7% todos en más para la propuesta.

Para la cuenca de Nicolás R. Acosta de un área de 138,5Ha y un tiempo de con-centración de 125min, las diferencias en los caudales picos y en las escorrentíasson para una tormenta igual al tiempo de concentración de 3.2% y 3.8%; para150min una diferencia de 3.2 y 4.2%; para 240min, 3.0% y 4.9% todos en máspara la propuesta.



Para la cuenca de la Laguna Los Lirios con un área de 212,39Ha y un tiempode concentración de 56min, prácticamente no hay diferencias en los caudalespicos, mientras las escorrentías para una tormenta igual al tiempo de concen-tración la diferencia es de 2.2%; en 120min, 3.9% y 240min, 5.2% todos en máspara la propuesta.

Se hizo el mismo análisis para un tiempo de recurrencia de 25 años y las dife-rencias en los caudales pico oscilaron entre 0,9% y 3,3% y en la escorrentía entreel 0,5% y el 9,6%. Ver cuadros comparativos.

Conclusiones:

En lo que respecta a las ecuaciones IDF, si tomamos en cuenta el Coeficiente deDeterminación R² como medida de ajuste en todas las ecuaciones analizadas,teniendo el significado de cuanto explica porcentualmente la relación de losparámetros (A, B, c, K, m, Z) hallados con las variables independientes (TR, Td)en la determinación de la variable dependiente (Ip), y considerando que estecoeficiente varía su valor entre los rangos límites de 0 a 1, hacia el extremo in-ferior se considera que no hay relación alguna (no hay ajuste) y hacia el extremosuperior los parámetros hallados explican una relación (si hay ajuste), podemosdecir que en todos los casos para cada TR, (cinco en total 2, 5, 10, 25, 50 años )

se tuvieron mejores ajustes al utilizar la metodología de transformaciones loga-rítmicas y aplicación del Método de los Mínimos Cuadrados Ordinarios respectoa los homologados.Comparativamente los parámetros hallados son distintos a los homologados ytienen un R² mayor.

Se debe tener en cuenta que los valores datos referidos a los tiempos de dura-ción de los eventos, tienen un mínimo de 15minutos y un máximo de 240 minu-tos, el primero es debido a la técnica y precisión de los aparatos de registro delas lluvias. Las curvas IDF nos permiten extrapolar a tiempos inferiores y supe-riores a los analizados, dándonos cierta incertidumbre en los resultados al salirdel mencionado entorno. Por esto es necesario tener en cuenta la calidad de losajustes, lo que nos garantizaría en algún modo una aceptable utilización, hastaque se extienda la serie a mayor cantidad de años con datos hidrológicos y secuenten con pluviógrafos de precisiones inferiores a los 15 minutos.

Lo expuesto anteriormente sirve para considerar el agregado de un parámetromás a la ecuación de Sherman, modificándola con un parámetro Z con influen-cia aritmética sobre el TR para lograr un aceptable ajuste y pueda ser utilizada

como ecuación alternativa en el AMGR. Sobre todo en cuencas con un tiempode concentración inferior a los 15 minutos, encontrándose estos en parcelas olotes del casco urbano.



Puede generarse la duda si este parámetro Z adicional entra en parsimonia, perolos resultados comparativos entre los ajustes marcadamente reducen diferen-cias de hasta un 5%, y en cuanto a la sensibilidad en la aplicación y evaluación hi-drológica surgen oscilaciones en los resultados según el método utilizado paradeterminar el caudal pico y el volumen de escorrentía entre un 1,2 a un 5,2% enmenos para la propuesta. Teniendo en cuenta que en la Ordenanza Municipal de

la Ciudad de Resistencia Nº 5403/01 se hace mención del “Impacto HidrológicoCero” , la aplicación del FIS y del FIT y la necesidad de determinar caudales picosy que este no debe ser sobrepasado en la situación actual y posterior de un pro-yecto de modificación edilicia, podemos concluir nuevamente que es necesariotener en cuenta la calidad de los ajustes, lo que nos garantizaría en algún modouna aceptable utilización, hasta que se extienda la serie a mayor cantidad deaños con datos hidrológicos y se cuenten con pluviógrafos de precisiones infe-riores a los 15 minutos, por lo que podría prescindirse así si fuese necesario delparámetro Z adicional propuesto.

Con respecto a los cálculos realizados para los lotes de 300m² y 700m² contiempos de concentraciones muy bajos del orden de los 3 minutos y duracionesde tormenta de 3 a 15 minutos, se utilizaron para determinar las intensidadesde precipitaciones las ecuaciones IDF a modo de extrapolación, luego se halla-ron las precipitaciones efectivas y los caudales picos considerando la particula-ridad morfológica de cada parcela urbana.

El análisis se hizo para un tiempo de recurrencia igual a 10 años y debería ha-cerse y testearse para otras series y así arribar a conclusiones generales, sin embargo abordando la serie elegida (que es la indicada en la norma para utilizaciónen parcelas urbanas) se puede inferir que existen diferencias entre los valoreshallados aplicando los parámetros homologados y propuestos.

Para los caudales pico las diferencias en promedio de aplicar distintos métodospara su determinación oscilan en 3,7% con mínimas de 1,2% y máxima de 5,2%todas en más para la homologada. Si bien en unidades de caudales parecería que

no debería dársele importancia a las diferencias por ser pequeñas del orden de6 a 18 litros/min, éstas deben analizarse en el contexto del marco normativovigente que alude a valores límites porcentuales comparativos en cuanto a lasevaluaciones hidrológicas antes y de proyecto edilicio.

Esto sucede debido al ajuste de los parámetros homologados que manifiestanpara una tormenta de duración de 15 minutos (extremo superior de la curva)un error en más de las intensidades de tan solo 0,5%, que al hacer la distribucióntemporal y extrapolar al pico, se transforma el error en los fenómenos derivados

expuestos. En este punto, el error para los parámetros propuestos es del 0,2%en menos.



Con referencia a las escorrentías las diferencias en promedio de aplicar distin-tos métodos para su determinación oscilan en similares porcentajes a lo ex-puesto precedentemente, con capacidades medias que difieren en 52 litros conmínimas de 22 y máxima de 90 litros en más para la homologada.

Si se tendría que proyectar un elemento de captación o acumulación de aguacomo parte de una obra de amortiguamiento hidráulico, utilizando los paráme-tros homologados o propuestos darían soluciones similares y satisfactorias.

Estas diferencias resultantes individuales por lote no nos dicen mucho peropueden ser analizadas en conjunto tomando cuencas urbanas como lo que sedescribirá a continuación.

Se analizaron cuatro cuencas urbanas con tiempos de concentraciones y áreasdiferentes con variedades de duraciones de tormentas que fueron desde el tiem-po de concentración propio de cada cuenca hasta los 240 minutos, período deconcentración del sistema lagunar interconectado a la laguna Los Lirios.

También se utilizaron las ecuaciones IDF con los parámetros homologados ypropuestos introducidos como dato en archivos por separado para correrloscon el modelo matemático hidrológico ArHymo, cuyos resultados se aprove-

charon para las observaciones y confeccionar tablas de resúmenes y gráficosrepresentativos.

No es necesario realizar extrapolaciones porque los tiempos de duración de loseventos están dentro de los límites de la recopilación de datos hidrológicos.

Si miramos los cuadros de resúmenes comparativos entre cuencas para los tiem-pos de recurrencia de 10 y 25 años, que se presenta en las figuras 4 y 5, y pone-

mos atención en los caudales picos, las diferencias entre valores homologadosy propuestos son prácticamente despreciables. Debe hacerse notar que las pe-queñas diferencias en más y en menos son tanto para la homologada como parala propuesta en forma asistemática. Salvo un caso puntual, la cuenca Nicolás R.Acosta que muestra una disparidad máxima del 3,0 al 3,3%. Aislándolo, del aná-lisis general se puede decir y para los casos vistos, que si se necesitara dimensio-nar canales o conductos, la utilización de las ecuaciones IDF con los parámetroshomologados y propuestos daría resultados apropiados y similares.



%

%

%

P

P

P

H

H

H

m3/s

m3/s

m3/s

%

%

%

min

min

min

H

H

H

P

P

P

mm

mm

mm

mm

mm

mm

Hm3

Hm3

Hm3

Hm3

Hm3

Hm3

Dif

Dif

Dif

Escorrentía (volumen)



1,9

1,7

3,8

3,2

3,1

4,2

3,9

3,8

4,9

5,2

4,7

0,011

0,037

0,105

0,015

0,050

0,114

0,018

0,061

0,138

0,025

0,083

0,011

0,036

0,101

0,015

0,049

0,109

0,018

0,059

0,132

0,024

0,079

37,9

41,8

75,8

54,4

57,4

82,2

64,6

70,2

99,9

88,3

94,9

37,2

41,1

73,0

52,7

55,7

78,9

62,2

67,6

95,2

83,9

90,6

0,0

-1,0

3,2

0,0

1,0

3,2

0,0

1,0

3,0

0,0

0,9

46

46

125

85

78

150

120

120

240

240

240

Laprida

Navarro

Nicolas R. Acosta

28,49 Ha

87,59 Ha

138,5 Ha

2,9

9,5

9,0

3,1

10,0

9,2

3,2

10,4

9,6

3,3

10,6

2,9

9,6

9,3

3,1

10,1

9,5

3,2

10,5

9,9

3,3

10,7

Dif

Dif

Dif

Td

Td

Td

Qp

Qp

Qp

%

PH

m3/s %min

H P

mm mmHm3 Hm3

Dif Escorrentía (volumen)

2,2

3,95,2

0,089

0,1350,183

0,087

0,1300,174

41,9

63,586,4

41,0

61,182,1

1,0

1,31,3

56

120240

Los Lirios 212,39 Ha

20,2

22,222,7

20,4

22,523,0

Dif Td Qp

El sistema ARHYMO imprimió la leyendaAtención - El poder de concentración ha sido sobrepasadoSe recomienda subdividir la cuenca

H

P

aplicando los parámetros homologados en la ecuación sintética de Sherman

aplicando los parámetros propuestos en la ecuación sintética de Sherman

Figura 4: Cuadros comparativos entre cuencas aplicando el modelo ARHYMO para un tiempo de recurrencia = 10 añosy distintas duraciones de tormentas



%

%

%

P

P

P

H

H

H

m3/s

m3/s

m3/s

%

%

%

min

min

min

H

H

H

P

P

P

mm

mm

mm

mm

mm

mm

Hm3

Hm3

Hm3

Hm3

Hm3

Hm3

Dif

Dif

Dif




1,1

-1,0

4,1

1,9

1,5

5,3

0,5

3,9

9,0

7,19,6

6,9

9,2

0,013

0,043

0,123

0,018

0,059

0,134

0,022

0,073

0,165

0,0270,030

0,087

0,099

0,013

0,043

0,119

0,018

0,058

0,127

0,021

0,070

0,151

0,0250,028

0,082

0,091

44,3

48,7

89,1

64,1

67,3

96,9

76,7

82,8

118,9

93,1106,1

99,8

113,3

44,8

49,2

85,6

62,9

66,3

92,0

76,3

79,7

109,1

86,996,8

93,4

103,8

3,2

1,9

1,8

0,0

-1,9

1,7

0,0

-0,9

3,3

0,00,0

-1,8

-0,9

46

46

125

85

78

150

120

120

240

180240

180

240

Laprida

Navarro

Nicolas R. Acosta

28,49 Ha

87,59 Ha

138,5 Ha

3,2

10,5

11,2

3,4

11,0

11,5

3,5

11,3

11,9

3,53,6

11,5

11,5

3,1

10,3

11,4

3,4

10,8

11,7

3,5

11,2

12,3

3,53,6

11,3

11,4

Dif

Dif

Dif

Td

Td

Td

Qp

Qp

Qp

%

PH

m3/s %min

H P

mm mmHm3 Hm3

Dif Escorrentía (volumen)

-0,4

4,09,5

0,104

0,1590,220

0,104

0,1530,201

49,0

75,1103,7

49,2

72,294,7

-2,0

-1,1-0,4

56

120240

Los Lirios 212,39 Ha

25,4

27,828,4

24,9

27,528,3

Dif Td Qp

El sistema ARHYMO imprimió la leyendaAtención - El poder de concentración ha sido sobrepasadoSe recomienda subdividir la cuenca

H

P

aplicando los parámetros homologados en la ecuación sintética de Sherman

aplicando los parámetros propuestos en la ecuación sintética de Sherman

Figura 5: Cuadros comparativos entre cuencas aplicando el modelo ARHYMO para un tiempo de recurrencia = 25 añosy distintas duraciones de tormentas



No puede decirse lo mismo en cuanto a las escorrentías, a medida que aumentanlas duraciones de la tormenta, también aumentan las diferencias entre los volú-menes escurridos homologados y propuestos en más para éste último, con unpatrón creciente a lo largo bien marcado y definido. Relacionado con el tiempode recurrencia de 10 años, difieren desde el 1% en cuencas con tiempos de con-centraciones arriba de los 45 minutos hasta el 5% con duraciones de tormentas

de 240 minutos. Afín con el tiempo de recurrencia de 25 años desde el 0,4% paraun caso y el resto desde el 1% para cuencas con tiempos de concentraciones arri-

ba de los 45 minutos hasta el 9,6% con duraciones 240 minutos.

Esto sucede porque los ajustes en las intensidades de precipitaciones homolo-gadas difieren en menos de los valore estadísticos con tiempos de duracionessuperiores a los 45 minutos en 4,5% y para 240 minutos 6,2%, para duracionesintermedias se observan valores oscilantes menores pero siempre inferiores alos valores teóricos. Es decir la curva homologada va por debajo de la teórica enestos rangos.

Ocurre algo similar para el tiempo de recurrencia de 25 años salvo que abrup-tamente a partir de los 140 minutos la curva cae hacia los 240 minutos condiferencias crecientes desde el 0,0% al 10,3%.

Se puede concluir que vistos los rangos en cuestión, debe tenerse especial aten-ción en el proyecto de alguna obra hidráulica de reserva o reservorio si se uti-lizan las ecuaciones IDF con los parámetros homologados porque sus dimen-siones producto del análisis hidrológico podrían ser un tanto menor que si se

utilizaran los parámetros propuestos.

Recomendaciones:

Observando y comparando las curvas IDF homologadas para tiempos de recu-rrencia TR =50 años y Td = 240min con respecto al TR=25 años e igual duraciónde evento Td = 240min, podemos deducir que para la adopción de la intensidadinstantánea de una tormenta de diseño con un ajuste en el TR = 50 años con un

error casi del 10% por debajo del valor estadístico en realidad estaríamos esti-mando una tormenta de diseño para un TR=25 años. Por lo que se deduce queel total precipitado calculado (volumen) arrojaría menor valor. Además, paracalcular el caudal pico a través del Método Racional se utiliza entre otros la in-tensidad instantánea, por lo que la diferencia porcentual directamente afectaríaal resultado.

Analizando los valores reales (estadísticos) del cuadro 1 podemos decir que amedida que aumenta el tiempo de retorno y aumenta la duración de la tormenta,las diferencias entre los valores de las intensidades de precipitación tienden areducirse. Es justo aclarar que para los TR de 25 y 50 años son tan pequeños enesa duración de 240 minutos, que apenas superan el 10%, que es el orden deerror entre valores estadísticos y homologados.



Observando y comparando las curvas IDF homologadas para tiempos de recu-rrencia TR =25 años y Td = 240min con respecto al TR=10 años e igual duraciónde evento Td = 240min, podemos deducir que para la adopción de la intensidadinstantánea de una tormenta de diseño con un ajuste en el TR = 25 años con unerror casi del 6,2% por debajo del valor estadístico en realidad estaríamos esti-mando una tormenta de diseño para un TR=15 años. Por lo que se deduce que

el total precipitado calculado (volumen) arrojaría menor valor. Además, paracalcular el caudal pico a través del Método Racional se utiliza entre otros la in-tensidad instantánea, por lo que la diferencia porcentual directamente afectaríaal resultado. Igual aclaración debe considerarse por lo expuesto en el párrafoprecedente pero con la diferencia que para los TR de 25 y 10 años son tan pe-queñas las intensidades de precipitación en esa duración de 240 minutos querondan los 14,7%, siendo el orden de error entre valores estadísticos y homolo-gados como se ha dicho alrededor del 6,2%.

La Metodología es precisa y aplicable, por lo tanto si el contenido de este do-

cumento produce un aporte al conocimiento general sobre el tema en cuestiónsería interesante analizar la serie estadística actualizadas de valores extremosde intensidades de lluvias 1960 - 2005.

Bibliografía:

Resolución Nº 097/01 de la Administración Provincial del Agua. Parámetros para la tormenta de diseño endesagües pluviales urbanos. Resistencia. Chaco. (2001).

Ordenanza de la Municipalidad de Resistencia Nº 5403/01 (2001).

Estudios de curvas IDF para el Área Metropolitana del Gran Resistencia. Depettris, Carlos A. - Pilar, Jorge.Resistencia, Chaco, Argentina (2001)

Ecuaciones que estiman las curvas Intensidad-Duración-Período de Retorno de la Lluvia. Domitilo Pereyra- Díaz, José Antonio A. Pérez-Sesma y Leonorilda Gómez-Romero. Veracruz, México (2004)

Hidrología en La Ingeniería. Germán Monsalve Sáenz. (1999).

Manual de Matemáticas para Ingenieros y Estudiantes. I. Bromsthtein – K. Semendiaev.

Econometría. Savatore, Dominick. (1982).

Drenagem Urbana. Tucci – La Laina Porto – De Barrios. (1995).

Hidrología Aplicada. Ven Te chow – Maidment – Mays. (1994).

Apuntes del Curso de Hidrología Urbana (2006) de la Facultad de Ingeniería de la U.N.N.E. Autores Varios.

Modelos Hidrológicos. Carlos E.M. Tucci (2006)





Resumen:

Se presenta la actualización y análisis de las curvas de intensidad – duración -frecuencia (IDF) correspondientes al Área Metropolitana del Gran Resistencia(AMGR). Las curvas existentes correspondían al período 1960 – 1998 y en estetrabajo se las actualizó, incorporando los siete últimos años.

Se tomaron como base los datos pluviográficos de la estación meteorológicaINTA de Colonia Benítez; siendo el tiempo mínimo apreciable quince minutos.Se analizaron sólo las tormentas con precipitaciones totales superiores a 20mm,

con duraciones de 15, 30, 45, 60, 120, 180 y 240 minutos.Para evaluar la bondad de los ajustes estadísticos de intensidades de precipi-taciones para distintas recurrencias se calculó el error cuadrático medio de lavariable y el error cuadrático medio de la frecuencia (ECMV y ECMF).

El ajuste de las ecuaciones de la intensidad para diferentes duraciones y tiem-pos de recurrencia se realizó con el auxilio de la herramienta Solver de Excel,obteniéndose una precisión que se considera satisfactoria.

Las mayores dispersiones se encontraron para recurrencias de 50 años, con 9%para duraciones de 15 minutos y 6,7% para duraciones de 120 minutos. Para lasseries restantes los errores obtenidos fueron inferiores a 5%.

Los resultados obtenidos luego de la incorporación de años hidrológicos secos,como el 2004/2005 y el 2005/2006, indican que las curvas IDF existentes danvalores levemente por exceso. Por lo tanto, podría concluirse que, siendo las cur-vas IDF utilizadas para estimar eventos críticos de diseño, el uso de las curvasIDF existentes (del período 1960-1998), podría ser admitido.

“Actualización y análisis de las curvas IDF en el áreametropolitana del gran resistencia [AMGR]”

Pilar Jorge, Ruberto Alejandro, Depettris Carlos, Gabazza Sonia, Kutnich Edgardo Grupo de Investigación y Servicios

Departamento de Hidráulica - Facultad de Ingeniería - Universidad Nacional del NordesteAv. Las Heras 727 - CP 3500 - Resistencia (Pcia. del Chaco) - República Argentina



Introducción:

Los estudios y proyectos destinados al manejo del agua pluvial urbana requie-ren de la disponibilidad de información básica apropiada y consistente parasu desarrollo, siendo los aspectos vinculados al conocimiento de las precipi-taciones máximas en el área de interés uno de los puntos elementales para el

análisis de los procesos hidrológicos urbanos. Entre las falencias detectadaspor diversos investigadores (Bertoni et al., 2003) en su análisis de la hidrologíaurbana en Argentina se encuentra la ausencia casi total de los datos de tipolluvia-caudal, lo que impone de por sí fuertes limitaciones a toda investigacióntécnico-científica en la disciplina. En ese sentido, todo esfuerzo que se realicepara mejorar el conocimiento con rigor estadístico de los valores de intensidadde la precipitación para diferentes duraciones y probabilidades de ocurrencia,tiene un valor contributivo de significación para la mejora de la calidad de losdatos de entrada en el desarrollo de propuestas y proyectos.

Para tal fin el profesional debe tener claramente identificadas cuáles serán ycómo se comportarán las variables que influirán en el proceso hidrológico para,de esta manera, disminuir incertidumbres en la correcta identificación de lastormentas de diseño.

Así, la elección de la tormenta de diseño es de fundamental importancia para eldimensionamiento de obras hidráulicas, sistemas de drenaje urbano y canales,entre otros, ya que ellas deberán captar y conducir el escurrimiento generadopor dicha tormenta.

Puesto que la tormenta de diseño se determina a partir de conocer las lluvias crí-ticas y la forma en que se manifiestan comúnmente sobre la región en estudio,es necesario determinar sus características fundamentales como: intensidad (I),duración (D) y frecuencia de ocurrencia (F).

Estas tres variables se relacionan mediante las curvas IDF, que permiten selec-cionar la tormenta de diseño para una duración y tiempo de recurrencia adecua-dos al sitio y magnitud de la obra.

En este trabajo se propone actualizar las curvas de Intensidad, Duración, Fre-cuencia (IDF) del Área Metropolitana del Gran Resistencia (AMGR) para con ellasgenerar hietogramas críticos, insumo básico para el diseño hidrológico en lasáreas urbanas y realizar un estudio detallado vinculados con aspectos que pue-dan fundamentar las variaciones ocurridas en el nuevo periodo estudiado.

Objetivo:

Actualizar y analizar las diferencias de las curvas IDF ya existentes del Área Me-tropolitana del Gran Resistencia del período 1960-1998, al período 1960-2005,así como también la variación cronológica de la precipitación y sus correspon-dientes frecuencias de ocurrencia para los distintos periodos.



Materiales y Métodos:

Antecedentes:

En trabajos realizados hasta principios de la presente década (Depettris y Pi-lar, 2001), las series de datos de intensidad de precipitación utilizadas para elAMGR, se han conformado a partir de información pluviográfica obtenida enlas estaciones meteorológicas: INTA – Colonia Benítez, SMN – Aeropuerto Re-

sistencia y Campus UNNE - Resistencia, actualizando y contrastando datos queabarcaron el período 1960 – 1998.

La longitud del período analizado permitió estar a resguardo de las variacionesobservadas regionalmente en el monto y la distribución temporal de las preci-pitaciones, hecho observado desde la década del ´60, y cuyo estudio detalladofue oportunamente realizado en el “Estudio de regulación del valle aluvial delos ríos Paraná, Paraguay y Uruguay para el control de las inundaciones” por laConsultora Halcrow & Partners para el Programa de Rehabilitación por la Emer-gencia de las Inundaciones – PREI (SUCCE – Ministerio del Interior – RepúblicaArgentina, 1994). Sin embargo, la utilización de tres fuentes de generación de lainformación, si bien significativamente cercanas geográficamente, conlleva lasdiferencias eventuales en el tipo y funcionamiento del instrumental de medi-ción, el procedimiento realizado por los diferentes operadores y la transmisióny archivo de los datos generados. A ello se suman las dificultades con las quenormalmente deben enfrentarse quienes realizan trabajos de investigación entemas que involucran información de precipitación generada por el Servicio Me-teorológico Nacional.

Esas razones llevaron a concentrar el análisis en la estación de medición quemayor longitud de registro permite disponer, que es la del INTA-Colonia Bení-tez, actualizando asimismo hasta completar el año 2005 a la serie originalmentetratada.

Información básica

Para la actualización de las IDF se trabajó con registros pluviográficos obtenidosen la estación meteorológica: INTA – Colonia Benítez. En este trabajo, se decidióabarcar el periodo 1960 – 2005, teniendo en cuenta que el dispositivo de me-dición es un pluviógrafo a cangilones que registra el valor de la precipitaciónacumulada con un intervalo de tiempo mínimo apreciable de 15 minutos, selec-cionándose tormentas con montos superiores a los 20mm. Así mismo tambiénse contó con un registro continuo de precipitaciones en el AMGR brindado porla Administración Provincial del Agua del Chaco (APA), que facilitó el análisis yconfección de los diferentes gráficos y tablas que se expondrán posteriormente,como herramienta de apoyo para contextualizar el estudio.



Metodología

Se conformaron series de intensidad de 35 años, a partir de los valores obser-vados en las fajas pluviográficas, calculando las intensidades (en mm/h) de lastormentas “separadas” para el análisis (mayores a 20mm) y seleccionando lasmáximas medias anuales.

Con ello se conformaron series estudiadas estadísticamente con las distribu-ciones de Log Gauss, GEV, Gumbel, Pearson III, Log Pearson III, Exponencial yWakeby.

También fueron revisados y corregidos algunos valores del período 1995 a1998, por las dudas que ellos generaron al acometer el análisis de la muestraanteriormente utilizada.

Se realizó un estudio de la evolución temporal de la variabilidad de lasprecipitaciones analizando sus cantidades anuales, semestrales (en los meses

que van desde noviembre a abril por considerarlos representativos de las épocasmás húmedas de la zona en cuestión), máximas diarias anuales y la frecuenciade las mismas a lo largo del período 1960 - 2005 para tormentas con montossuperiores a 1 mm y con montos superiores a los 25 mm.

Análisis estadístico de la intensidad de precipitación

Para realizar el análisis estadístico de las series conformadas, como primeramedida, fue necesario ordenar las mismas por magnitud en forma decreciente

para determinar su frecuencia experimental y, de esta manera poder aplicar lacomparación con la probabilidad teórica aplicando la expresión propuesta porHAZEN (el coeficiente utilizado fue: 0,5)

Los ajustes probabilísticos de las intensidades de precipitación para distintasrecurrencias se realizó mediante el programa AFMULTI (Paoli et. al., 1991), elcual realiza ajustes para las siguientes distribuciones teóricas: Log Gauss de 2parámetros, GEV (General Extremes Values), Gumbel, Pearson III, Log Pearson III,Exponencial y Wakeby.

Para proceder a la elección de los modelos probabilísticos se aplicaron las pruebas de bondad de ajuste que proporcionan los test de ² de Pearson y de Kolmo-gorov – Smirnov, para decidir su aceptación o rechazo. Luego se han calculadolos errores cuadráticos medios de la frecuencia (ECMF) y de la variable (ECMV),confrontando cada distribución teórica con la experimental, criterio de decisiónque resulta de utilidad cuando se trata de muestras cuya extensión no difieremayormente de los tiempos de recurrencia para los cuales se determinarán losresultados: iguales o inferiores a los 25 años (Depettris, Pilar, 2001).

Se adoptó como criterio dominante tomar los ajustes de distribuciones conmenor error cuadrático medio de variable (ECMV) para conformar las curvas ycomo criterio supletorio ante casos de igualdad el menor error cuadrático mediode frecuencia (ECMF).



Análisis de los registros pluviométricos de Resistencia

Las observaciones de precipitación en intervalos de tiempo amplios están vin-culadas a una tendencia que se intentó estimar mediante las medias móviles, lacual es una sucesión de medias aritméticas.

Con esta herramienta se buscó representar los movimientos de tendencias dela precipitación en el Área Metropolitana del Gran Resistencia, tomando valorestotales de diferentes períodos a partir de los registros pluviométricos diariosproporcionados por la APA (Administración Provincial del Agua de la Provinciadel Chaco) y los propios de la Estación Meteorológica de Capacitación que operael Departamento de Hidráulica de la Facultad de Ingeniería de la UNNE (CampusResistencia).

Se procedió a la confección de gráficos y tablas para poder estudiar la distribu-ción cronológica que presentaban los totales de precipitaciones anuales, semes-trales y máximas diarias anuales, calculando sus medias respectivas y analizan-do sus medias móviles de orden 5 y 9, atendiendo a que, al estudiar dos órdenesdiferentes de medias móviles se podría llegar a observar con mayor claridad lavariación de la información en función del parámetro estadístico media aritmé-tica, confrontando además, con las líneas de tendencia que pudieran llegar aaparecer como elemento revelador de modificaciones en el comportamiento delas tormentas para distintas épocas o periodos.

Para su representación gráfica se adoptó como valor de referencia en abscisas

al año medio del promedio móvil calculado para aparearlo con su respectivaordenada.

Presentación de resultados

A continuación se presenta la tabla resumen obtenida de los ajustes junto a lasdistribuciones teóricas adoptadas.

Estos valores son presentados en forma numérica en el cuadro nº1 y en formagráfica en la figura nº1.

TR[años] 15

101,4

129,0

141,0

148,7

157,8

LogPearson

2

5

10

25

50

Distribuciónadoptada

30

73,9

94,6

106,3

117,0

125,2

Pearson

45

59,9

76,5

86,9

97,6

105,2

LogPearson

60

51,2

65,0

74,2

84,4

91,5

Pearson

120

34,3

42,8

48,9

56,6

62,3

Gumbel

180

26,9

33,1

37,7

43,7

48,7

Gumbel

240

22,6

27,4

31,1

36,1

40,5

Gumbel

Duración [minutos]

Intensidad de precipitación [mm/h]

Cuadro 1: resumen de los ajustes de las distribuciones teóricas adoptadas



Figura 1: curvas IDF para el período 1960 - 2005

Se buscó ajustar las curvas de la figura nº1 con una ecuación, de modo de permi-tir la asignación de intensidades en forma analítica, y la obtenida fue:

Donde:A, B y c son parámetros de ajuste de la función adoptada,d = duración del evento en minutos.

Los valores de A, B y c obtenidos del ajuste realizado con la herramienta Solverde Excel® son:

I f [mm/h] = A[ B + d ] c

TR[años] A

740,0

1201,5

1648,5

2300,0

2135,0

2

5

10

25

50

B

8,1

11,1

16,0

24,5

24,0

C

0,63299

0,68400

0,71600

0,74500

0,71100

Parámetros

Cuadro 2: valores hallados de los parámetros A, B y c de la ecuación



Cuadro 3

Cuadro 4

Cuadro 5

A continuación se presentan las tablas de comparación de las cinco recurrenciasanalizadas, para las siete duraciones extractadas de los datos originales, compa-rándolas con los valores obtenidos en el ajuste anterior correspondiente al pe-ríodo 1960-1998, calculándose sus diferencias en intensidad y en porcentaje.

Duración[minutos]

Duración[minutos]

Duración[minutos]

1960-1998[mm/h]

1960-1998[mm/h]

1960-1998[mm/h]

1960-2005[mm/h]

1960-2005[mm/h]

1960-2005[mm/h]

Diferencia[mm/h]

Diferencia[mm/h]

Diferencia[mm/h]

[%]

[%]

[%]

15

15

15

30

30

30

45

45

45

60

60

60

120

120

120

180

180

180

240

240

240

101,4

126,9

142,4

76,3

95,1

106,1

61,7

79,8

90,7

51,5

65,5

74,2

35,1

43,6

48,6

26,8

33,5

37,9

21,7

28,1

32,5

101,4

129,0

141,0

73,9

94,6

106,3

59,9

76,5

86,9

51,2

65,0

74,2

34,3

42,8

48,9

26,9

33,1

37,7

22,6

27,4

31,1

0,0

-2,1

1,4

2,4

0,5

-0,2

1,8

3,3

3,8

0,3

0,5

0,0

0,8

0,8

-0,3

-0,1

0,4

0,2

-0,9

0,7

1,4

0,0

-1,7

1,0

3,1

0,5

-0,2

2,9

4,1

4,2

0,6

0,8

0,0

2,3

1,8

-0,6

-0,4

1,2

0,5

-4,1

2,5

4,3

Tiempo de Recurrencia: 2 [años]



Cuadros 3-4-5-6 y 7: Comparación, para duraciones de 15, 30, 45, 60, 120, 180 y 240 minutos,

de las IDF del AMGR – Períodos: 1960/1998 y 1960/2005 y su variación porcentual



Cuadro 6

Cuadro 7

Figura 2: evolución de las precipitaciones anuales

Duración[minutos]

Duración[minutos]

1960-1998[mm/h]

1960-1998

[mm/h]

1960-2005[mm/h]

1960-2005

[mm/h]

Diferencia[mm/h]

Diferencia

[mm/h]

[%]

[%]

15

15

30

30

45

45

60

60

120

120

180

180

240

240

160,8

173,5

118,5

126,7

103,5

112,3

84,6

91,9

54,4

58,4

43,5

47,7

38,1

42,5

148,7

157,8

117,0

125,2

97,6

105,2

84,4

91,5

56,6

62,3

43,7

48,7

36,1

40,5

12,1

15,7

1,5

1,5

5,9

7,1

0,2

0,4

-2,2

-3,9

-0,2

-1,0

2,0

2,0

7,5

9,0

1,3

1,2

5,7

6,3

0,2

0,4

-4,0

-6,7

-0,5

-2,1

5,2

4,7



También se presentan las figuras nº2 a 6, en las cuales están representados losanálisis realizados a partir de los datos pluviométricos de Resistencia segúnsu evolución cronológica durante el período 1960 - 2005 agrupados en totalesanuales, semestrales, máximos diarios anuales, y frecuencia anual de los even-tos con montos superiores a 1 mm y con montos superiores a 25mm.



Figura 3: evolución de las precipitaciones semestrales

Figura 4: evolución de las precipitaciones máximas diarias anuales



Figura 5: frecuencia anual de precipitaciones mayores a 1mm

Figura 6: frecuencia anual de precipitaciones mayores a 25mm



Discusión de Resultados:

El primer análisis surge de la comparación de intensidades entre las curvas an-teriores y las actuales, y puede afirmarse que sobre 35 datos originales quecorresponden al producto de los 7 intervalos de duración utilizados por los 5períodos de recurrencia adoptados, en sólo 5 de esos datos (14% de la muestra

total) se produce un incremento de la intensidad que supera el 1%. En todos losdemás valores, las intensidades son superiores o iguales a las actuales tomandoel ajuste realizado para la muestra “vieja” (1960-1998).

El análisis anterior llevó a estudiar el comportamiento de la precipitación en Re-sistencia a partir de los registros pluviométricos, y cuyos principales resultadosse han presentado en las figuras nº2 a 6, pudiendo observarse que tanto en laevolución de los totales anuales como en los semestrales del período húmedo(noviembre-abril) se produce un decaimiento a partir del último lustro del sigloXX, más precisamente entre los años 1995 y 1998, o sea en las inmediacionesdel ciclo que cerró los datos de la serie anteriormente utilizada (1960-1998).Esto estaría en coincidencia con la dominancia de los períodos de sequía que sevienen repitiendo en la región en los últimos 7 años.

Llevado el análisis a los valores de precipitación máxima diaria que ocurrenanualmente, dato más en consonancia con un estudio de lluvias intensas decorta duración como el realizado, se puede observar que no se detecta la mismatendencia que la enunciada en el párrafo anterior. Esto nos estaría diciendo quea pesar de estar atravesando años con precipitaciones por debajo de los valo-

res medios, ese fenómeno no afecta el monto de los eventos máximos diariosanuales, ya que se sigue ubicando su evolución por encima de la media de largoplazo. Además no debe dejar de mencionarse que al observar los valores de lafaja pluviográfica de los eventos máximos de cada año, los totales precipitadoscuando la duración de la precipitación supera las 2 horas guarda una relación demontos muy similar al máximo diario anual registrado por el pluviómetro. Estodaría la justificación para el análisis comparativo realizado entre los eventos dehasta 4 horas seleccionados para el estudio de lluvias intensas de corta duracióny las precipitaciones máximas diarias.

Analizada la frecuencia de lluvias anuales cuyos montos han superado al menosel valor de 1 mm (figura 5), lo que significaría en términos genéricos descartarlas denominadas lloviznas y que ninguna implicancia tienen en la ocurrencia delluvias intensas susceptibles de ser utilizadas en un estudio estadístico, se ob-serva una marcada disminución de la frecuencia a partir de fines de los años ’80,y que se mantiene vigente hasta la fecha. Esto nos estaría indicando una virtualdesaparición en el registro de los últimos 15 años de las denominadas lloviznas,a favor de eventos cuyos montos superan el mm.

Al observar la frecuencia anual de las lluvias con montos superiores a los 25 mm(figura 6), allí sí aparece un decaimiento que podría considerarse marcado a par-tir de fines de la década del ’90 y estaría indicando una menor frecuencia de loseventos que sí están asociados anualmente a las lluvias intensas. Este análisis



tiene una marcada seguridad de que los eventos que quedan comprendidos enesta frecuencia involucran sin dudas a los que producen lluvias intensas, ya queen el caso extremo de eventos que hayan producido “casi” 25 mm en la menorduración, que es de 15 minutos, daría un intensidad de 100mm/h, valor cuyarecurrencia es inferior a los 2 años, según se observa en la figura 1. El decaimien-to señalado nos estaría indicando la razón por la cual el haber incorporado los

registros de los últimos 7 años para el tratamiento de intensidades críticas deprecipitación no ha arrojado un incremento significativo de las mismas en casininguna de las duraciones analizadas.

Conclusiones y Recomendaciones:

El análisis comparativo realizado para las dos muestras de datos de intensi-dad de precipitación aplicables al Área Metropolitana del Gran Resistencia hapermitido consolidar el conocimiento sobre la evolución temporal de eventos

críticos cuya necesidad de utilización es frecuente en el diseño hidrológico, másaún fundado en su inclusión en la normativa aplicada por los organismos pro-vinciales y municipales cuyos cuerpos técnicos destacan permanentemente laimportancia de dicho monitoreo.

La nueva serie incorporada ha incluido algunos años hidrológicos secos, entrelos más recientes 2004/05 y 2005/06, lo que ha sido motivo de un estudioparticular del fenómeno, lo que permite concluir que para los eventos de cortaduración – hasta 60 minutos – siguen teniendo valores mayores las intensidadescorrespondientes a la serie anterior (1960-1998).

La extensión de la serie utilizada permite inferir que los resultados de aplicarlas relaciones propuestas pueden ser confiables inclusive hasta un tiempo derecurrencia del orden de 50 años, ya que esa dimensión no excede significativa-mente la muestra original.

Resulta recomendable estudiar con mayor profundidad la incorporación de du-raciones intermedias a las utilizadas para el trazado de las relaciones actuales,como por ejemplo los intervalos de 75, 90 y 105 minutos, los cuales representanórdenes de magnitud asimilables a los valores del “tiempo de respuesta” de va-rias cuencas urbanas del área estudiada.

Para los eventos de mayor duración, desde las 2 hasta las 4 horas, han surgi-do algunos valores en los cuales hay un ligero incremento de la intensidad alaplicar los resultados de la serie actualizada, sin embargo en el caso extremoel incremento es del orden del 6 % lo que en términos de intensidad significan4mm/h para la duración estudiada (2 horas).

Se sostiene entonces como criterio general que siguen manteniendo su validez

las curvas actualmente en uso para condiciones de diseño hidrológico, sin dejarde observar las particularidades que han surgido del estudio realizado, comouna recomendación para quienes aborden la aplicación de esta herramienta enla región.



Bibliografía:

Administración Provincial del Agua del Chaco. (2001). Resolución Nº 097/01. Parámetros para la tormentade diseño en desagües pluviales urbanos. Resistencia, Chaco.

Da Costa Benfica, D.; Goldenfum, J.; Lopez Da Silveira, A. (2000). Verificação da aplicabilidade de padrõesde chuva de projeto a Porto Alegre-RS, Brasil. En “Hidrología Urbana na Bacia Do Prata”, pág. 123 a 138.

Programa de Cooperación CAPES – SETCIP. ABRH, Porto Alegre, Brasil.

Depettris, C.; Pilar, J. (2001). Estudio de curvas IDF para el Área Metropolitana del Gran Resistencia. Comuni- caciones Científicas y Tecnológicas 2001, UNNE, Campus Libertad, Corrientes.

Halcrow & Partners. (1994). Estudio de regulación del valle aluvial de los ríos Paraná, Paraguay y Uruguaypara el control de las inundaciones. SUCCE, Ministerio del Interior. Buenos Aires.

Paoli; Bolzicco, Cacik. (1991). Análisis de frecuencia para la determinación de la crecida de diseño. FICH.Santa Fé.

Tucci, C., Bertoni, J. (2003). Inundaciones urbanas en América del Sur. Global Water Partnership. World Me- teorological Organization. ABRH, Porto Alegre.

Ven Te Chow, Maidment, D., Mays, L. (1994). Hidrología aplicada. Ed. Mc Graw Hill, Santa Fé de Bogotá,Colombia. Págs. 465-471.





Resumen:

En el Área Metropolitana del Gran Resistencia, por sus características físicas,es necesario medir y modelar eventos hidrológicos para atender problemas hi-dráulicos.

La modelación matemática aparece como alternativa eficaz y accesible para ana-lizar la implementación de medidas estructurales y no estructurales sobre sis-temas de drenaje urbano.

Este trabajo aborda el conocimiento de herramientas metodológicas para mediry evaluar variables y parámetros característicos de la hidrología urbana. Paraello ha sido utilizada una microcuenca urbana como área experimental que es-tuvo instrumentada para las mediciones, dando lugar a ampliar la investigaciónsobre parámetros hidrológicos asociados con la complejidad de la trama urba-na, como el efecto de áreas impermeables conectadas al sistema de desagüespluviales.

Se trabajó con una microcuenca urbana con alto grado de impermeabilidad yárea de 4ha; midiéronse eventos que aportaron información para comprender y

cuantificar procesos hidrológicos del drenaje superficial.

Se midió la lluvia con un pluviómetro tipo B en la Estación Meteorológica deCapacitación-UNNE y un pluviógrafo de cangilones, con precisión de 0,2mm yapreciación de 20 minutos. Para medir el escurrimiento en las bocas de tormen-ta se instalaron escalas hidrométricas sobre ambas calzadas, apoyadas en unanivelación que permitió evaluar la sección de escurrimiento.

En la modelación se analizan correlaciones de picos de hidrogramas aforados ysimulados, también las ramas de ellos y los parámetros que derivan de la mo-

delación de cada evento. Han sido aplicados los métodos de Horton y del SCS.Para Horton, se ha trabajado con suelo tipo C-D, infiltración inicial de 76mm/hy base de 12,7mm/h. El tiempo al pico ha ajustado con un coeficiente de almace-

“Hidrología Urbana: Instrumentación y Evaluación delEscurrimiento Superficial en una Microcuenca de

Resistencia, Chaco”

Ruberto Alejandro, Depettris Carlos, Kutnich Edgardo Grupo de Investigación y Servicios




namiento (k) de 0,3h para áreas impermeables y 1,5h para permeables. El áreaimpermeable fue 85% del total de la cual 35% está directamente conectada y 65%indirectamente conectada. El coeficiente de rugosidad (n) para áreas permeablesfué 0,25 y para impermeables 0,013; y el de escorrentía 0,79.

Esta investigación manifiesta la importancia de mediciones directas en cuencas

urbanas, pues resultan altamente valorativas en el conocimiento de procesoshidrológicos con impermeabilidad elevada. Calibrar eventos de variada intensi-dad permitió acotar el rango de variación de parámetros como: el coeficiente dealmacenamiento y relación entre áreas impermeables directa e indirectamenteconectadas.

Palabras Clave:

inundaciones urbanas

monitoreo

escurrimiento superficial

escorrentía.

Introducción:

En Argentina, los datos de cantidad y calidad de aguas pluviales urbanas resul-tan aún escasos. Generalmente, sólo se dispone de mediciones puntuales delluvia.

El área urbana estudiada (Área Metropolitana del Gran Resistencia - AMGR) pre-senta serios problemas asociados a la ocurrencia de inundaciones pluviales ycrecientes inconvenientes vinculados a la calidad del agua drenada.

El relieve es típico de llanura, y generalmente las bocas de tormenta se encuen-tran en puntos bajos o donde se generan alturas importantes de agua. La carac-

terística de este tipo de ciudades es de baja capacidad de conducción, por tantola ubicación de las bocas de tormenta es clave a tener en cuenta, puesto que:

Altos niveles de agua en las calles » bajos niveles de servicio

Pequeños niveles de agua en las calles » se aceleran los tiempos de concentra-

ción » generación de picos de caudal importantes en los cuerpos receptores.

Para ello, el conocimiento de la curva altura-caudal del cordón - cuneta y la

adopción de un tirante admisible es determinante en el estudio integral de unacuenca y para la optimización del sistema de desagües.



Caracterización de la microcuenca urbana piloto, modo de obtener valoresaplicables a cuencas de mayores dimensiones y diferentes distribuciones es-paciales.

Medición de eventos y procesos de lluvia – escurrimiento.

Simulación hidrológica de los procesos observados, calibración y validacióndel modelo elegido.

área de aporte cerrada, que facilite la correcta cuantificación del escurrimiento

que los excesos generados por lluvias frecuentes permitan efectuar medicio-nes del flujo en la calzada: la superficie de aporte y grado de impermeabiliza-ción debían permitir tal condición

bocas de tormenta representativas a las usadas en la región, a fin de extrapo-lar valores

bocas ubicadas sobre una pendiente continua y en tramo recto a efectos decuantificar los flujos de llegada, captado y pasante

fácil acceso durante días lluviosos a la sección en estudio

reducido estacionamiento de vehículos en calzada sobre el cordón de medición.

Se seleccionó la cuenca de Av. Las Heras. Se desagregó la misma en tres sectores

(con topografía, cartografía, conductos y sumideros y reconocimiento a campoy revisión de las pendientes), para un mayor detalle. De un relevamiento planial-timétrico del área y del análisis de la dinámica hídrica, se delilmitó el área deaporte de la microcuenca de calle San Lorenzo (Fig. 1):

Objetivos:

Los objetivos fueron:

Materiales y Métodos:

Características de la microcuencaDeterminación de la microcuenca seleccionada y su grado de impermabilidad

La elección de áreas piloto depende de criterios técnicos y logísticos, como losobjetivos del estudio, representatividad de la cuenca, tamaño, homogeneidad,importancia de los suelos y severidad de la erosión, disponibilidad de datos yfacilidad de acceso y de supervisión (Chavez, ?).

Las áreas piloto deben ser representativas (Mutchler, 1988; Margan, 1986) y te-ner características adecuadas a los objetivos de estudio. Para seleccionar la mi-

crocuenca experimental se tuvieron en cuenta los siguientes requisitos:



Figuras 1 y 2 - Límites de la microcuenca e Imagen satelital – Fuente: Google Earth - Año 2002

Los límites de la microcuenca pueden variar para eventos intensos, como sueleocurrir en áreas planas (Depettris, 2007).

La microcuenca tiene un área de 4,8 ha.

Se determinó el grado de impermeabilización actual a partir de análisis de imágenessatelitales LANDSAT del año 2002, actualizadas con planos y relevamiento a cam-po. Se planimetraron sobre la imagen: áreas edificadas, veredas, calles y baldíos.Los resultados obtenidos se muestran en el Cuadro 1:

Se desagregó la microcuenca en dos subcuencas, tomando como divisoria unalínea en el centro de la calle San Lorenzo. Para cada una de estas subcuencas seadoptó el nombre de las calles divisorias de manzana mostradas en la Figura 1.

Descripción del sistema mayor de drenaje

En la microcuenca, el sistema mayor está constituido por la calle San Lorenzo,que colecta y conduce el escurrimiento lateral proveniente de calles Franklin yCervantes hasta la salida del sistema mayor. Para el cálculo de la pendiente lon-gitudinal de la calzada se levantaron puntos topográficos en la cuadra donde seencuentra ubicado el sumidero, dando una pendiente promedio de 0,001 m/m.

Conceptos

Total área permeable

Total área pavimento

Total área impermeable

Total área microcuenca

Total(m2)

Total(m2)

Total(m2)

Total(ha)

Total(ha)

Total(ha)

(%)

2931

2511

14783

20225

4643

3557

19225

27425

7574

6068

34008

47650

0,293

0,251

1,478

2,023

0,464

0,356

1,922

2,743

0,757

0,607

3,401

4,765

14

12

73

100

17

13

70

100

16

13

71

100

(%) (%)

Los Patos Uspallata Total Microcuenca

Cuadro 1: resumen distribución de áreas



Figura 3 - Corte transversal de la sección donde se encuentra el sumidero

Los sumideros no son simétricos, y pueden delimitarse dos zonas diferenciadasa ambos lados de la calzada. Analizando el de la izquierda, el área de influenciaqueda delimitada en una longitud de 0,35m por 0,70m de largo, antes del aboci-namiento del escurrimiento superficial.

En el sumidero de la derecha presenta pendiente pronunciada en longitud de0,45m de ancho por 0,70m de largo. Estas características responden a detallesconstructivos y nos demuestran que el perfil de la calle no es simétrico respectoa su eje central como puede observarse en la figura 3.

Descripción del sistema de captación

El ingreso del escurrimiento del sistema mayor al sistema menor se realiza através de dos bocas de tormenta en cordón, de Hº Aº; ubicadas a pocos metrosde la esquina de intersección de Avenida Castelli y calle San Lorenzo.

Constan de seis entradas y cinco tabiques, no son simétricas puesto que cons-tructivamente no tienen las mismas dimensiones y la boca de tormenta ubicadaa la izquierda presenta una abertura adicional de 25cm respecto a la de la dere-cha. Se observan imágenes de ambas:

Figura 4 - Boca de tormenta sobre la mano derecha, detalle y acometida a la misma



Figura 5 - Boca de tormenta sobre la mano izquierda

Figura 6 - Escalas hidrométricas instaladas sobre el pavimento

Ambas bocas poseen una superficie de 1,123m2 disponible para ingreso delagua pluvial.

Mediciones dentro de la microcuenca

Medición de la precipitación

La Estación Meteorológica de la Facultad de Ingeniería – UNNE se ubica a 200mde las bocas de tormentas seleccionadas. Cuenta con un pluviómetro tipo B,(normalizado por el SMN) y un pluviógrafo de cangilones, con precisión de0,2mm y apreciación de 20 minutos.

Medición del escurrimiento

Se implementó un dispositivo para medir el caudal y se instalaron escalas hidro-métricas sobre la calzada, apoyados en la nivelación, materializando la secciónpara cada ancho registrado.

La metodología utilizada fue: sobre el perfil longitudinal de la sección de sumi-deros, cada 2cm de variación de altura sobre el cordón se calculó la longitudmedida desde el mismo hacia el eje de la calle que se correspondiera con elsumidero, a fin de corresponder cada marca con una altura sobre el cordón.Como las alturas de los sumideros no son simétricas respecto al eje de la calle,fue necesario determinar para cada lado sus longitudes correspondientes. Semarcaron las mismas con líneas paralelas de 7cm de ancho por 20cm de largo,

se eligió una sección muy próxima a la entrada del sumidero donde la influenciadel abocinamiento no fuera marcada. Sobre la izquierda se implementaron diezmarcas y sobre la mano derecha se implementaron nueve marcas.



26/12/2008

12/09/2007

06/09/2007

20/09/2007

La conversión del ancho mojado en la sección de control a caudales se realizó através de la fórmula de Chezzy (Manning), adoptando valores de n de Manningpara hormigón de 0,0132.

Resultados:

Modelación

Eventos modelados

A partir de los anchos de escurrimiento medidos en función del tiempo, se cal-cularon las correspondientes alturas sobre el cordón y los caudales en la secciónde salida de la microcuenca.

Las modelaciones matemáticas se realizaron con el programa ArHymo. Para elcálculo de las pérdidas de escurrimiento se aplicaron los métodos del Número

de Curva (SCS) y Horton.

Se exponen algunos de los eventos aforados y modelados.



23/09/2007

02/06/2008

31/10/2007

08/06/2008

Figura 7 – Eventos calibrados y modelados

Figura 8 – Hietograma y curva de masa de la tormenta de 28/dic/07

Tormenta del día: 28/dic/07

La misma es la que brinda mejor ajuste con la modelación matemática.La Figura 8 muestra el hietograma para un intervalo de tiempo de 10min:



Figura 9 – Histograma y limnigrama de la tormenta de 28/dic/07

En la Figura 9 se muestran superpuestas las variaciones temporales de la lluviay de los tirantes de agua en ambos el cordones. Al no ser simétricas las bocas,los tirantes medidos a izquierda y derecha no son iguales. Se presentan ambosgráficos para apreciar las diferencias.

La información pluviográfica fue depurada cada 10 minutos.

Es posible observar que el pico se produce en ambas manos de la calzada enel momento en el que caen 6mm, a las 15:20h, seguida de otra de 5mm a las15:30h. La altura de precipitación que diera origen al escurrimiento fue de inten-

sidad considerable 12mm en 10min.Se remarca la diferenciación del escurrimiento a ambos lados de la calzada por:

Para este evento, el caudal pico calculado a las 15:05h fue:

en mano izquierda se genera una altura mayor de agua sobre la calzada que a laderecha para igual hora; y surgiría al analizar el área de aporte de la cuenca

el gráfico revela que del lado izquierdo, el área de aporte sería un poco mayorque el área de mano derecha, puesto que los caudales son distintos.

en mano derecha: 0,046m3/s (17cm de altura de lámina de agua)

en mano izquierda: 0,067m3/s (19cm de altura de agua)

de la relación entre ambos se observa diferencia entre un caudal pico y otro:0,021m3/s.



De la aplicación de la fórmula mencionada, el resultado en caudales es:

El caudal pico fue de 0,140 m3/s (de la suma de caudales de ambas manos de la calle).

Figura 10 – Hietograma e hidrograma de la tormenta de 28/dic/07

Modelación matemática del evento

Se modeló el mismo evento con los siguientes valores:

humedad antecedente tipo III

CN = 96,5

retención potencial máxima: S = 9,21mm

pérdida inicial: Ia=3,39mm.

La humedad antecedente es de tipo III porque el 26-dic-07 llovieron 83mm, y eldía 28 la microcuenca permanecía húmeda. Se adoptó un intervalo de tiempopara el cálculo de 5min.

Para el cálculo del hidrograma, el modelo aplica el esquema de 2 embalses linea-les en paralelo. El parámetro de cada embalse lineal simple es K (Wisner, P. 1989)y su valor se puede ingresar como dato de entrada o ser calculado en base a laexpresión de Pedersen (Pedersen, J., 1890):

K [ ] ax = L 0,6 x n0,6

ief0,4

x S0,3



Para calcular la longitud del plano de escurrimiento se consideró:

consideración válida para cuencas pequeñas y alto grado de impermeabi-

lización como la en estudio y también para ciudades cuyo diseño respon-

de a la estructura en damero, como el caso de Resistencia: L = 202m

Ancho: se toma el ancho máximo de la cuenca: a = 236m

Para el cálculo de ief (intensidad de precipitación efectiva promedio en un

tiempo igual a K (mm/h)), se considera al total de la precipitación entre las

14:50 y 16:30h, horario en que fue generado el hidrograma: ief=16,8mm/h.

Tipo de suelo: “C - D”

F0 = 76,2mm/h

Fc = 12,7mm/h

k = 0,0018 l/s

Consideraciones tenidas en cuenta para la aplicación de la fórmula:

La modelación se ajustó con un valor de K para área impermeable de 0,30h; loque no resulta discordante con los valores obtenidos según la formula de Peder-sen (K=0,27h).

El ajuste para áreas permeables se realizó con un K=1,5 h. El fundamento de laadopción de un mayor valor de coeficiente para áreas permeables radica en quelas mismas no se hayan directamente conectadas, por tanto su aporte al escu-rrimiento se hace de forma indirecta, por ello el tiempo que tarda en evacuar elagua de las precipitaciones es mayor que el de áreas impermeables.

Para el método de Horton se adoptaron las constantes propuestas en el manual:

El grupo hidrológico de suelos se determinó con muestras de suelo tomadas,suelo arcilloso expansivo de alta plasticidad, lo que equivale a decir suelo degrupo “D”. Ellos presentan una velocidad de infiltración muy lenta, con valoresque oscilan entre 0 y 1,27mm/h (NRCS, 1986).

Se estimó una humedad inicial antes de la tormenta de 50mm, puesto que enel evento del 26/12 la precipitación total fue de 83mm (pluviómetro CampusUNNE). Para áreas permeable e impermeable se adoptaron iguales pendientes ylongitudes, puesto que las variaciones en el área permeable no influyen conside-

rablemente en el hidrograma debido al pequeño tamaño de dicha área.

»K = 0,27 h

Long (L)=Srea

ancho



Los resultados fueron:

Figura 12 – Hidrogramas: modelado y aforado

Análisis de resultadosPicos de los hidrogramas

Pico del hidrograma modelado por el método del SCS = 0,129m3/s Pico del hidrograma modelado por el método de Horton = 0,123m3/s Pico del hidrograma aforado = 0,114m3/s

Se aprecia una diferencia entre los picos de los hidrogramas, siendo la más considerable la que se encuentra entre la modelación hecha por el SCS y la medición realizada.

Ramas de los hidrogramas

La rama ascendente del hidrograma aforado y el modelado por ambos métodosparecen bastante concordantes, no se observan mayores variaciones. Existe unpequeño desfasaje del hidrograma aforado y los modelados que puede debersea fallas operativas de la medición.

La rama descendente es bastante coincidente en el hidrograma aforado y el mo-delado por el método de Horton. Para el modelado por el SCS se observa quela rama tiende a apartarse de las antes mencionadas, siendo la recesión en el

hidrograma de este método más atenuada.Sensibilidad de parámetros

La modelación matemática muestra sensibilidad a la variación de los siguientesparámetros:

Coeficiente “K” del área impermeable; Áreas directamente conectadas.

Muestra poca sensibilidad a la variación del coeficiente K del área permeable,

puesto que el porcentaje de áreas permeables tiene un peso bastante inferior enrelación con el área impermeable.



Cálculo del coeficiente de escorrentía

Para el cálculo se reconstruyeron las ramas ascendentes y descendentes del hidro-grama aforado, se lo reconstruyó en función de las dos modelaciones realizadas.

Reconstrucción en función del hidrograma modelado por el método del SCS

A partir del hidrograma simulado, se obtuvo un volumen escurrido total de:

Vol escurrido = 1.053m3 .El volumen precipitado sobre la cuenca fue: Vol precip = 1.334,2m3

El coeficiente de escorrentía resulta: Coef. escorrenta = 0,789

Los valores experimentales de diferentes autores afirman que para áreas re-

sidenciales con una densidad de 50 a 100 viv/ha el coeficiente de escorrentíadebería oscilar entre 0,65 – 0,80 (para lluvias cortas), para casco de ciudades conedificación muy densa: 0,70 – 0,80.

Tucci (1995) recomienda un valor que oscila entre 0,70 a 0,95 para edificaciones densas.

Reconstrucción en función del hidrograma modelado por el método de Horton:

A partir del hidrograma simulado, se obtuvo un volumen escurrido total de:

Vol escurrido = 702m3.

El volumen precipitado sobre la cuenca fue: Vol precip = 1.334,2m3

Por lo tanto el coeficiente de escorrentía resulta: Coef. escorrenta = 0,526

El valor es menor que el obtenido con la modelación hecha con el SCS. La recesióndel hidrograma obtenido con el método SCS es más larga que la obtenida conHorton; mientras que la diferencia en el pico de los hidrogramas es mínima.

Las tablas de valores de coeficientes de escorrentía (www.mailxmail.com) indi-can que para áreas residenciales de 25 a 50 viv/ha, el coeficiente oscila de 0,40a 0,70 (para lluvias cortas) y para barrios periféricos modernos con muchosedificios, entre 0,60 a 0,70. Teniendo en cuenta esto, el coeficiente calculadosegún Horton no estaría demasiado alejado de la realidad, y se podría intuir queel hidrograma modelado por Horton se ajusta de forma más adecuada a la zonaestudiada, aunque el valor del coeficiente de escorrentía que nos brinda el méto-

do del SCS resulta más representativo de la microcuenca en cuestión.



Conclusiones del análisis del evento

Resumen de eventos aforados

El hidrograma de Horton se ajusta mejor al hidrograma aforado

El valor del coeficiente de escorrentía que brinda la reconstrucción del hidro-grama aforado hecha por el SCS parece más representativo de la microcuenca

La curva de recesión del hidrograma modelado por el SCS para este evento muestramayor atenuación que la curva de recesión modelada por el método de Horton

Los picos de los hidrogramas modelados y el aforado muestran valores cercanos.

Fecha

06/09/2007

28/12/2007

12/09/2007

02/06/2008

20/09/2007

08/06/2008

23/09/2007

13/10/2008 (*)

31/10/2007

03/02/2009 (*)

26/12/2007

15/02/2009 (*)

Precipitación [mm]

5,2

28,0

6,6

8,0

13,0

8,2

12,6

25,0

25,4

121,5

34,8

7,5

Pico Registrado [m3/s]

0,0065

0,1137

0,0693

0,0065

0,0603

0,0211

0,0919

0,3023

0,0521

0,0603

0,4392

0,0347

Cuadro 2: resumen de los eventos aforados

(*) No se dispone de información pluviográfica referente a los eventos, no esposible discriminar del total la precipitación que ocasionó el evento aforado


En función del registro de doce eventos se pudo determinar que en microcuencasurbanas, pequeñas y de muy baja pendiente como la estudiada, resulta de elevadacomplejidad determinar concretamente los parámetros característicos de la misma.

Es posible decir que se ha aumentado el conocimiento sobre el comportamientode la microcuenca ante eventos de diferentes magnitudes, aunque no fue posible

ajustar las modelaciones con los datos relevados en todos los trabajos de camporealizados; aunque en todo momento se trató de optimizar la información obte-nida de forma que concuerde en la forma más fehaciente posible con la realidad,sin perder el rigor metodológico seguido en la obtención de los datos y se prestó



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especial atención a la calibración de los parámetros de la microcuenca.

La obtención de hidrogramas de escurrimiento superficial urbanos, resulta untrabajo complejo y costoso. Se debe prestar especial atención a las imprecisionesen el relevamiento topográfico del sitio, la determinación de áreas de aporte a lacuenca, grados de impermeabilidad existentes en la misma o la materializaciónde las escalas hidrométricas que podrían llevar a inducir errores de magnitud en

las conclusiones que se pudieran arribar de las observaciones realizadas.Queda demostrada la importancia de seguir recolectando registros de datospara avanzar hacia aspectos conclusivos que apoyen la parametrización a uti-lizar en los modelos de simulación, dado que la combinación de informaciónpluviográfica con las determinaciones hidrométricas posee cierta complejidad,lo cual se agranda aún más debido a la ocurrencia de eventos de baja intensidady distribución temporal muy dispersa.





Resumen:

La estimación del uso del suelo urbano comprende una de las tareas básicas másimportante en los estudios de hidrología urbana orientados a la planificación ydiseño de obras de desagües como así también en la determinación de medidasno estructurales que afectan al ordenamiento hídrico de las áreas pobladas. Enese sentido y ante la posibilidad actual de contar con servidores de imágenessatelitales en Internet de alta resolución espacial, este análisis del uso del suelose ve notoriamente simplificado, al menos en lo que respecta al acceso de in-formación de sensores remotos de fechas relativamente recientes. Uno de estos

ejemplos es el caso de las imágenes Quick Bird de 0.60 m de tamaño de píxeldisponibles en el servidor de imágenes de Google Maps.

Esta relevante ventaja disponible en la actualidad para los interesados en gene-ral, se ve doblemente enriquecida para los estudios de hidrología urbana con laaparición de algunos software que vinculan esta información satelital georefe-renciada existente en servidores gratuitos con proyectos de sistemas de infor-mación geográfica. En este planteo, la imagen satelital pasa a ser una capa másde información en el SIG, siendo posteriormente procesada para la determina-ción de los porcentajes del uso de suelo e impermeabilidad, parámetro esencial

en la modelación hidrológica. Uno de los SIG que presenta esta posibilidad devinculación es el software Manifold System.

Con estos precedentes, se exhibe en este documento la evaluación del uso delsuelo urbano correspondiente a la localidad de Puerto Vilelas (Provincia del Cha-co, Argentina) llevada a cabo por el grupo de investigación del Departamento deHidráulica de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional del Nordeste,en oportunidad de realizarse el Plan Director de Desagües Pluviales de dichocentro urbano, a través del uso e interacción de las herramientas previamentemencionadas.

“Utilización de imágenes satelitales de servidoresgratuitos en internet aplicados a estudios de Hidrología

Urbana con SIG”

Depettris Carlos, Martínez Luis, Rohrmann Hugo, Valiente Miguel Grupo de Investigación y Servicios




Palabras Clave:

hidrología urbana

uso del suelo urbano

sig

manifold system

google maps

internet

Introducción:

La ocupación del suelo urbano en distintos usos y su correcta valoración repre-sentan una de las cuestiones más relevantes en los estudios de hidrología urba-na, habida cuenta su importancia en la generación del escurrimiento superficialya que ello se asocia a las características de permeabilidad / impermeabilidadque la cobertura de la superficie impone a los eventos de precipitaciones quesobre ella acontecen.

Los sistemas de información geográfica (SIG) contribuyen en la organización

general de toda la documentación geográfica y alfanumérica de los datos co-rrespondientes al terreno de estudio, convirtiéndose asimismo en herramientasindispensables en la valoración y estimación de las coberturas de suelo.

En ese sentido y ante la posibilidad actual de contar con servidores de imágenessatelitales en Internet de alta resolución espacial, este análisis del uso del suelose ve notoriamente simplificado, al menos en lo que respecta al acceso de in-formación de sensores remotos de fechas relativamente recientes. Uno de estosejemplos es el caso de las imágenes Quick Bird de 0.60 m de tamaño de píxeldisponibles en el servidor de imágenes de Google Maps.

Esta relevante ventaja disponible en la actualidad para los interesados en gene-ral, se ve doblemente enriquecida para los estudios de hidrología urbana con laaparición de algunos software que vinculan esta información satelital georefe-renciada existente en servidores gratuitos con proyectos de sistemas de infor-mación geográfica. En este planteo, la imagen satelital pasa a ser una capa másde información en el SIG, siendo posteriormente procesada para la determina-ción de los porcentajes del uso de suelo e impermeabilidad, parámetro esencialen la modelación hidrológica. Uno de los SIG que presenta esta posibilidad devinculación es el software Manifold System.



Área de Estudio:

Comprende el área urbana de la localidad de Puerto Vilelas, Provincia del Chaco,municipio que forma parte de lo que se conoce como Área Metropolitana delGran Resistencia (AMGR). En la Fig. 1 se aprecia una localización general del áreade estudio.

Material de Base:

La disponibilidad de imágenes satelitales que hoy día brindan distintos servi-dores de mapas a través de Internet ha permitido el estudio pormenorizado del

uso actual del suelo para Puerto Vilelas y zonas de influencia en el escurrimien-to superficial.

En este caso, se ha utilizado la información disponible en el sitio [http://maps.google.com] donde se encuentran imágenes de distintas partes del planeta ob-tenidas con el satélite Quick Bird y cuya resolución espacial está en el orden delos 55 a 60 cm. Esto implica que los objetos de hasta ese tamaño pueden serevidenciados en estos productos o lo que es lo mismo, se procesa informaciónde teledetección que está en el orden de una escala 1 : 2.000 aproximadamente,de acuerdo a una calidad óptica saludable de un observador promedio. En laFigura 2, puede apreciarse el aspecto de la imagen satelital que cubre la zona dePuerto Vilelas (310 Has), de fecha Noviembre de 2002.

Figura 1: Ubicación general de la ciudad de Puerto Vilelas



Otro aspecto relevante de este tipo de información disponible es su georrefen-ciación, es decir, el sistema de coordenadas bajo el cual está ajustada la do-cumentación cartográfica y que en este caso y para el servidor de mapas deGoogle, la misma se encuentra apoyada en el Sistema Mercator de proyeccionescilíndricas

Esta particularidad ha facilitado la generación de un sistema de informacióngeográfica con el software Manifold System (www.manifold.net), con el cual seha descargado la información satelital georeferenciada, elaborándose por unlado, la capa temática de las subcuencas que intervienen en el área de estudioy por otro y a través de una mezcla de técnicas de clasificación, la capa del usoactual, objetivo principal de esta parte del estudio general del Plan Director deDesagües Pluviales de Puerto Vilelas.

El software Manifold permite la vinculación directa a distintos servidores de

mapas (Google Maps, por ejemplo) y a partir de allí se logra la descarga sencillay directa de la imagen georeferenciada.

Figura 2: Imagen Quick Bird de Google Maps. Fuente: [http://maps.google.com]

Aspectos Metodológicos de Clasificación del uso del suelo:

El análisis del uso actual del suelo practicado en el área de estudio fue efectuadoen base a la interpretación de una imagen satelital de alta definición planimé-

trica, para la cual se realizó una clasificación en siete usos identificables y quese condicen con distintos grados de posibilidad de escorrentía efectuados en lamodelación hidrológica.



Cuadro 1: Categorías de Uso Actual del Suelo adoptadas para Puerto Vilelas

Imagen satelital Uso actual delsuelo adoptado

1Árboles

Áreas verdes densas

3Áreas impermeables

6Suelo desnudo

2Áreas deprimidas

Bajos

5Pasto

4Calles

7

Techos

Coloración Clasificación

La experiencia indica que resulta satisfactorio la categorización del uso actual urbano en no más de cinco a diez clases diferentes de cobertura que permitan aso-ciar diferentes coeficientes de escorrentía en la simulación hidrológica a travésdel modelo matemático adoptado. En virtud a ello, se consideró adecuado paraeste trabajo la clasificación del uso urbano en siete categorías relevantes (Cuadro1), asociadas a tipologías características evidenciables en la imagen satelital.



De esta manera, quedaron conformadas las siete coberturas del uso del sueloadoptadas para el estudio de Desagües Pluviales para Puerto Vilelas.

En lo que se refiere estrictamente al trabajo de identificación de clases de cober-tura del uso del suelo, es sabido que existen diversas técnicas de clasificación deimágenes satelitales que la bibliografía y la experiencia proponen para este tipode análisis, sean éstas automáticas o manuales y que muchas veces depende de

la calidad de la imagen de base para el análisis como así también de la escala ala cual se está trabajando.

Luego de varios intentos y con una diversidad de calidad de resultados obteni-dos, se optó por la utilización de una combinación de metodologías que deriva-ron en productos satisfactorios, habida cuenta que se está trabajando con unaimagen satelital que posee una resolución espectral de solo tres bandas ya quese trata de un archivo multicolor bajado de Internet que puede ser descompues-to a lo sumo en los canales Rojo, Verde y Azul (RGB) y no se posee otra informa-ción espectral como en una imagen satelital Landsat 7 ETM+ por ejemplo, con

bandas en el infrarrojo cercano, lejano, térmico, etc.

Sin embargo, esta contrariedad resulta insignificante a la hora de la evaluaciónde los tamaños de píxel con los que se está trabajando, ya que para los estudiosde uso del suelo en áreas urbanas, es preferible una buena resolución espacial(tamaños de píxel pequeños - 55 a 60 cm) en detrimento de las bandas con lasque se trabaje (imagen Quick Bird), a una imagen satelital tipo Landat 7 ETM+con una buena resolución espectral (nueve bandas en lugar de tres) pero contamaños de píxel del orden de los 30 metros.

Previa identificación de las diez subcuencas de drenaje superficial en el área deestudio (Fig. 3), el proceso de clasificación se inició en una primera etapa en laidentificación en forma manual de aquellas categorías que pueden confundirse

en un procesamiento primerizo automático. Por ejemplo, algunos techos presen-tan una coloración muy similar a algunas calles o inclusive a suelos desnudos oplayones de maniobras (áreas impermeables) y ello, bajo un proceso automáticode clasificación (supervisado o no), conduce a errores que indefectiblemente setrasladarán a asignaciones equivocadas de escorrentía superficial.

Figura 3: Subcuencas de drenaje superficial en Puerto Vilelas



En ese sentido y teniendo en cuenta que la magnitud total del área de trabajo lopermitía, se digitalizaron primeramente en pantalla los usos correspondientes aTechos, Calles, Árboles y Áreas impermeables, siempre trabajando a una escala1 : 2.000 en el sistema de información geográfica generado. En el caso específicode las Calles, se trabajó con la digitalización de los ejes en forma de líneas a loscuales se les aplicó posteriormente un grosor variable de acuerdo a la conforma-

ción estimada de las mismas.En una segunda instancia, se detectaron también en forma manual, las Áreas de-primidas / Bajos que pueden confundirse en un procesamiento automático conÁrboles o Pasto ya que su funcionalidad en la modelación hidrológica dependemucho de su topografía más que de su cobertura visible en una imagen de unafecha determinada.

Finalmente, se procedió en forma automática a la clasificación de los usos Pastoy Suelo desnudo en base a la técnica conocida como No Supervisada y que norequiere intervención del operador porque en esta instancia final se consideró

razonablemente que dicho arbitraje no era necesario.

Esta cronología del procesamiento es la que generó la clasificación final del usoactual del suelo para cada subcuenca dentro del área de influencia del estudiodel Plan Director.

Cabe destacar que todo el procesamiento fue realizado bajo el sistema de coor-denadas proyectadas Posgar 94 - Faja 5, compatible con lo sugerido por el Insti-tuto Geográfico Militar para esta región de la República Argentina, para lo cual lainformación satelital de Google descargada con Manifold ha sido reproyectada a

este último sistema de referencia.

Figura 4: Clasificación uso del suelo - SubCuenca Bº San José

Resultados de la Clasificación:

Una vez realizado el procedimiento metodológico descrito, se generaron las tablas porcentuales de uso actual en base a los polígonos clasificados para cadauso en el sistema de información geográfica y para cada subcuenca. En la Fig. 4y 5 se adjuntan los ejemplos de los resultados para las subcuencas Bº San Joséy 60 Viviendas Este.



Figura 5: Clasificación uso del suelo - SubCuenca 60 Viviendas Este

Finalmente, el Cuadro 2 resume los porcentajes encontrados por cada uso y porcada subcuenca.

Á r b o l e s

Á r e a s v e r d e s d e n s a s

Á r e a s d e p r i m i d a s

B a j o s

Á r e a s i m p e r m e a b l e s

C a l l e s

P a s t o

S u e l o D e s n u d o

T e c h o

Subcuenca

Uso actual del suelo urbano

Cuadro 2: Porcentajes de Uso Actual del Suelo para Puerto Vilelas por subcuencas

60 Viviendas Oeste

Club Defensores

60 Viviendas Este

Bº San José

Molinos

Reservorio Arazá

Municipalidad

Bº Pescadores

Laguna

Zona Externa

Área Total

Total

100%100%

100%

100%

100%

100%

100%

100%

100%

100%

100%

17.54%23.02%

15.51%

14.97%

10.93%

12.47%

21.58%

3.59%

5.33%

5.33%

10.37%

27.10%21.37%

25.55%

23.99%

30.95%

32.76%

24.37%

19.03%

17.33%

26.25%

22.84%

34.05%30.02%

34.20%

38.24%

41.70%

39.06%

26.88%

22.20%

58.48%

56.34%

44.84%

11.87%12.53%

7.26%

11.60%

11.12%

11.45%

12.85%

5.76%

7.13%

8.25%

8.95%

2.50%1.03%

11.04%

0.66%

0.75%

0.55%

0.54%

0.00%

5.50%

0.00%

3.23%

3.88%0.21%

0.94%

1.16%

0.58%

0.00%

4.94%

47.95%

0.19%

0.46%

4.02%

3.06%11.82%

5.50%

9.38%

3.97%

3.71%

8.84%

1.46%

6.05%

3.38%

5.75%



Figura 6: Uso actual del suelo clasificado - Puerto Vilelas

La visualización final de los usos de suelo se aprecia en la siguiente Fig. 6

Asignación de parámetros relacionados con la impermeabilidad:

Con el objeto de realizar la simulación matemática de los procesos hidrológicossuperficiales posibles de ocurrir en las Subcuencas Urbanas de Puerto Vilelas, seoptó por la utilización del modelo matemático determinístico ARHYMO (Maza, J.et al., 1996), ya que el mismo permite representar un sistema hidrológico ante el

fenómeno lluvia-escorrentía sin acudir a ninguna ley de probabilidad. Este mo-delo es considerado apropiado para resolver el problema planteado de disponerde hidrogramas de escurrimiento superficial en cada subcuenca en las que se hadelimitado el área total en estudio.



El requerimiento de datos que tiene el modelo y que permite generar resultadospara resolver el problema planteado es posible de disponer a partir de la infor-mación existente para el área y la generada en la etapa de estudios básicos.

Luego de las pruebas preliminares se considera aceptable la precisión con queel modelo ha representado la realidad física de los procesos de escurrimiento

superficial derivados de eventos pluviométricos intensos.La aplicación del comando URBHIDRO que ofrece el modelo AR-HYMO está res-tringida a cuencas con impermeabilidad superior al 20 % (Wisner, P. et al., 1986),por lo que se ha procedido a verificar previamente dicha condición en cada unade las subcuencas trabajadas.

Al tratarse de un proceso concentrado se han tenido en cuenta básicamentelas condiciones de homogeneidad en el uso del suelo, el grado de densidad dedrenaje y su capacidad de conducción relativa a la intensidad de la tormentautilizada como así también a su variabilidad espacial.

Con respecto a esto último se ha realizado oportunamente una partición de lassubcuencas urbanas de modo tal que en ningún caso se superan las 45 hectá-reas por unidad de análisis hidrológico, cuidando de verificar el concepto quetormentas de diseño uniforme sobre cuencas mayores de 200 hectáreas puedenproducir errores apreciables según algunos autores.

En el análisis del uso actual del suelo, realizado con el objeto de identificar losparámetros del modelo relacionados con el Área Impermeable Total (TIMP) y conel Área Impermeable Directamente Conectada al sistema de drenaje (XIMP), se

han considerado que las superficies conformadas por Techos, Calles, Áreas De-primidas/Bajos y Áreas Impermeables, son elementos de la unidad hidrológicaque están vinculados directamente con las estructuras de desagüe, mientras quelos clasificados como Suelo Desnudo ha sido incorporados dentro de las áreasimpermeables, pero sin conexión directa al desagüe. Esto ha sido consideradoconveniente dado que de la recorrida de distintos sectores con suelo sin vegeta-ción, se ha observado un grado de retención superficial de agua y de encharca-mientos que hacen necesaria esa interpretación. En este sentido es convenientedestacar que el sitio urbano de Puerto Vilelas ha sido construido en su totalidadsobre la planicie de inundación del Río Paraná, sin que en la mayoría de loscasos haya mediado siquiera un rellenamiento de los terrenos originarios, por

lo cual la ciudad actual se encuentra polderizada con terraplenes perimetralespara evitar la afectación de las crecidas ordinarias y extraordinarias.

Por otra parte todos los sectores clasificados como Área Verdes Densas/Árbolesy los Pastos, quedan involucrados dentro de los sectores permeables o que con-forman superficies absorbentes.



Comentarios Concluyentes:

La accesibilidad a través de Internet a servidores de imágenes satelitales georre-ferenciadas tipo Google Maps, de excelente resolución espacial y en forma gra-tuita, permitió la conformación de un elemento básico para la generación deun sistema de información geográfica con Manifold System y con el cual fue

posible procesar dicha información para la ponderación de distintos usos desuelo para el área de influencia del Plan Director de Desagües Pluviales paraPuerto Vilelas.

La partición del uso del suelo en las clases Árboles / Áreas verdes densas, Áreasdeprimidas / Bajos, Áreas impermeables, Calles, Pasto, Suelo desnudo y Techosfue realizada con el objeto de asociar satisfactoriamente a estos usos, distintoscoeficientes de escorrentía en la modelación matemática de simulación hidroló-gica del sector.

La combinación de metodologías de clasificación en forma manual a través de la

digitalización en pantalla y en forma automática a través de métodos no super-visados demostraron una gran efectividad y eficiencia en la categorización delos usos actuales en las coberturas adoptadas.

El uso de esta herramienta para la diferenciación entre áreas permeables e im-permeables ha demostrado una excelente adaptabilidad, dando lugar a discri-minar las diferentes tipologías de usos cuyo impacto sobre el sistema de es-currimiento superficial es determinante para representar adecuadamente lassituaciones reales observadas.

Bibliografía:

Grupo de Investigación y Servicios del Departamento de Hidráulica - Facultad de Ingeniería - UniversidadNacional del Nordeste (2008). Plan Director de Desagües de Puerto Vilelas - Provincia del Chaco - RepúblicaArgentina.

Grupo de Investigación y Servicios del Departamento de Hidráulica - Facultad de Ingeniería - UniversidadNacional del Nordeste (1997). Estudio de los Desagües Pluviales del Sector Sur de la Ciudad de Resistencia -Provincia del Chaco - República Argentina.

Manifold System [http://www.manifold.net]

Maza, Jorge; Fornero, Luis; Litwin, César; Fernández, Pedro (1996). AR-HYMO: Manual del Usuario. InstitutoNacional de Ciencia y Técnica Hídricas - Centro Regional Andino. Consejo Federal de Inversiones - RepúblicaArgentina.

Servidor Google Maps [http://maps.google.com]

Wisner, Paul y P’ng, C. OTTHYMO - Un modelo matemático para planificación de sistemas maestros de drenaje. Universidad de Ottawa, Canadá. Traducción al español encomendada por sus autores y realizada por

J. Maza (INCYTH-CRA). Mendoza, 1986.





Desarrollos metodologicosy estudios de casos

Parte II





Fundamentación:

El hecho de que los integrantes del grupo trabajen para la Administración Pro-

vincial del Agua de la Provincia del Chaco, y dicho organismo cuente con unprograma computacional de modelación hidrológica e hidráulica “SOBEK“ do-nado por el Gobierno de Los Países Bajos a la Provincia del Chaco y a otras seisProvincias de la República Argentina, ha surgido el interés de investigar sobreel mismo y determinar su aplicabilidad, ventajas y limitaciones en un cuencasurbanas de nuestra región (aplicación a la cuenca urbana de la “Laguna Ávalos” ),de forma tal, que nos permita tener la posibilidad de utilizarlo en el futuro comouna herramienta más para el estudio de los desagües pluviales.


Objetivos:

“Investigación y aprendizaje sobre la utilización delmodelo matemático SOBEK y aplicación del mismo a la

cuenca urbana de la Laguna Ávalos”

Peyrano Jorge, Molina Mariano, Szymula Juan Pablo

Aprender sobre el funcionamiento, los usos, las aplicaciones y los funda-mentos técnicos, del programa computacional de modelación hidrológica ehidráulica SOBEK en cuencas urbanas.

Aplicar el programa SOBEK a una cuenca urbana ya estudiada (cuenca urbanade la “Laguna Ávalos”) para contrastar y comparar los resultados obtenidos.

Administración Provincial del Agua, programa computacional SOBEK y tu-toriales de aprendizaje en formato papel, “Línea de Ribera de Lagunas Ubi- cadas en el Sistema Hídrico del Río Negro” – AFIN, Planimetrías Digitales delejido urbano de la ciudad de Resistencia con curvas de nivel y cotas de es-quina y de calle.

Internet, página oficial del programa SOBEK (www.SOBEK.nl) desarrolladopor la empresa Delft Hydraulic

Programa “GoogleEarth” , fotografías aéreas del área en estudio.

Municipalidad de la Ciudad de Resistencia, Planimetría de los conductos exis-tentes, dimensiones y trazas.



Metodología:

Investigar sobre información disponible en Internet, e información aporta-da por la A.P.A. en relación al uso y fundamentos técnicos del programaSOBEK.

Aprender a utilizar del programa SOBEK en base a la información recopiladay la manipulación del mismo.

Utilización del programa

IntroducciónLa modelación mediante el programa SOBEK, como la mayoría de los modeloshidrológicos – hidráulicos, consiste en la especificación o seguimiento de unaserie de pasos (carga de datos, condiciones de borde, etc.), necesarios para queel programa, mediante ecuaciones y métodos incorporados a su programación,obtenga una respuesta a nuestro sistema de diseño, como por ejemplo, un cau-dal de salida, volúmenes, etc.

DesarrolloCada proyecto se desarrolla a través de una serie de pasos, los que se ordenan enforma de bloques, administrados por un organizador general CASE MANAGEMENT



Bloque: “Import Network” Este bloque define el origen de la esquematización del sistema que vamos amodelar, se puede generar una nueva o importar de otros programas de mode-lación matemática como el Hec-Ras.

Bloque: “Settings” Este bloque define los módulos con que vamos a trabajar, ya sea uno o una com-

binación de varios, de acuerdo a nuestros requerimientos de modelación, ya queel programa SOBEK está constituido por un conjunto de módulos, cada uno condistintas aplicaciones, como por ejemplo, módulo para modelación en zonasrurales, otro para zonas urbanas, otro para la transformación lluvia caudal, yotros módulos como por ejemplo, para la modelación de ríos, flujo bidireccio-nal, transporte de sedimentos, etc.

Para nuestro caso, hemos investigado y analizado dos módulos, el SOBEK-Urban1DFLOW y el SOBEK-Urban RR (Rainfall-Runoff) module.



Bloque: “Meteorological Data”

En este bloque se cargan los datos meteorológicos. El modelo, al ser hidrológi-co, permite el ingreso de datos de precipitación, evaporación, radiación solar,temperatura y viento. Asimismo, es posible editar la precipitación de diseño oimportarla de una base de datos.

Bloque: “Schematisation” Para trabajar en este bloque, se deben haber definido los tres bloques anteriores.

Aquí se realiza la representación o esquematización del sistema, y para ello seutiliza un editor denominado “Netter”, que por un lado, permite la esquematiza-ción propia del sistema, y por el otro, permite asignar los atributos a los diver-sos elementos que componen nuestro sistema. La esquematización se realiza demanera sencilla, mediante nodos y trechos de vinculación.Se diferencia varios tipos de nodos, por ejemplo, de simple vinculación, de vin-culación con aporte de caudal producto de las precipitaciones y/o de escurri-miento superficial, de almacenamiento, de bombeo, de funcionamiento comovertedero, etc., al igual que los trechos, los que pueden ser de varios tipos, detransporte por conducto cerrado, de transporte por conducto a cielo abierto, detransporte por calle, con aporte de caudal producto de las precipitaciones y/ode escurrimiento superficial, etc.

Aquí también se definen algunos parámetros como el período de la simulación,el intervalo de tiempo con que el programa realizará los cálculos, las condicio-nes iniciales de funcionamiento, etc.



Bloque: “Simulation” Éste bloque permite realizar la corrida (simulación) del modelo, para ello, sedeben haber definido los todos los bloques anteriores.

Bloque: “Results in Maps” permite visualizar gráficas de los resultados de la simulación.



Bloque: “Results in Charts”Presenta un resumen de los resultados obtenidos.

Bloque: “Results in Tables” Permite visualizar planillas con los resultados de la simulación.



Aplicación del modelo computacional de modelación hidrológica e hidráulicaa una cuenca urbana conocida y estudiada en trabajos anteriores.

Evaluación y discusión de los resultados obtenidos a partir de una corrida delmodelo SOBEK aplicado a la cuenca de la “Laguna Ávalos” .

Aplicación de la Metodología:Utilización del programa

Bloque: “Settings” Se trabajó con la combinación de los módulos SOBEK-Urban 1DFLOW y el SOBEK-Urban RR (Rainfall-Runoff), combinándolos, para que el programa SOBEK losconsidere en forma secuencial y simultánea.

Se configuraron los módulos SOBEK-Urban 1DFLOW y el SOBEK-Urban RR (Rain-fall-Runoff) de manera tal que el programa realice los cálculos con un paso detiempo de diez (10) minutos, coincidente con la duración de los intervalos detiempo con el que se confeccionó el hietograma.

Asimismo, se planteó como condición inicial, a los efectos de permitir la mode-lación hidrodinámica del módulo SOBEK-Urban 1DFLOW, la opción “completelydry system“. Pero de igual manera, se pudo haber planteado como condicionesiniciales, la de un determinado nivel de agua en los canales, un tirante inicial oun caudal inicial.

Bloque: “Metereological Data” Como datos meteorológico, se cargó un hietograma generado para un TR = 10años, una temperatura media de 25 ºC y una radiación solar de 50 W/m2.



Determinación de la Tormenta de Diseño

Para la selección de la tormenta de diseño se adoptó un tiempo de recurrenciade 10 años, con una duración igual al tiempo de concentración de la cuenca dela “Laguna Ávalos” .

Determinación del Tiempo de concentración (tc)Tc = To + Tf To: Tiempo de entrada, o tiempo de escurrimiento desde el punto más remotohasta la entrada al conducto.Tf: Tiempo de flujo, en los conductos ubicados aguas arriba del punto de salida(y conectados a él).To (horas) = (0,87 x L3 (km) / H (m)) ^ 0,385Tf = ∑ Li / ViL calle = 480mH calle = 0,50mL conductos = 2160mConsiderando una velocidad de circulación del agua de 0,75 m/sTf = 2160m / 0,75m/s = 2820 seg. = 47min.To (horas) = (0,87 x 0,483 / 0,50) ^ 0,385 = 53minTc = 100min

Determinación del Histograma de diseño mediante Bloques Alternos

Para la confección del histograma se consideraron 10 intervalos de 10 minutosde duración cada uno.

Precip.(mm)

P. Increm.(mm)

P. Acum.(mm)

Intensidad(mm/h)

Duración(min)

Intervalo

1

2345678910

10

2030405060708090100

154.94

121.30101.8588.9079.5372.3766.6862.0458.1654.85

25.82

40.4350.9359.2766.2772.3777.8082.7287.2391.42

25.82

14.6110.498.347.016.105.434.924.514.18

4.5

5.47.0

10.525.814.68.36.14.94.2



Bloque: “Schematisation” En este bloque, la información se cargo siguiendo los pasos establecidos en lapresente ventana

Comando “Edit Model”

En ésta instancia, se generaron los nodos y trechos de vinculación, para lo cualse cargó inicialmente una planimetría georreferenciada de los conductos, sumi-deros y lagunas existente. Asimismo, se subdividió la cuenca en veinte (20) sub-cuencas vinculadas entre si por conductos circulares y rectangulares, canales acielo abierto, y alcantarillas.





Nodos de Vinculación “Flow – Manhole” En éste punto, se realizó la carga de datos relacionados al funcionamiento hi-dráulico de las cámaras de vinculación entre conductos.

Nodos de Vinculación y de Subcuencas (Flow - Manhole with runnoff)Además de la carga de los datos indicados anteriormente, en éste tipo de nodosse cargaron datos relacionados a la cota media de las calles y el área total de

calles por cada Subcuenca. La cota media de las calles se determinó en formaaproximada, a partir de la información recopilada en la A.P.A. (Planimetrías Di-gitales del ejido urbano de la ciudad de Resistencia con curvas de nivel y cotasde esquina y de calle).

Y en los casos de Subcuencas con lagunas o reservorios, se cargaron las curvasCota – Área, extraídas del trabajo realizado por AFIN (Lagunas: Seitor, Vº Guioy Vº Luisa, Villa Chica Sur y Norte, y Ávalos). En esos casos, se calcularon losvalores de áreas de las lagunas para incrementos de cota de cincuenta (50) cen-tímetros, aplicando las ecuaciones definidas para cada laguna en el mencionado

trabajo.



Como en estos nodos también se realizaron las transformaciones lluvia-caudalcon la aplicación del módulo SOBEK-Urban RR (Rainfall-Runoff), fue necesariocargar los datos de áreas según el grado de impermeabilidad y según la pen-diente.

Además, el programa asignó por defecto valores de infiltración para cada unade las áreas indicadas anteriormente, y a pesar de que estos valores pueden serajustados manualmente por el usuario, en el presente trabajo no se modificaran

dichos valores, por no contarse con información relacionada a éste tema.



De igual manera, el programa asignó valores de almacenamiento inicial paracada una de las áreas indicadas anteriormente, y como estos valores puedenser ajustados manualmente por el usuario, en el presente trabajo se incrementólevemente la capacidad de almacenamiento inicial de las áreas permeables, a losefectos de ajustar los resultados obtenidos de la modelación con los calculadosen el trabajo de AFIN.

Trechos de VinculaciónSe utilizaron trecho de vinculación de transporte por conducto cerrado, y detransporte por conducto a cielo abierto. Para cada trecho se cargó la sección,rugosidad de Manning, cotas de inicio y de fin, etc., tanto para conductos cir-culares, rectangulares o canales trapezoidales. Dicha información se extrajo delMaterial aportado por la Municipalidad de la Ciudad de Resistencia (Planimetríade los conductos existentes, dimensiones y trazas) y del trabajo de AFIN.



AlcantarillasSe emplearon trechos de vinculación tipo alcantarillas (internal culvert), y seutilizaron alcantarillas rectangulares de Hº Aº y circulares de chapa ondulada,según los datos extraídos del trabajo de AFIN. Fue necesario incorporar las cotasde entrada y de salida, dimensiones, rugosidad de Manning, etc.



Estación de BombeoEn éste caso se utilizó un trecho de vinculación con bombeo, los datos utilizadosse extrajeron del trabajo de AFIN, y fue necesario cargar datos relacionados alcaudal de la bomba (2,00 m3/seg), las cotas de puesta en marcha (46,50 m) y decorte (46,45 m), etc



Comandos “Check…” Éstos comandos permitieron efectuar un chequeo de los datos cargados al pro-grama, tanto para el módulo SOBEK-Urban 1DFLOW como para el SOBEK-UrbanRR (Rainfall-Runoff).

Comandos “View Data…” Aquí el programa presentó un resumen de los datos cargados al programa, tanto

para el módulo SOBEK-Urban 1DFLOW como para el SOBEK-Urban RR (Rainfall-Runoff).

Bloque: “Simulation” Una vez cargados correctamente los bloques anteriores, el programa posibilitóhabilitar la corrida del modelo mediante el comando de simulación. Inmedia-tamente después de corrido el modelo, se habilitaron los bloques “Results inMaps”, “Results in Charts” y “Results in Tables”, cuyos resultados se presenta acontinuación en forma resumida.

Bloque: “Results in Maps”

Éste bloque presentó la información producto de la corrida del modelo en formagráfica, y la organizó de la siguiente manera:

Rainfall Runoff Module: DimensionsPermitió visualizar con diferentes colores los nodos y áreas de las Subcuencassegún las dimensiones, características físicas, etc., cargadas en la instancia“Edit Model” del Bloque: “Schematisation” vinculadas con el módulo SOBEK-Urban RR (Rainfall-Runoff).

Flow Module: Levels and Flow

Results at nodes: aquí el programa presentó los resultados obtenidos de lamodelación en los nodos de vinculación y de los representativos de las Sub-cuencas. Permitió visualizar gráficamente con diferente colores en cada nodo,los distintos resultados obtenidos de la modelación para “Waterlevel (m AD)”niveles de agua referidos a la cota de referencia en metros, “Waterdepht (m)” alturas de pelo de agua en metros, “Water on the street (m)” niveles de aguaen la calle,…, “Runoff+Sust.fl. (m3/s)” hidrogramas de la transformación lluviacaudal, etc. Al mismo tiempo, el programa habilitó una pequeña ventana quepermitió observar la variación de los resultados en el tiempo.

Tirantes de agua en la Laguna SeitorTirantes de agua en la Laguna Ávalos



Cotas de pelo de agua de la Laguna Ávalos

Permanencia del agua en las calles (seg)

Hidrogramas de la transformación lluvia caudal “Runoff+Sust.fl. (m3/s)”

Tirantes de agua en la Vº Guio y Vº Luisa

Niveles de agua acumuladas en las calles



Results at reach segments: en éste caso, el programa permitió visualizar losresultados obtenidos de la modelación de los trechos de vinculación. De éstaforma, se pudo visualizar con diferente colores en cada trecho, los distintosresultados obtenidos de la modelación para “Discharge (m3/s)” caudales enlos conductos y alcantarillas, y “Velocity (m/s)” velocidades en los conductos.

Descarga conductos “Discharge (m3/s)”

Velocidades en los canales “Velocity (m/s)”

Velocidades en los conductos “Velocity (m/s)”

Descarga canales a cielo abierto “Discharge (m3/s)”

Descarga estación de bombeo “Discharge (m3/s)”



Otras visualizaciones como: “Laterals Flows” , “Results at Structures” y “Simu- lation into at the reach segment”

Evaporación

“Results in Charts”

Infiltración

Flow Module: DimensionsPermitió visualizar con diferentes colores los nodos y los trechos según las

dimensiones, características físicas, coeficientes de rugosidad, etc., cargadasen la instancia “Edit Model” del Bloque: “Schematisation” vinculadas con elmódulo SOBEK-Urban 1DFLOW.

Rainfall Runoff Module: Simulation results

Bloque: “Results in Charts” Éste bloque presentó la información producto de la corrida del modelo en formagráfica y numérica (como base de datos en diferentes formatos), permitiendoseleccionar determinados nodos o trechos específicos, organizándolos de la si-guiente manera:

Rainfall Runoff Module: DimensionsFlow Module: Results

Flow Module: Dimensions



Bloque: “Results in Tables” En éste bloque, se presentó la información producto de la corrida del modelo enforma de planillas, organizada de la siguiente manera:

Validación de los Resultados ObtenidosA los efectos de evaluar los resultados obtenidos con la corrida del modeloSOBEK, se compararon los niveles de almacenamiento alcanzados en la lagunaÁvalos, con los niveles obtenidos para la misma laguna en el trabajo de AFIN.

General ResultsSchematisation

Flow Module IndicationsResults of Sewer flow module

“Flows at external structures”



En el trabajo de AFIN, para una tormenta con un TR = 10 años, la laguna Ávalosalcanzo un nivel máximo de 47,90 m, mientras que con la corrida del programaSOBEK, se obtuvo una cota máxima del nivel de agua en la laguna de 48,47 m(12hs 40’ después de terminada la precipitación).

Y esta diferencia existente entre ambos resultados es considerada aceptable, yaque la mayoría de los parámetros utilizados para la corrida del modelo SOBEK,fueron generados a partir de la investigación, evaluación y estudio de la informa-ción actualmente disponible, y además, es importante considerar que la tormen-ta con que se hizo correr el modelo SOBEK (total precitado: 91.42 mm, duración:100 minutos), no es exactamente la misma que se utilizo en el trabajo de AFIN(total precitado: 120 mm, duración: 4 horas, según información consultada), lo

que justifica el nivel superior de agua alcanzado en la laguna, en la corrida delmodelo SOBEK, en virtud de una mayor concentración de agua precipitada.

Presentación y Análisis de Resultados:

En relación a la utilización del programa SOBEK

Respecto del manejo general del programa, se ha comprobado que la utiliza-

ción del mismo resulta muy amena, ya que cuenta con una metodología senci-lla y clara respecto de la carga de datos y de la presentación de resultados.



En relación a la modelación hidrológica (transformación de precipitación encaudal de salida), si bien el tutorial indica que se aplica el método Racional,de acuerdo a la forma del hidrograma de salida “Runoff”, se intuye que seaplica una metodología mas compleja que la simple ecuación de este método;ya que el programa solicita, además de parámetros relacionados al almacena-miento inicial, al grado de impermeabilidad y a la pendiente, etc., un hietogra-

ma y no una única intensidad de precipitación, como si se tratara de una tazade escorrentía aplicada a cada intervalo del hietograma.

En relación a la modelación hidráulica, es aplicable a una gran cantidad decasos posibles, ya sea como un modelo hidrodinámico (ecuaciones completasde Saint Venant) “unsteady calculation” o “steady calculation”.

Respecto a la respuesta de las subcuencas con conductos cerrados y a lassubcuencas con reservorios y canales a cielo abierto, el modelo demuestraque las primeras tienen una respuesta inmediata, elevando rápidamente elnivel de la laguna Ávalos, mientras que las segundas tienen una respuestamás lenta, compatible con el sistema de bombeo existente.

Respecto del sistema de conductos existentes, el modelo demuestra la escasa

capacidad de los mismos, en virtud de un excesivo nivel de almacenamientode agua en las calles, con permanencias incompatibles para áreas urbana.(Cualquier duda, consultar al TE 430100 - Emergencias Hidráulicas)

En relación a los resultados obtenidos en la Cuenca de la “Laguna Ávalos”

Conclusiones:

En relación a la utilización del programa SOBEKEl programa SOBEK, posee una interfase gráfica para la carga de datos que resul-ta muy práctica y bien organizada. En relación a la presentación de resultados,los muestra en planillas, cuadros sinópticos y gráficos, que son útiles para unadecuado análisis e interpretación de los resultados obtenidos.

En relación a los resultados obtenidos en la Cuenca de la “Laguna Ávalos” Los resultados obtenidos con la corrida del modelo SOBEK, respecto de los obte-nidos en el trabajo de AFIN, se consideran aceptables en virtud de los argumen-tos esgrimidos en el punto 6.2 Validación de resultados.



Recomendaciones:

Continuar la investigación sobre la potencialidad del programa en otras aplica-ciones como el transporte de sedimentos y funcionamientos hidráulicos com-plejos.

Avanzar en la simulación hidrológica a través de modelos distribuidos comoSOBEK que aparecen como una excelente herramienta de mapeo, siempre ycuando se alcance una buena calibración y validación.

Por lo tanto, consideramos que el programa SOBEK debiera ser tenido encuenta como una herramienta mas para el estudio, diagnostico y diseño encuencas urbanas.

Bibliografía:

Afin (2001); “Línea de ribera de lagunas ubicadas sobre el sistema hídrico del río Negro”. Contrato APA- AFIN. 2º Informe.Resistencia (Chaco).

HYTSA (2000); Relevamientos Topográficos 1.0; Plan Director y Proyecto Ejecutivo 1ª Etapa del SistemaCloacal para el AMGR. Administración Provincial del Agua. Resistencia (Chaco).

http://earth.google.es

http://delfsoftware.wldelf.nl

PUCHETA, Roberto R. (1994); Nivelación General de la Ciudad de Resistencia. Plan Hídrico Ambiental dela ciudad de Resistencia. Convenio Municipalidad – Consejo Federal de Inversiones.Buenos Aires.





Introducción:

El Área Metropolitana del Gran Resistencia (AMGR) esta compuesta por las ciuda-

des de Resistencia, Barranqueras, Fontana y Puerto Vilelas, cuenta con 719.180hab (según censo realizado por el INDEC – año 2001) está ubicada en el nordestede la República Argentina y emplazada en la planicie de inundación de los ríosParaná y Paraguay, en tanto, que su ejido se presenta surcado al norte por el ríoNegro y al sur por el riacho Arazá.

A fin de minimizar los impactos producidos por las inundaciones provocadaspor las crecidas de los ríos Paraná y Negro se construyó un sistema de defensaperimetral que desconectaron las cuencas urbanas del sistema hidrológico re-

gional. Por ende, el Gran Resistencia se haya ubicado literalmente en una “olla”,situación que sumada a: las bajas pendientes del relieve y el grado de deterioroy/o insuficiencia que presenta gran parte de la red de macrodrenaje; la vuelvemás vulnerable a las inundaciones provocadas por lluvias de cierta intensidad.Al respecto del sistema de drenaje pluvial del Área Metropolitana del Gran Re-sistencia se puede decir que está constituido por dos grandes sistemas: el siste-ma NORTE (cuenca del río Negro) y el sistema SUR (cuenca del riacho Arazá hoyreemplazado por el canal de la Av. Soberanía Nacional).

En el sistema norte juegan un papel fundamental las lagunas naturales, que son

meandros abandonados del río Negro, en efecto, las mismas reciben los cau-dales provenientes de las distintas cuencas de aporte, oficiando de reservoriostemporales, a la vez que están interconectadas entre sí mediante conductos;canales; zanjas; etc. De esta manera, el agua se va acumulando en las lagunasubicada en los sectores más bajos, desde donde es volcada al río Negro median-te bombeo y/o descargadores de fondo con compuertas.Las lagunas totalizan 28, con superficies que varían entre 5 y 70 hectáreas, delas cuales 7, todas con superficies de más de 10 hectáreas, podrían considerarsecomo integrantes del sistema de macrodrenaje.

En la figura 1.1 se puede ver un plano de el área Metropolitana del Gran Resis-tencia en la cual se ilustra la las lagunas, como así también, el sistema de defen-sa contra las inundaciones de los ríos Paraná y Negro.

“Análisis Técnico-Económico de los sistemas lagunaresen el Área Metropolitana del Gran Resistencia.Estudio del caso: Laguna Francia Argentina”

Mendez Guillermo, Thiebeaud Ernesto



Por otro lado, existe una gran presión por rellenar los cuerpos lagunares, debidaprincipalmente para satisfacer la creciente demanda inmobiliaria. Esta demandafoca su atención en las lagunas ante la dificultad que cuenta el Gran Resistenciapara crecer en forma horizontal y vertical, como consecuencia de estar cercadapor el sistema de defensas y contar con suelos de escasa capacidad soporte. Además debe sumarse otra condicionante, el primer loteo de la ciudad de Resis-

tencia y sus zonas periurbanas, se realizó en circunstancias en que se descono-cía la realidad explicada en párrafos anteriores, por lo cual se adjudicó terrenosocupados por cuerpos lagunares, a distintos propietarios. A fin de salvaguardarlos reservorios, la Administración Provincial del Agua, (órgano de aplicacióndel Código de Aguas de la Provincia del Chaco) estableció la resolución 1111/98que delimitó las líneas de ribera para los distintos cuerpos lagunares, denomi-nándolas “Zona Prohibida” de dominancia exclusiva del agua y por lo tanto conusos solamente compatibles en ese ambiente. Ante esta medida algunos par-ticulares, que se consideran dueños de los terrenos ocupados por las lagunas,han emprendido distintas acciones legales contra el estado, a fin de disponer

de estos bienes como dominio privado, a pesar de lo expuesto en el Código civilargentino, que los considera como dominio público.

1 San Javier2 Tartagal3 Seitor4 Toba5 Chica Sur6 Chica Norte7 Luisa / Ghio8 Avalos9 Odorio10 Gonzalito

11 Francia – Argentina12 Colussi13 Los Troncos14 Arguello15 Los Lirios

21 Concepción22 Hortensia23 Rossi de Fazio24 María Cristina25 La Toma

Figura 1.1: Plano del Área Metropolitanadel Gran Resistencia.

Fuente: Administración Provincial delAgua-Chaco.

16 Navarro17 Negra18 Blanca19 La Liguria20 Mujeres Argentinas

26 Oro27 Fortín28 Espejo29 Vargas30 La Lomita

Nombres de Lagunas



A partir de lo expuesto se puede observar que existen intereses contrapuestosen relación a los cuerpos lagunares del Gran Resistencia. Por un lado el interéspúblico, encarnado por el estado, que intenta evitar el relleno de estos reservo-rios atento a la importancia que tiene su capacidad de almacenamiento en elsistema pluvial del sector Norte. Y por el otro lado está el interés privado, en-carnado por algunos particulares, que desea rellenar las lagunas, o bien porque

quiere hacer usufructo de las mismas realizando negocios inmobiliarios, o bienporque pretende hacer uso del terreno con un fin personal, ya que, consideraque el mismo es de su propiedad.

El objetivo de la presente monografía es realizar un análisis - técnico económicode sistemas lagunares internos en el Área Metropolitana del Gran Resistenciaadoptando un caso en particular para su estudio. El análisis técnico consisteen realizar un reconocimiento de la laguna adoptada en su condición actual,relevando su sistema de desagüe pluvial y realizar un análisis de sensibilidada partir de un hipotético relleno. Este análisis de sensibilidad reside en realizar

un modelado de la laguna en cuestión y hacer simulaciones para distintas con-diciones de relleno. Para ello se utilizó el programa IPHS1 desarrollado por elInstituto de Pesquisas Hidráulicas de la Universidad Federal de Río Grande doSul – Brasil. En tanto que el análisis económico está referido a la estimación delos costos de proyectos, que se diseñaron a partir de las distintas simulaciones,en efecto, al irse rellenando la laguna en cuestión, será necesario realizar obrasmás costosas a fin de reducir los costos sociales que implicaría una inundaciónpor precipitaciones de gran intensidad. En tal sentido, un fin último del análisiseconómico sería la determinación de los costos incrementales de proyectos que

se requeriría por cada metro cúbico que se rellena de laguna.

Determinación del caso de estudio: Laguna Francia - Argentina:

Como caso de estudio se adoptó la laguna “Francia Argentina” , la misma estaubicada entre las avenidas Sarmiento e Italia de la ciudad de Resistencia, y laatraviesa la avenida Rissione. Tiene una cuenca de aporte de 94Has y recibe ellos caudales provenientes de los desagües pluviales de los barrios situados alsur de la misma y a su vez descarga los caudales excedentes sobre la laguna “LosTeros” , a través de un conducto de Hº Aº de 1,20m de alto y 1,60m de ancho. Elagua excedente de laguna Los Teros es erogada al rió Negro mediante un siste-ma de compuerta o bien por bombeo, en caso de que los niveles de agua en elrío Negro impidan la descarga por gravedad. La laguna “Los Teros” esta ubicadaentre las avenidas Velez Sarfield (que en ese sector oficia como defensa contralas inundaciones del río Negro) y la Avenida Italia y tiene una cuenca de aportede 40,50Has.

En la figura 2.1 se puede apreciar una imagen satelital de la zona de estudio, enla cual se resalta los cuerpos lagunares, citados en el párrafo anterior.



Figura 2.1: Imagen Satelital de Laguna Francia-Argentina.Fuente: Google Earth.

Figura 2.2: fotos aéreas delaguna Francia -Argentina.Fuente: Área AMGR de la

administraciónProvincial delAgua - Chaco.

Las razones por las que se adoptó la laguna Francia Argentina son las siguientes:

La figura 2.2, ilustra la variación de la Laguna Francia desde el año 1935 hastael 2002.

Tiene una función muy importante en el desagüe pluvial de sectores de laciudad altamente urbanizado.Descarga a una laguna con una capacidad de almacenamiento comparativa-mente menor (la laguna Francia Argentina es capaz de almacenar 84.000m3,en tanto que Los Teros 30.400m3).Se ha ido rellenando a lo largo de la historia de Resistencia (ver figura 2.2)Los sectores aledaños a la misma han aumentado su valor considerablemen-te en el mercado inmobiliario.Existen litigios entre algunos particulares y el estado por el uso de la misma.

2002199819621935



Modelado de la Laguna Francia - Argentina:

El estudio y modelado de la laguna Francia Argentina se realizó incluyendo ala laguna Los Teros, teniendo en cuenta que las mismas están interconectadas,por lo que un análisis por separado daría resultados incompletos y/o erróneos.El programa utilizado en la modelación fue el IPHS1 realizado por el Instituto

de Pesquisas Hidráulicas de la Universidad Federal de Río Grande del Sur. Esteprograma calcula el hidrograma de crecida en un embalse mediante el métodode “Puls”, en tanto que en conductos o canales permite elegir entre varios méto-dos, optándose por el método de “Muskingun Cunge No Lineal”. Por otro lado,para determinar la precipitación efectiva, los caudales picos y tiempo al picode cada cuenca, se optó por el método del Hidrograma Sintético del Servicio deConservación de Suelo (S:CS) de los Estados Unidos.

Para realizar el modelado se procedió a determinar los siguientes parámetros o datos:

Cuenca de Aportes

Para determinar las cuencas de aporte de las lagunas Francia Argentina y Los

Teros, se utilizaron los limites de las áreas de aporte trazados en el estudio“Línea de Ribera de Lagunas Ubicadas en el Sistema Hídrico del Río Negro” rea-lizado conjuntamente por la Administración Provincial del Agua (APA) y la Aso-ciación de Apoyo a la Facultad de Ingeniería (A.F.IN.)

A partir de esto, se dividió el área de aporte total de cada laguna en variascuencas según los datos de topografía y el relevamiento del sistema de desagüeexistente. La figura 3.1.1 ilustra las distintas cuencas de aporte de cada laguna.

Cuencas de Aportes (Áreas, Tiempo de Concentración, Uso de Suelo).Curvas de Cota de embalse – Volumen de Almacenamiento de las lagunasFrancia Argentina y Los Teros.Relevamiento del sistema de desagüe pluvial de la zona (dimensiones y pen-dientes de los conductos).

Figura 3.1.1: Cuencas de Aporte a las lagunasFrancia Argentina y Los Teros.Fuente: APA – AFIN / Elaboración Propia



Una vez dividida el área de aporte de las lagunas en varias cuencas, se obtuvo eltiempo de concentración de cada una de estas mediante el método cinemático,considerando el punto hidráulicamente mas alejado a la desembocadura de lacuenca, el desnivel geométrico entre estos puntos y la rugosidad del curso deagua (que sería el formado por el sistema mayor)

En tanto que el CN (curva número) de la cuenca se obtuvo de observar el usodel suelo registrado por las imágenes satelitales suministradas por el programa“Google Earth” y que fueran tomadas en el año 2002, además el grupo hidroló-gico del suelo que se consideró fue B.

Vale acotar que se consideraron al área ocupada por cada laguna como unacuenca más, con una curva número igual a 100 y un tiempo de concentraciónaproximadamente igual a cero. En el cuadro 3.1.1 se detalla las áreas de cadacuenca, como así también, los tiempos de concentración y CN.

CN(*)

*Nota:

Tiempo deConcentración (min)Área (km2)

Denominaciónde Cuenca

LagunaFrancia

Argentina

LagunaLos Teros

Cuenca 1Cuenca 2Cuenca 3Cuenca 4Cuenca 5Cuenca 6Cuenca 7Cuenca 8Laguna Fran-Arg

Cuenca 9Cuenca 11Cuenca 12Cuenca 13Cuenca 14Laguna Los Teros

0,13310,12630,19580,06870,04650,13530,82010,02610,0673

0,03700,09400,01060,01670,21710,0448

Los valores de CN indicados en esta tabla corresponden a una humedad antecedente de clase II

22,6412,2016,939,258,1514,4312,379,630,01

10,9610,375,965,9318,330,01

82.5583.5181.8580.8482.1779.0076.2984.42100.00

74.9084.3180.5875.8374.90100.00

Cuadro 3.1.1: Cuencas de Aporte a las lagunas Francia Argentina y Los Teros.

Cuenca Cotas - Volumen

Las curvas Cota de Embalse – Volumen almacenado fueron obtenidas del estu-dio “Línea de Ribera de Lagunas Ubicadas en el Sistema Hídrico del Río Negro” ,en tal sentido las curvas de las lagunas Francia Argentina y Los Teros, se ilustranen la figura 3.1.2.



Considerando que la cota de afectación del nivel de agua de la laguna FranciaArgentina a bienes particulares es de 47,75m, se puede decir que el almacena-

miento máximo, es decir para la citada cota de embalse, es de 83.900m3. Entanto que el almacenamiento máximo de la laguna Los Teros es de aproximada-mente 30.400m3 para una cota de embalse de 47,12m.

Sistema de Desagüe Pluvial

La laguna Francia Argentina recibe los desagües pluviales de las cuencas 1, 2y 3 (Ver cuadro 3.1.1) ubicados al sur de la misma, mediante un conducto de

Hº Aº de 1m de diámetro que ingresa a la laguna por la calles Zorrilla. Comoantiguamente la avenida Rissione partía en dos esta laguna, se construyo unaalcantarilla de 1m de alto por 2m de ancho, de esta manera, la laguna FranciaArgentina actúa como una sola.Para descargar los niveles de laguna Francia Argentina a Los Teros existe unaestructura de control que permite descargar los excedentes de caudal solo si losniveles de agua en esta laguna superan la cota 46.60m y mediante un conductoHº Aº de 1,20m x 1,60m se comunica a se descarga a Los Teros.Finalmente en laguna Los Teros, existe una estación Bombeo que vuelca los ex-cedentes de laguna Los Teros en caso de que los niveles del río Negro no per-

mitan la descarga por gravedad, caso contrario se utiliza las compuertas sobrelas defensas. En la figura 3.1.2 se observa el sistema de desagües pluviales dela zona.

Figura 3.1.2: Curvas Cota– Volumen de Almacena-miento – Lagunas FranciaArgentina y Los Teros.Fuente: APA / AFIN



Referencias:

1 Estación de Bombeo – Lag Los Teros(Q=0,43m3/seg)

2 Conducto de calle Alemania( L= 173m - 1,20 x 1,60m - pend=0,1%)

3 Conducto de Av Italia(L= 225m - 1,20 x 1,60m - pend= 0,1%)

4 Estructura de control Lag. Francia Arg.(Vertedero trapezoidal, 1,50m de ancho, cota de

vertedero = 46,60m)

5 Alcantarilla de Av Rissione(J=11m – 1m x 2m – Cota de Fondo: 46.50)

6 Conducto calle Zorrilla(L=490 – Diámetro = 1m)

7 Conducto calle Pellegrini(L=165m – Diámetro = 1m)

Figura 3.1.3: Desagües Pluviales – Lagunas Francia Argentina y Los Teros.

Fuente: Municipalidad de Resistencia / Elaboración Propia.



Calibración del Modelo:

Dado que no se contó con un aforo de los niveles de cualquiera de las dos lagu-nas en cuestión para las condiciones actuales, la calibración de los parámetros,detallados en el punto Ingreso de Datos, se realizó verificando los resultadosobtenidos en la modelación realizada oportunamente en estudio “Línea de Ribe-

ra de Lagunas Ubicadas en el Sistema Hídrico del Río Negro” . En efecto, para lacalibración del modelo del sistema de desagüe pluvial de Laguna Francia Argen-tina se realizó una simulación en el entorno del programa IPHS1 con los datosexplicados en puntos anteriores (Ver Ingreso de Datos) para una tormenta de untiempo de 10 años recurrencia y se contrastaron con los resultados arrojados enel citado estudio para la misma tormenta.

El hietograma de la tormenta utilizada para la calibración del modelo se ilustraen la figura 3.2.1.

Tormenta utilizada para calibración del modelo (TR=10 años)

Tiempo (hs)

P r e c i p i t a c i ó n ( m m

)

18

16

14

12

10

8

6

4

2

0

0 : 0 0

0 : 1 0

0 : 2 0

0 : 3 0

0 : 4 0

0 : 5 0

1 : 0 0

1 : 1 0

1 : 2 0

1 : 3 0

1 : 4 0

1 : 5 0

2 : 0 0

2 : 1 0

2 : 2 0

2 : 3 0

2 : 4 0

2 : 5 0

3 : 0 0

3 : 1 0

3 : 2 0

3 : 3 0

3 : 4 0

3 : 5 0

4 : 0 0

Figura 3.2.1: Hietograma de la tormenta utilizada para calibración (TR=10años - Duración=4hs - Ptot=121,9mm).

Fuente: APA/AFIN



El contraste de resultados se limitó únicamente al hidrograma de entrada deLaguna Francia Argentina. Esta limitación se debe fundamentalmente que lasimulación realizada en el estudio realizado por APA / AFIN no consideró elconducto que conecta la Laguna Francia Argentina con Los Teros, porque en esemomento el mismo no se había construido. Obviamente la existencia de esteconducto modifica los caudales de salida de laguna Francia Argentina como así

también los niveles de agua de la misma y los caudales de entrada Los Teros, sinembargo los caudales de entrada a laguna Francia Argentina no deberían verseafectados.Vale acotar que la simulación realizada en el estudio “Línea de Ribera de Lagu- nas Ubicadas en el Sistema Hídrico del Río Negro” se realizó mediante modeloARHYMO.A partir de lo expuesto los resultados se pueden ver en el cuadro 3.2.1 y lasfiguras 3.2.2 y 3.2.3.

Modelo IPHS1

Caudal pico (m3/seg)

Tiempo al pico (hs)

AHYMO Diferencia

7,00 m3/seg

40min

6,70 m3/seg

60min

4,45%

33,33%

Cuadro 3.2.1: Cuadro comparativos de resultados de los modelos ARHYMO e IPHS1 para laguna Francia Argentina.

Figura 3.2.2: Hidrograma de Entrada a laguna Francia Argentina según ARHYMO.

Fuente: APA/AFIN

Hidrograma de entrada

7.000

4.000

6.000

3.000

1.000

5.000

2.000

0.0000 3 6 91 4 7 102 5 8 11 12

Tiempo (hs)

C a u

d a l e s ( m 3 / s )



Al contrastar los resultados se comprobó que los valores arrojados por el mo-delo IPHS1 eran aceptables y que los datos ingresados no merecían mayoresmodificaciones, por lo que se procedió a realizar el análisis de sensibilidad.

Figura 3.2.2: Hidrograma de Entrada a laguna Francia Argentina según IPHS1 (1Delta T= 5min).

Análisis de Sensibilidad:

El análisis de sensibilidad consistió en plantear varios escenarios, cada uno conun mayor volumen relleno de laguna Francia Argentina. A partir de esto se reali-

zó una simulación para cada uno de estos escenarios y se observó el comporta-miento del sistema de desagüe de la zona a partir de los datos arrojados por elmodelo. Para ello fue necesario plantear una tormenta de diseño que se utilizópara todos los escenarios.

Tormenta de Diseño:

Para obtener la Tormenta fue necesario determinar la duración de la misma yasignar un tiempo de recurrencia. A partir de estos datos se utilizaron las Cur-vas de Intensidad – Duración – Frecuencia para la ciudad de Resistencia.

Fuente: Elaboración propia.



Duración de la Tormenta

Para la determinación de la duración de la tormenta de diseño se tuvo como pre-misa que la misma debe ser igual o mayor que el tiempo de concentración de lacuenca. Teniendo en cuenta que el tiempo de concentración de la toda la cuencaes de aproximadamente de 5hs se adopto como duración de la tormenta 6hs.

Tiempo de Recurrencia

Dado que los sistemas de desagües pluviales se diseñan para eventos de tiempode recurrencia igual a 5 y 10 años, se adoptó para el análisis de sensibilidad untiempo de recurrencia de 5 años, teniendo en cuenta además que la duración deun funcionario que tiene el poder de decisión para evitar o fomentar el rellenode lagunas es de 4 años (por ejemplo un intendente).En tal sentido el riesgo de que ocurra esta tormenta se puede estimar a partir de

la siguiente ecuación:

Entonces si funcionario que tiene poder de decisión dura 4 años (n=4años), elriesgo de que ocurra una precipitación como la que se plantea para el análisis

de sensibilidad es de:R= 58%En el caso de que el funcionario sea reelegido (n=8 años) el riesgo será:R= 83%

Es decir, que si el funcionario dura 4 años puede que sufra o no una precipita-ción como la aquí planteada. Pero si el mismo funcionario dura 8 años segura-mente sufrirá esta tormenta y, por ende, se pondrá en tela de juicio su accionaren el sistema de desagües pluvial de la ciudad. Vale aclarar que escapa de esteanálisis si el funcionario en cuestión será o no reelegido si acontece esta tor-menta durante su gestión, pero lo que es seguro es que el vecino que sufra elanegamiento de sus bienes, pensará dos veces en votarlo de nuevo.

R 1 1- - = 1

TR [ ] x

Hietograma de la Tormenta

Determinada la duración de la tormenta y su tiempo de recurrencia se trazó elhietograma mediante el método de los bloques alternos con la ayuda de las cur-vas Intensidad – Duración – Frecuencia dadas para la ciudad de Resistencia.A partir de lo expuesto se trazó el hietograma de la tormenta de diseño conintervalos de tiempo de 5 minutos, este hietograma se cargó al modelo pararealizar el análisis de sensibilidad. El hietograma de la tormenta de diseño seilustra en la figura 4.1.1.



La precipitación total de la tormenta de diseño es de 126mm y la intensidadmáxima es de 174,6mm/h

Tormenta de Diseño (TR=5 años)

Tiempo (hs)

P r e c i p i t a c i ó n ( m m )

16.00

10.00

4.00

14.00

8.00

2.00

12.00

6.00

0.00

0 : 0 8

0 : 3 3

0 : 5 8

0 : 8 3

1 : 0 8

1 : 3 3

1 : 5 8

1 : 8 3

2 : 0 8

2 : 3 3

2 : 5 8

2 : 8 3

3 : 0 8

3 : 3 3

3 : 5 8

3 : 8 3

4 : 0 8

4 : 3 3

4 : 5 8

4 : 8 3

5 : 0 8

5 : 3 3

5 : 5 8

5 : 8 3

Figura 4.1.1: Hietograma de la Tormenta de diseño para el análisis de sensibilidad.

Escenarios de Análisis:

Para realizar el análisis de sensibilidad se proyectaron distintos escenarios, demanera de plantear un progresivo relleno de la laguna Francia.En primer lugar, como punto de comparación, se modeló a la laguna FranciaArgentina en su condición actual, es decir, con un almacenamiento máximo de83.898m3 siempre para un nivel de agua de 47,75. En tal sentido la figura 4.2.1 ilustra el escenario actual que se denominó “Situación So” .

Figura 4.2.1: Esquema de la Situación So (Actual)– Laguna Francia Argentina.




Luego se proyectaron cuatro escenarios más, que buscan reproducir el avancede la urbanización sobre las lagunas, con el consecuente relleno de la misma.El escenario denominado “Situación S1” intenta caracterizar la consecuencia delavance de los terrenos privados sobre las lagunas, y que probablemente se esteproduciendo actualmente. En efecto, muchas veces los propietarios de los terre-nos linderos a la laguna deciden ampliar su jardín o construir una piscina o un

quincho, pero como el terreno, a su parecer, es muy pequeño deciden usurparla laguna rellenándola. Este avance del dominio privado sobre el público puedeasemejarse a la situación que se observa en los partidos de fútbol cuando secobra una infracción cerca del área grande, el arbitro marca la posición de lapelota y determina la distancia de la barrera (se delimita la laguna) pero segun-dos después la barrera formada para impedir que la pelota vaya al arco avanzalentamente (el privado rellena la laguna), el arbitro nota esta infracción y haceretroceder a la barrera y/o sanciona a varios jugadores (el ente de control deestado detecta el relleno de la laguna e intima al privado que retire su construc-ción y/o lo multa), pero el afán de avanzar de la barrera es tenaz y el arbitro que

debe estar atento a otras variables de juego omite estas infracciones y hace eje-cutar el tiro libre con la barrera a menor distancia de la reglamentaria (el estadodescuida el control de las lagunas y el privado las rellena). En este escenario elalmacenamiento máximo se reduce a 68.300m3.El escenario denominado “Situación S2” intenta reflejar la colaboración del es-tado para rellenar las lagunas, aquí este decide, por ejemplo, realizar un “paseocostanera” sobre la laguna. En este escenario el almacenamiento máximo se re-duce a 49.000m3.En el escenario denominado “Situación S3” el estado cede a la presión inmobilia-

ria y construye un barrio de vivienda sobre la laguna. El almacenamiento máxi-mo de la laguna Francia Argentina en este escenario es de 30.800m3, siemprepara un nivel de agua máximo de 47,75 m.En el escenario denominado “Situación S4” la laguna se rellena completamente,pero como ocurre usualmente cuando se rellena un cuerpo lagunar, van existirzonas con niveles inferiores a 47,75 y por ende tendrán constantemente proble-mas de inundación, tal el caso de la laguna Codutti en la ciudad de Resistencia.En tal sentido el almacenamiento máximo de la laguna en este escenario es10.100m3, pero este valor representaría el anegamiento que sufriría el barrioque se construya sobre laguna Francia Argentina.

La figura 4.2.2. ilustra los escenarios planteados para el análisis de sensibili-dad.



A partir de lo expuesto se trazaron las curvas Cotas – Volumen almacenado paralos distintos escenarios proyectados. Estas se pueden observar en la figura 4.2.3.

Figura 4.2.2: Esquemas de los escenarios proyectados para el análisis de sensibilidad – Laguna Francia Argentina.

Relaciones Cota - Volumen AlmacenadoLaguna Francia - Argentina

120.000

60.000

100.000

40.000

80.000

20.000

46.50 46.75 47.00 47.5047.25 47.75 48.00

Nivel de Agua (m)

V o l u m e n A l m a c

e n a d o ( m 3 )

Figura 4.2.3: Curvas Cota – Volumen almacenado para los escenarios proyectados - Laguna Francia Argentina.

Simulación de los Escenarios de Análisis:

Una vez que se plantearon los distintos escenarios se procedió a su simulación bajo el programa IPHS1, se analizaron los resultados y se realizó un predimen-

sionado de los proyectos necesarios para que el sistema de desagüe pluvial fun-cione óptimamente ante la tormenta de diseño (ver Tormenta de Diseño).Vale acotar que para los escenarios So, S1, S2 y S3 se consideró que el nivel ini-cial de ambas lagunas es de 46,50m.





Situación So

La simulación arrojó los hidrogramas de entrada y salida, para la laguna FranciaArgentina, que se ilustran en ilustran en las figuras 4.3.1.

Figura 4.3.1: Hidrograma de Entrada y Salida arrojados por el modelo IPS1 - Laguna Francia Argentina – Situación So.


Los niveles de agua que alcanzaría la laguna Francia Argentina pueden verse enla figura 4.3.2.

Niveles de Agua en Laguna Francia - Argentina

47.75

46.95

47.55

46.75

47.35

46.55

47.15

46.350 200 40050 250 450100 300 500150 350 550 600

Intervalos (DT=5min)

C o t a d e A g u a

( m )

Figura 4.3.2: Niveles de agua arrojados por el modelo IPS1 - Laguna Francia Argentina – Situación So.




Como puede verse en las figuras 4.3.1 y 4.3.2 laguna Francia no registra in-convenientes durante una tormenta de 5años de tiempo de recurrencia y 6hs deduración.La simulación arrojó los hidrogramas de entrada y salida, para las laguna LosTeros, que se ilustran en ilustran en las figuras 4.3.3.

Figura 4.3.3: Hidrograma de Entrada y Salida arrojados por el modelo IPS1 - Laguna Los Teros – Situación So.


Vale acotar que el cálculo de los niveles de agua alcanzado por laguna Los Terosse debió hacer fuera del entorno del programa IPS1, debido a que se encontróun error de programación del mismo para medir los niveles de reservorio en elcaso de que estos tengan “estructuras extravasoras” (bombas) únicamente. Ental sentido para determinar los mismos se debió utilizar la siguiente ecuación:

Donde:

: Variación del almacenamiento para el intervalo de tiempo analizado (m3).

: Caudal de entrada para intervalo de tiempo 1 (m3/seg).

: Caudal de salida para intervalo de tiempo 1 (m3/seg).

: Intervalo de tiempo analizado (seg).

S

[ - .+ + = O

2 2 ] 2 I 2 O 1I 1S T

I 1O 1T



Los caudales de entrada y de salida que se utilizaron para obtener la variacióndel almacenamiento en Los Teros fueron arrojados por el programa IPHS1, yaque, no se encontraron errores para la obtención de los mismos.

A partir de lo expuesto se constató que actualmente una bomba de 0,43m3/seg es incapaz de impedir que se registren niveles de agua en laguna Los Teros

mayores a 47,12m, ( nivel máximo que puede alcanzar esta laguna sin que seafecten bienes privados). Por lo que debió aumentarse el caudal de erogación dela bomba a 2,01m3/seg a fin de que el sistema pluvial trabaje óptimamente. En tanto que los niveles de agua que alcanzaría la laguna Los Teros se ilustranen la figura 4.3.4.


48.250

47.250

48.000

47.000

47.750

46.750

47.500

46.5000 200 40050 250 450100 300 500150 350 550 600


C o t a d e A g u a ( m )

Figura 4.3.4: Niveles de agua - Laguna Los Teros – Situación S0.


Situación S1

Se realizó en primera instancia un simulación considerando la infraestructuradel sistema de desagüe pluvial diseñada en la situación anterior de manera queel mismo trabaje en condiciones optima para ese escenario.

Bajo estas condiciones la simulación arrojó los hidrogramas de entrada y salida,para la laguna Francia Argentina, que se ilustran en ilustran en las figuras 4.3.5.



En tanto que los niveles de agua que alcanzaría la laguna Francia Argentina pue-den verse en la figura 4.3.6.

Figura 4.3.5: Hidrograma de Entrada y Salida arrojados por el modelo IPS1 - Laguna Francia Argentina – Situación S1.



47.75

46.95

47.55

46.75

47.35

46.55

47.15

46.350 200 40050 250 450100 300 500150 350 550 600


C o t a d e

A g u a ( m )

Figura 4.3.6: Niveles de agua arrojados por el modelo IPS1 - Laguna Francia Argentina – Situación S1.




La simulación arrojó los hidrogramas de entrada y salida, para las laguna LosTeros, que se ilustran en ilustran en las figuras 4.3.7.

Figura 4.3.7: Hidrograma de Entrada y Salida arrojados por el modelo IPS1 - Laguna Los Teros – Situación S1.


A partir de lo expuesto se registró que actualmente una bomba de 2,01m3/seg,determinada en la Situación 1, es incapaz de impedir que se registren nivelesde agua en laguna Los Teros mayores a 47,12m. Por lo que debió aumentarse elcaudal de erogación de la bomba a 2,33 m3/seg a fin de que el sistema pluvialtrabaje óptimamente.

En tanto que los niveles de agua que alcanzaría la laguna Los Teros se ilustranen la figura 4.3.8.



Niveles de Agua en Laguna Los Teros

47.20

47.30

46.80

47.10

46.70

47.00

46.60

46.90

46.500 200 40050 250 450100 300 500150 350 550 600


C o t a d e A

g u a ( m )

Figura 4.3.8: Niveles de agua - Laguna Los Teros – Situación S1.


Situación S2

Se realizó en primera instancia un simulación considerando la infraestructura delsistema de desagüe pluvial diseñada en la situación anterior de manera que elmismo trabaje en condiciones optima para ese escenario.









47.75

46.95

47.55

46.75

47.35

46.55

47.15

46.350 200 40050 250 450100 300 500150 350 550 600


C o t a d e A g u a ( m )







Conducto calle Alemania

Al Observar el hidrograma de entrada de la laguna Los Teros, graficado en lafigura 4.3.11, se puede constatar que en entre los intervalos 79 (6,58hs) y 108(9hs) el mismo permanece constante en 2,27m3/seg. Esto puede estar indicandoque el conducto que descarga en la Laguna Los Teros esta saturado en los ins-tantes indicados y por ende alguna de las cuencas que descargan a ese conductoposiblemente estén anegadas.

En efecto al observar los hidrogramas de entrada y salida del conducto de calleAlemania arrojados por el modelo IPHS1 podemos constar que entre los inter-valos 37 y 108 los caudales de salida son menores a los de entrada. Como elconducto no puede almacenar, lo que ocurre en este caso es que la cuenca 11esta anegada. Y es únicamente esta cuenca ya que el último tramo del conductode avenida Italia (que descarga en el conducto de calle Alemania) no presentaeste problema.

En la figura 4.3.12 se observan los hidrogramas de entrada y salida de los con-

ductos de calle Alemania y Av. Italia.

Ante esta situación es posible que el conducto de Av Italia este sobredimensio-nado para las condiciones actuales, por cuanto el “cuello de botella” no se da entodo el conducto que comunica laguna Francia Argentina con Los Teros, sinoque únicamente se da en el tramo de calle Alemania.

A partir de lo expuesto, se redimensionó el conducto de calle Alemania a 1,20 dealto x 1,80m de ancho (actualmente tiene 1,20m x 1,60m) y además, como lagu-na Los Teros recibe mayor caudal se debió aumentar la capacidad de erogación

del sistema de bombeo a 2,67m3/seg.

Conducto Av. Italia

Figura 4.3.12: Hidrograma de Entrada y Salida arrojados por el modelo IPS1 - Conductos – Situación S2.




Situación S3

Se realizó en primera instancia un simulación considerando la infraestructuradel sistema de desagüe pluvial diseñada en la situación anterior de manera queel mismo trabaje en condiciones optima para ese escenario.Bajo estas condiciones la simulación arrojó los hidrogramas de entrada y salida,

para la laguna Francia Argentina, que se ilustran en ilustran en las figuras 4.3.13.







47.75

46.95

47.55

46.75

47.35

46.55

47.15

46.350 200 40050 250 450100 300 500150 350 550 600


C o t a d e A g u

a ( m )



Figura 4.3.15: Hidrograma de Entrada y Salida arrojados por el modelo IPS1 - Laguna Los Teros – Situación S3.Fuente: Elaboración propia.


Al Observar el hidrograma de entrada de la laguna Los Teros, graficado en lafigura 4.3.15, se puede observar que existe un periodo de tiempo en que elmismo permanece constante (2,18m3/seg entre los intervalos 89 y 108). Estopuede indicar que no solo debe ampliarse el conducto Alemania sino tambiénel conducto Italia.

En efecto al observar los hidrogramas de entrada y salida del conducto de calleItalia arrojados por el modelo IPHS1 podemos constar que los intervalos 37 y108 los caudales de salida son menores a los de entrada. Por lo que debe am-pliarse todo el conducto de Av Italia, pero al hacerlo el cuello de botella se gene-ra otra vez en calle Alemania por lo que también debe aumentarse este tramo.

En la figura 4.3.16 se observan los hidrogramas de entrada y salida de los con-ductos de Av. Italia para condiciones de diseño impuestas en la situación 2 y elconducto de la calle Alemania, pero con el conducto Italia ampliado a 1,80m x1,20m.



Conducto Av. Italia Conducto Calle Alemania

Figura 4.3.16: Hidrograma de Entrada y Salida arrojados por el modelo IPS1 - Conductos – Situación S3.


A partir de lo expuesto, se redimensionó el conducto de calle Alemania a 1,20de alto x 2,10m de ancho y el de Av Italia se amplio a 1,80 x 1,20 además, comolaguna Los Teros recibe mayor caudal se debió aumentar la capacidad de eroga-ción del sistema de bombeo a 3,40 m3/seg.

Situación S4

En este escenario la laguna Francia Argentina desaparecería completamente,

pero aun así, se consideró un almacenamiento de 10.100m3 que representaríalas zonas bajas anegada. Vale acotar que para la Situación S4 se requiere undiseño mas detallado del sistema de desagüe pluvial, sin embargo, a fin de gene-rar una somera estimación de lo que se produciría en este escenario, se amplióla capacidad del vertedero que oficia de obra de control de los excedentes delaguna Francia Argentina, de manera que los niveles de agua no superen los47,75m. Así, al menos, se puede constatar los niveles de agua en los dos cuer-pos lagunares en cuestión y las condiciones en que trabajará el conducto quelas comunica.

A partir de lo expuesto se realizó la simulación a fin de realizar un predimen-sionado de los conductos de manera que el desagüe pluvial trabaje en óptimascondiciones.










47.75

46.95

47.55

46.75

47.35

46.55

47.15

46.350 200 40050 250 450100 300 500150 350 550 600


C o t a d e A g u

a ( m )






Para que el sistema trabaje aceptablemente el conducto de Calle Alemania debetener 1,50m x 3,50m y el de Av Italia 3m x 1,20m, en tanto que el sistema de

bombeo de Los Teros debe ser capaz de erogar 4,81m3/seg.

Cabe aclarar que, bajo las condiciones planteadas en este escenario, aun cuandose realicen obras para reducir el riesgo de inundación, van a existir zonas que

quedaran inundadas. Si por ejemplo el grupo de viviendas, que ocupa la zonamas baja del relleno de la laguna, tiene una cota de umbral de 47,55m las mimaspueden quedar inundadas durante 1,5hs (con hasta 20cm de agua) y las callesanegadas durante 27hs. Obviamente esto genera un costo social muy alto cuyaestimación escapa al alcance de esta monografía, sin embargo puede adelan-tarse que en estos casos el costo social de una inundación es siempre mayor alcosto que implicaría realizar la obra de mitigación.



Análisis de Resultados:

En la situación S1 si no se aumenta la capacidad de bombeo de la laguna LosTeros, sus zonas aledañas (cuenca 14) corren riesgo de inundarse, sin embargolos sectores cercanos a laguna Francia Argentina no sufren inconvenientes auncuando no se realicen las obras.

En la situación S2, si no se aumentan el caudal de bombeo de la laguna Los Te-ros y la capacidad del conducto que comunica ambas lagunas en su tramo de lacalle Alemania, la zona de riesgo de inundación incluye a la cuenca denominada11 (ver Cuadro 3.1.1), aquí tampoco se ven afectados los sectores cercanos alaguna Francia Argentina.

En la situación S3, el área de riesgo de inundación es mayor pero siempre conepicentro en laguna Los Teros, laguna Francia Argentina apenas registra nivelesde agua 15cm por debajo del máximo admisible. Para reducir los riesgos deinundación de las zonas afectadas se debe aumentar la capacidad de erogacióndel sistema de bombeo y ampliar todo el conducto que comunica a los dos cuer-pos lagunares.

Solo en la situación S4, se ven los afectados las zonas ubicadas sobre lagunaFrancia Argentina, es decir cuando está completamente rellenada. Si se observala figura 4.4.1 se ilustra el área de riesgo de inundación (sombreada con rojo)para cada uno de los escenarios proyectados, como así también, las obras nece-sarias para reducir dichos riesgos.

Situación S1 Situación S2



Situación S3 Situación S4

Figura 4.4.1: Áreas de Riesgo de Inundación para los distintos escenarios proyectados.


Evidentemente el relleno de la laguna Francia Argentina afecta en mayor medidalos sectores cercanos a Los Teros. Esto agrava la situación desde el punto de

vista del sistema de desagüe pluvial, debido a que los vecinos de laguna FranciaArgentina que pretenden rellenarla al no sufrir las consecuencias directas deesta acción, se van a ver incentivados en continuar con el proceso de relleno,en tanto que los vecinos de laguna Los Teros, al ver que sus viviendas correnriego de anegarse exigirán que se realicen obras que mejoren la conducción delos caudales del desagüe pluvial a su fin último. Además debe decirse que elproceso de relleno de laguna Francia Argentina puede concluir con un problemahídrico crónico del área rellenada.

Evaluación Económica:

La evaluación económica se limitó a los costos incrementales de proyectos, quese requerirían sobre los desagües pluviales, a medida que se fuera rellenandolaguna Francia Argentina. Para la situación So (actual) se consideró un aumentode la capacidad de erogación del sistema de bombeo de bombeo en Los Terosa 2,01m3/seg, El Costo de dicha obra se estimó en $78.042,99. De la diferenciaentre el costo de proyecto para un escenario determinado y el costo de proyectode la situación So surge el costo incremental de proyecto.

El cuadro 5.1 indica las obras a realizar para los distintos escenarios.



Obra a RealizarSituación

S1

S2

S3

S4

Sistema de Bombeo Lag. Los Teros – Q=2,33m3/seg

Sistema de Bombeo Lag. Los Teros – Q=2,67m3/segConducto calle Alemania 1,20m x 1,80m

Sistema de Bombeo Lag. Los Teros – Q=3,40m3/segConducto calle Alemania 1,20m x 2,10mConducto Av. Italia 1,20m x 1,80m

Sistema de Bombeo Lag. Los Teros – Q=4,81m3/segConducto calle Alemania 1,50m x 3,50mConducto Av. Italia 1,20m x 3,00mConducto Nuevo 1,20m x 1,80m

Cuadro 5.1: Obras a realizar para los distintos escenarios proyectados.

Cuadro 5.2: Costos Unitarios de los rubros utilizados para determinar los costos del proyecto.

Nota: Los costos de las bombas (considerados para estimar los costos de proyectos) difieren según el equipo necesa-rio para cada escenario.



Para estimar los costos de las obras se consideraron los rubros indicados en elcuadro 5.2.

Costo UnitarioRubro

Excavación

Hormigón Armado

Hormigón de Limpieza

17,5 $/m3

687,5$/m3

312,5$/m3

Vale acotar que para determinar el costo de proyecto mayoró a la suma de losrubros detallados en el cuadro 5.2 y el equipo de bombeo con un coeficiente de1,30 por imprevistos.

A partir de lo expuesto se estimaron los costos incrementales para los distintosescenarios planteados. En tal sentido en el cuadro 5.3 se puede observar loscostos incrementales de proyectos. En dicho cuadro se detallan los costos incre-mentales por m3 de laguna rellenada.



VolumenRellenado

m3

Costo Incrementalde Proyecto

$

Costo Incrementalpor m3 rellenado

$/m3

Situación

S4

S3

S2

S1

73.798

53.098

34.898

18.598

2.014.095

717.285

330.423

62.415

27,29

13,51

9,47

3,36

Cuadro 5.3: Costos Incremental de costos del proyecto para los distintos escenarios proyectados.


Por último en la figura 5.1 los costos de proyecto crecen en forma exponencial

con el volumen de laguna rellenada.

Figura 5.1: Curva Costos Incrementales de Proyectos – Volumen rellenado de laguna.


Laguna Francia - Evaluación Económica

1.500

1.000

2.500

500

2.000

80.00070.00060.00050.00040.00030.00020.00010.000

Volumen Rellenado (m3)

C o s t o s I n c r e m e n t a l e s d e P r o y e c t o

( m i l e s d e

p e s o s )


1 - El relleno de las lagunas produce mayor riesgo por inundaciones, si no reali-zan proyectos de drenaje pluvial.

2 - Al estar interconectadas, el relleno de lagunas en las zonas altas produceinundaciones en las áreas cercanas a las lagunas de cuencas bajas.



3 - Las soluciones a las inundaciones que se concentren, únicamente, en aumen-tar la capacidad de conducción del desagüe pluvial, pueden generar un circulovicioso:

4 - Debe permitirse fluctuar libremente los cuerpos lagunares, de manera quelas zonas de riesgo de inundación se registren en los mismos sectores que lasreproducen o agravan. Así el vecino que rellena una laguna, sufra la consecuen-cia de su accionar.

5 - Para ello es fundamental contar con un plan director del sistema de drenaje

pluvial del sector Norte del Gran Resistencia. Este plan debe entender el funcio-namiento de las lagunas en forma integral, reconocer la dinámica del proceso derelleno de lagunas, y de esta manera hacer funcionar las mismas como reservo-rio, posibilitando la interconexión entre las mismas, pero haciéndo fluctuar susniveles de agua de manera que se reduzcan los riesgos de asentamientos.

Relleno de

Lagunas deCuencas Altas

Presión Social pararealizar Obras

Mayor capacidadde Conducción del

Sistema Pluvial(costos deproyecto)

Anegamiento deCuencas Bajas

Bibliografía:

Tucci, C.E.M., 1995, Drenagem Urbana, Editora da Universidade - Universidad Federal de Río Grande delSur, Porto Alegre, Brasil.

Chow, V.T.,1994, Hidráulica de canales abiertos, McGraw Hill, Santafé de Bogotá, Colombia.

Tucci, C.E.M.,1993, Hidrología, Editora da Universidade - Universidad Federal de Río Grande del Sur,Porto Alegre, Brasil.

Soares Viegas, J.(h), Tucci, C.E.M., Villanueva, A., Allasia, D.G., Tassi, R., de Cássia Fraga Damé, R., 2004,IPHS1 para Windows - Manual de Usuário, Instituto de Pesquisas Hidráulicas - Universidad Federal de RioGrande del Sur , Porto Alegre, Brasil.

Depettris, C. A., Clemente, M.T., Martinez, L.H., Pilar, J.V., Ruberto, A.R., Valiente, M., Schaller, J.O.,Noguera, L. E. R., 2001, Líneas de Ribera de las Lagunas Ubicadas en el Sistema Hídrico del Río Negro,

Administración Provincial del Agua - Asociación de Apoyo a la Facultad de Ingeniería, Resistencia, Ar- gentina.

Aguirre Madariaga, E.,2001, Porque Nos Inundamos, Administración Provincial del Agua, Resistencia,Argentina.





Fundamentación:

Sabido es que el desarrollo urbano genera a través de la construcción de calles

pavimentadas, patios y veredas embaldosadas, casas y edificios, un aumento enla impermeabilidad de los suelos y una disminución de la capacidad de infiltra-ción. De esta manera, el agua de lluvia que originalmente tenía la posibilidad depenetrar en el suelo e infiltrarse hacia el manto freático, luego de la impermeabi-lización, al no poder infiltrarse, tendrá que escurrir superficialmente y luego porconductos llegar a un punto de descarga.

Al aumentar el caudal de agua por escurrimiento superficial, aumenta tambiénla dimensión de los conductos encargados de transportar los volúmenes de

agua, aumentando también los tamaños e importancia de las obras de sanea-miento necesarias para este fin, reflejándose esto en altos costos económicos deconstrucción y mantenimiento de dichas obras.

El fenómeno de impermeabilización por urbanización se viene dando en formaprogresiva en muchas ciudades de nuestra región. Pero en la ciudad de Resis-tencia y alrededores este fenómeno merece especial atención puesto que la to-pografía del terreno natural, caracterizada por la escasez de pendiente, hacenque fenómenos de precipitación de importante intensidad, bastantes frecuentesen esta región del país, ocasionan problemas, como el anegamiento de calles,

que acarrea consigo una serie de dificultades conocidas como: imposibilidad deltránsito vehicular en diversas calles de la ciudad, molestias a los peatones a lahora de caminar por las veredas, y perjuicios a propiedades que son inundadastemporalmente con afectación de bienes y servicios.

La técnica vial nos brinda los elementos necesarios para el diseño de un paque-te estructural poroso capaz de otorgar una superficie apta para calzadas, quecumpla con el objetivo de proporcionar una superficie adecuada para el tránsitovehicular y tener un cierto grado de absorción.

Este pavimento recomendado para calles de barrios del tipo residencial, emplean-do para su elaboración materiales, procesos, máquinas y equipos tradicionalesde uso frecuente y disponibles con la incorporación de aditivos, especialmente

“Criterios para el Diseño de Calzadas en condicionesoptimas de absorción”

Cáceres Matta Ricardo, Goméz Marcelo, De Uria Luis



desarrollados y ampliamente difundidos con uso probado principalmente enpaíses desarrollados como Estados Unidos, España, Francia, Chile, México, etc.Asimismo la mano de obra necesaria no requiere una calificación especial pu-diéndose emplear la disponible actualmente en la zona.

Objetivos del Trabajo:

El objetivo de este trabajo es el estudio y la elaboración de un diseño de calza-das y veredas aptas para uso urbano, que en conjunto funcionen en condicionesóptimas de absorción, capaces de captar, absorber y almacenar temporalmenteel agua de lluvia, generando así un retardo en el hidrograma de salida de la cuen-ca considerada, con el fin de reducir el impacto hidrológico.


Las principales fuentes de información utilizadas fueron:

Curvas I-D-F

Planialtimetría

Fotografía aérea

Plano catastral

Relevamiento visual

Documentación existente de trabajos realizados en la misma cuenca Cisternaubicada entre las Avenidas Marconi, Hernandarias, Malvinas Argentinas y par-cialmente Av. Belgrano y calle Necochea. (ver foto adjunta)Todas ellas de fácil acceso y disponibilidad.

Cuenca de Estudio

Av.Hernandarias

Av.Belgrano

Av.Marconi

Av.Malvinas

Argentinas







Ponderación del coeficiente de escorrentía C y resumen del uso del suelopara los distintos escenarios

Escenario 1

00

0,51

1,522,5

33,5

44,5

55,5

1 2 3 4 5 6 7 8

Hidrograma detrabajo antecedente

Hidrogramas con igual volumen de agua escurrida

Tiempo (h)

Q ( m

3 / s )

Cálculo del coeficiente de escorrentía C - Escenario 1

Manzanas

Veredas

Calles

Coeficiente de escorrentía ponderado C= 0,505

267.598,55 m2

82.836,39 m2

88.000 m2

sup.= 93.659,49

sup.= 82.836,39

sup.= 88.000,00

sup.= 173.939,06

Techos

Solado

Tierra

F.O.S

Veredas

Calle

35,00%

100%

100%

80,00%

20,00%

95,50%

C= 0,90

C= 0,90

C= 0,74

sup= 74.927,59 m2

sup= 16.567,28 m2

sup= 84.040 m2

20,00%

80,00%

4,50%

C= 0,85

C= 0,25

C= 0,90

sup= 18.731,90 m2

sup= 66.269,11 m2

sup= 3.960 m2

85,00% C= 0,25 sup= 147.848,20 m2

15,00% C= 0,15 sup= 26.090,86 m2

65,00%

Pisos

Verde

Pavimento

Verde

Tierra

Verde





Manzanas

Manzanas

Veredas

Calles


267.598,55 m2

267.598,55 m2

82.836,39 m2

88.000 m2

sup.= 93.659,49

sup.= 93.659,49

sup.= 82.836,39

sup.= 88.000,00

sup.= 173.939,06

sup.= 173.939,06

Techos

Techos

Solado

Tierra

F.O.S

F.O.S

Veredas

Calle

35,00%

35,00%

100%

100%

80,00%

80,00%

20,00%

0,00%

C= 0,90

C= 0,90

C= 0,90

C= 0,20

sup= 74.927,59 m2

sup= 74.927,59 m2

sup= 16.567,28 m2

sup= 0,00 m2

20,00%

20,00%

80,00%

100,00%

C= 0,85

C= 0,85

C= 0,25

C= 0,90

sup= 18.731,90 m2

sup= 18.731,90 m2

sup= 66.269,11 m2

sup= 88.000 m2

85,00%

85,00%

C= 0,25

C= 0,25

sup= 147.848,20 m2

sup= 147.848,20 m2

15,00%

15,00%

C= 0,15

C= 0,15

sup= 26.090,86 m2

sup= 26.090,86 m2

65,00%

65,00%

Pisos

Pisos

Verde

Pavimento

Verde

Verde

Tierra

Tierra

Verde

Verde

Se adopta un coeficiente de escorrentía lo suficientemente conservador para elpavimento drenante C=0.20 (S/Tucci e Genz Drenagem Urbana Pág. 300, citaexperiencia de Joacobsen e Harremoës en donde el coeficiente de escurrrimientoobservado fue de 9%)



Variables

Adoptamos tiempo de concentración tc=5 minutos

California Culverts Practice Federal Aviation Agency

Kirpich

Veredas

Calles


82.836,39 m2

88.000 m2

sup.= 82.836,39

sup.= 88.000,00

Solado

Pav drena

Veredas

Calle

100%

100%

20,00%

95,50%

C= 0,90

C= 0,20

sup= 16.567,28 m2

sup= 84.040 m2

80,00%

4,50%

C= 0,25

C= 0,90

sup= 66.269,11 m2

sup= 3.960 m2

Verde

Pav exist

Área de análisisSe adoptó como área de análisis representativa del funcionamiento hidrológicodel pavimento el correspondiente a un cuarto de manzana tomando dentro deldamero como ejes límites de la manzana los correspondientes a sus calles adya-centes todo de acuerdo a como se puede observar en la siguiente figura:

Cálculo del tiempo de concentración

tc= tiempo de concentraciónLongitud del curso (L) = 0,0600 kmPendiente media (S) = 0,0025 m/mDiferencia de cotas (H) = 0,150 mCoef. de escurrimiento (C) = 0,900 TR=10 años

tc = 3,989 x L0,77 x S-0,385 =

4,59 minutos

tc = 22,73 x (1,10-C) x L0,55 x S-0,33 =

8,04 minutos

Es una variante de la fórmula anteriortc = 57 x L1,155 x H-0,385 =

4,59 minutos



Tormenta de diseño

métodos con la utilización de la relación I - D - Fmétodo del bloque alternoParámetros de la curva I-D-F A = 1639,9 B = 14,681

c = 0,7193

Duración(min)

Intensidad(mm/h)

Precip. Acum.(mm)

Precip. increm.(mm)

Tiempo(min)

Precipitación(mm)

3

6

9

12

15

207,73

185,58

168,35

154,51

143,11

10,39

18,56

25,25

30,90

35,78

10,39

8,17

6,69

5,65

4,88

0 3

3 6

6 9

9 12

12 15

5,7

8,2

10,4

6,7

4,9

Hietograma de Diseño Tr=10 años

3

5,7

-1,0

5,0

11,0

1,0

7,0

13,0

3,0

9,0

15,0

6

8,2

9

10,4

12

00,000

0,020

0,040

0,060

0,080

0,100

0,120

0,140

3 6 9 12 15 18 21 24

6,7

15

4,9

Tiempo (min)

Tiempo (min)

C a u d a l ( m 3 / s )

P r e c i p i t a c i ó n ( m m )

Hidrogramas

Superficie 3600 m2C = 0,505

Situación actual o antecedente Hidrograma Antecedente

t (min)

0

36

9

1215

18

caudal (m3/s)

0,000

0,0570,083

0,105

0,0680,049

0,000



00,000

0,020

0,040

0,060

0,080

0,100

0,120

0,140

3 6 9 12 15 18 21 24

Tiempo (min)

C a u d a l ( m 3 / s )

Hidrograma Antecedente



Situación futura con pavimento permeable

Situación futura con pavimento drenante

t (min)

t (min)

0

0

3

3

6

6

9

9

12

12

15

15

18

18

caudal (m3/s)

caudal (m3/s)

0,000

0,000

0,061

0,045

0,088

0,065

0,112

0,083

0,072

0,054

0,053

0,039

0,000

0,000

Funcionamiento Hidrológico – HidráulicoEn función de las características propias de porosidad y permeabilidad el fun-cionamiento de este tipo de pavimento se puede asemejar a un elemento deretención o retardador de escurrimiento. Lo que se buscó entonces, estimar es

el caudal de salida para una intensidad de precipitación determinada. Para lo-grar nuestro propósito a partir de las curvas I-D-F y mediante el método de los

bloques alternos se determinó el hidrograma de entrada y con éste y aplican-do el método de Runge Kutta se calculó el hidrograma amortiguado de salida.Este caudal de salida se lo calcula en función del diámetro del conducto ( caño)utilizado para el drenaje del pavimento, en nuestro caso el adoptado fue 0,040metros en una cantidad de 12 (doce) por ser esta cantidad submúltiplo de la lon-gitud de la calle y múltiplo de la distancia entre juntas usualmente adoptadas.



Hidrogramas antecedente, futuro e hidrograma futuro amortiguado

Hidrogramas: antecedente, futuro y amortiguado

Superficie en planta de almacenamiento: 72 m2

Diámetro = 0,040 mCant= 12

Q salida(m3/s)

0,000

0,009

0,017

0,023

0,027

0,029

0,0280,026

0,023

0,021

Profundidad(m)

0

0,04

0,15

0,28

0,39

0,44

0,410,35

0,29

0,23

Q entrada(m3/s)

0,000

0,045

0,065

0,083

0,054

0,039

0,0000,000

0,000

0,000

Q anteceden.(m3/s)

0,000

0,057

0,083

0,105

0,068

0,049

0,0000,000

0,000

0,000

Tiempo(min)

0

3

6

9

12

15

1821

24

27

0

0,02

0,05

0,08

0,00

0,03

0,06

0,09

0,01

0,04

0,07

0,10

0,11

0,12

3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 54

Tiempo (min)

Q sin amortiguar

Q amortiguado

Q antecedente

C a u d a l e s ( m 3 / s )



h

0,18m

0,85m

0,26m

0,15m

1,00m

0,44m

Interpretación de los resultados obtenidosPara poder interpretar los resultados debemos hacer unas consideraciones pre-vias acerca de los datos y “modelo” utilizado para la estimación del hidrogramaamortiguado y la lámina de agua acumulada (reservorio).

La porosidad de este tipo de pavimento, de acuerdo a la información existente,

es del 22%. Se adoptó un 15% (por seguridad por presencia de finos) de lo queresulta que el área porosa del pavimento correspondiente a una cuadra es de 72m2 de acuerdo al siguiente detalle:Superficie de calzada analizada: 4,00 m de ancho x 120,00 m de largo = 480 m2

Porcentaje de porosidad estimada: 15% > 480,00 m2 x 15% = 72,00 m2

La altura de la lámina se la considera a partir de la base del pavimento.

Volumen de la lámina obtenido a partir de la propagación del hidrograma (V1)

V1 = 0,15 m x (altura – espesor) m x 1 m

V1 = 0,15 m x (0,44 – 0,18) m x 1 m = 0,039 m3

Volumen de la lámina sobre la superficie del pavimento (V2)

V2 = 1 m x (altura h) m x 1 m

V1 = V2 > 0,039 m3 = 1 m x (altura h) m x 1 m > altura h = 0,039 m

Esquema aclaratorio del “modelo ideal del reservorio” adoptado



Esquema del paquete estructural propuesto

Nivel de Vereda

Cordón de Hº

Caño de Descargaø= 0,04m

Caño Colector

Base

Pavimento Drenante (esp= 0,18m)

Subrasante (suelo natural compactado)

Conclusiones:

Mediante este trabajo se presenta una alternativa para el diseño de pavimentospara calzadas de uso vehicular del tipo residencial, que permita mitigar conside-rablemente los efectos nocivos producidos por la acumulación de agua de lluviacaída en precipitaciones intensas, utilizándose como paquete estructural de lacalzada un pavimento del tipo drenante que conforma un sistema que permiterecibir, acumular y evacuar convenientemente el agua de lluvia, asegurando deesta manera la transitabilidad vehicular y peatonal al disminuir la posibilidad de

producirse el anegamiento de calles y veredas.

Analizando los valores obtenidos se puede apreciar que la altura máxima de lá-mina acumulada en la superficie del pavimento para las condiciones propuestases de 0,04 m que si bien sería molesto para los peatones y conductores al sermínima esta altura permite desarrollar con total normalidad las actividades eco-nómicas que son las que se ven demoradas, reducidas o suspendidas durante eltiempo que se producen anegamientos en las ciudades, además esta lámina esmucho menor de la que actualmente se genera los días de lluvias en cualquier

calzada de nuestra ciudad o muchas del mundo.Con la aplicación de esta medida estructural se logra un manejo y control ade-cuado del agua excedente con reducción del impacto hidrológico.

Para completar este trabajo sería necesario desarrollar un estudio económicoprofundo donde no sólo se evalúen los costos de la construcción de las distintasalternativas planteadas y/o existentes sino que además habría que considerarotros aspectos como por ejemplo las pérdidas económicas que se producen alverse afectadas las distintas actividades económicas o los costos sociales que

demandan un anegamiento de la ciudad y que se encuentran fuera del alcancede nuestros conocimientos.



Recomendaciones:

Animarse a implementar soluciones alternativas e innovadoras para los diferen-tes problemas que se le presentan al ingeniero en el ejercicio de su profesión,evaluando la más conveniente con criterio ingenieril cubriendo el aspecto técni-co aunque la solución no sea la más económica.

Bibliografía:

Chow, V.T., Maidment, D. & Mays, L. 1994. Hidrología aplicada. Santafe de Bogotá: Mc Graw-Hill. 584p.

Tucci, Porto, De Barros. 1995. Drenagem Urbana. Editora da Universidade RGS, Porto Alegre, Río Gran- de do Sul, Brasil.

Garber & Hoels. 2005. Ingeniería de Tránsito y Carreteras. EE.UU.: Thomson

Ruberto, Depettris, Pilar y Otros .2006. Impacto hidrológico por incremento de las áreas impermeablesen cuencas urbanas. Publicación SGCyT –UNNE

Report IPRF-01-G-002-021(G) - 2005 - Stabilized and DrainableBase for Rigid Pavement- Fundación deInvestigaciones de Pavimentos Innovadores.

Centro de Investigación Elpidio Sánchez Marcos – 1997. Mezclas Drenantes (Publicación Nº 4) – Madrid.España.

www.ecocreto.com – 2006 - Pavimento Drenante. Descripción.

Fernández; Rivera; Montt - Centro de Aguas Urbanas. Dpto. De Ingeniería Hidráulica y Ambiental – 2003

– Uso de pavimentos permeables. Pontificia Universidad Católica de Chile.





Fundamentación:

Actualmente el sistema de desagües pluviales del Campus Resistencia de la

U.N.N.E. presenta algunas deficiencias en cuanto a la evacuación de las aguas delluvia. Algunas de ellas tienen su origen en problemas detectados en el interiordel Campus y otras fuera del mismo por incapacidad del transporte hasta elcolector principal.Los motivos de estas deficiencias serán analizados en este Trabajo, como tam-

bién posibles soluciones que contemplen los aspectos: técnico, económico y eco-lógico.Con respecto al aspecto técnico, se buscara proponer algún sistema retardadorcon el fin de aportar al colector principal un volumen de agua menor al actual en

los primeros minutos de precipitación. Se estudiará la factibilidad de trincherasdrenantes, reservorios, etc.En lo económico, se hará un somero análisis de cada propuesta a fin de su pos-terior estudio por parte de las autoridades del Campus, si fuera de su interés.En cuanto a lo ecológico, se considerará la necesidad de preservar en su totali-dad el número actual de especies arbóreas y, además, aumentar el mismo con elobjeto de disminuir la posibilidad de escorrentía en forma inmediata.

Fuentes de Información:Dirección de Campus:

Departamento de Hidráulica:

Además:

“Análisis del Sistema de DesagüesPluviales del Campus Resistencia de la U.N.N.E.”

Shneider Alberto, Fabre Viviana, Nuñez Daniel

Entrevista a profesionales de la DirecciónPlanos y croquis

Informe Preliminar Sistema de Desagües Pluviales de la UNNE (Campus Resistencia)Estudio de los desagües pluviales del Sector Sur de Resistencia (CFI – AFIN)

Entrevista con profesionales de la Municipalidad de la ciudad de Resistencia.

Entrevista con profesionales de la Dirección Provincial de Vialidad.



Objetivos del Trabajo:

Definir una propuesta de optimización del actual Sistema de Desagües Pluvia-les del Campus de la U.N.N.E. en la ciudad de Resistencia. Dicha propuesta deoptimización deberá contemplar y verificar, fundamentalmente, tres aspectosprincipales:

Metodología:

Se planteará el trabajo siguiendo las siguientes etapas metodológicas:

1.Definición del diagnóstico de la situación actual

2.Análisis uso del suelo

3.Aplicar Método Racional

4.Análisis de resultados

5.Redacción Conclusiones y Recomendaciones

Aplicación de la Metodología:

TécnicoEconómicoImpacto ecológico

Diagnóstico de la situación actual

El Sistema Colector del Campus de la U.N.N.E. se compone de dos colectoresextendidos en la toda la superficie intramuros.

Colector 1:Se inicia sobre el límite del Club Universitario (C.U.N.E.), junto al alambrado pe-rimetral, frente a las canchas de tennis y recorre esa zona del Campus, siemprecontiguo al alambrado, hacia la Av. Castelli. Al alcanzar el muro que se recuestasobre la misma avenida, lo recorre a cierta distancia hasta llegar a unos metrospróximos a la esquina con Av. Las Heras. Allí el colector sale a la vereda conec-tándose con un sumidero como se observa en el plano presentado en el Anexo.La zona de captación de este ramal está comprendida por el C.U.N.E., Facultadde Ciencias Económicas, Aula Magna y Facultad de Arquitectura. Este colector secompone de un ramal principal sobre el que se ubican 19 cámaras y 7 sumiderosmás que aportan al principal por un conducto de conexión.



Colector 2:Inicia su recorrido frente a Ciencias Económicas y a las canchas de tennis delClub. Recorre veredas y parquizado frente a la Facultad mencionada, el Institu-to de Medicina Regional, el Centro de Geociencias, playa de estacionamiento yzona verde frente a la Facultad de Ingeniería, hasta llegar al portón de ingresoen Av. Las Heras. Continua junto al muro hasta pocos metros antes de llegar a

la esquina donde pasa a la vereda y se conecta con un sumidero. El colector estácompuesto por 20 cámaras sobre el ramal principal y 6 más que aportan a él.

En la Figura 1 se presenta el plano del Campus y la ubicación de ambos colecto-res, indicando cámaras y conductos de conexión.

Av. Las Heras

A v .

C a s t e l l i

F a c .

A r q u

i t e c t u r a

F a c .

I n g e n i e r í a

F a c .

H u m a n i d a d e s

i n g r e s o F a c .

C .

E c o n o m i c a s

Playa

Mupune

Campus

DptoHidráulica

C o m e d o r

U n i v e r s i t a r i o

B i b l i o t e c a

Fac.C. Econo-

micas

Est. Meteorológica

E n t r a d a V e h i c u l a r

1

2

3

4

5 6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

1617181920

22

22

19

18

17

16

15

14

13

12

11

10

9

8

76 5 4

3

2

1

Referencias

Cámara del sistema colector 1

Cámara del sistema colector 2

Cámara de aporte a los siste-mas colectores

Sumidero existente en Av. Cas-telli aporte sist. colector 1

Sumidero existente en Av. LasHeras aporte sist. colector 2



Acumulación de residuos (hojas y ramas, sedimentos, papeles, plásticos)(Figura 2)

Nivel de sumideros a igual cota que la calle interna o algo mayor (Figura 3)

Zonas anegadas en oportunidad de lluvias de alta intensidad (Sistema Colec-tor 2, zona verde frente a Facultad Ingeniería y salida a Av. Las Heras).(Figura 4)

Zona anegada frente a Instituto de Medicina Regional por cierre conductoexistente (Sistema Colector 1) (Figura 5)

Falta de mantenimiento: retiro de residuos y sedimentos, rotura de elemen-tos, rejas descalzadas (Figura 6)

A partir de una minuciosa recorrida por el Campus, siguiendo el recorrido deambos colectores y provistos de los planos existentes, se ha llegado a identificarlas siguientes deficiencias:

Todas estas deficiencias pueden ser observadas en las figuras que se presentana continuación.

Figura 2

Figura 4

Figura 3

Figura 5



Análisis del Uso del suelo

Cuadro de distribución actual de áreas:

% Parcial

56.83

43.17100.00

Parcial

52504.00

39871.0092375.00

Nºorden

123

456

Superficie (m2)

29240.005554.002100.00

15610.002354.0037517.0092375.0037625.00130000.00

Ocupación y uso del suelo

Edificación (techos)Patios embaldosados

Playas estación. Pavimentadas

Calles internas pavimentadasPatios de tierra

Zona verdeTotal Campus

Club CUNETotal predio

%

31.656.012.24

16.92.5540.62100.00

Figura 6

Suponemos que la superficie edificada crecerá en aproximadamente un 5% enlos próximos 10 años, es decir que aumentamos la impermeabilización en elmismo porcentaje y adoptamos estos valores modificados para el desarrollo denuestro trabajo:

Área impermeable modificada = 0.5683 * 1.05 = 0.5967Área permeable modificada = (1 – 0.5967) = 0.4033



Cuadro de distribución de áreas modificadas con + 5% de áreas impermeables

% Parcial

59.67

40.33100.00

Parcial

55124.00

37251.0092375.00

Nºorden

1

23456

Superficie (m2)

30702.00

5831.002201.0016390.002201.0035050.0092375.0037625.00130000.00

Ocupación y uso del suelo

Edificación (techos)

Patios embaldosadosPlayas estación. PavimentadasCalles internas pavimentadas

Patios de tierraZona verde

Total CampusClub CUNE

Total predio

%

33.24

6.312.3817.742.3837.95100.00

Cálculo de las áreas de la cuenca (A)

Se divide a la cuenca en cuatro triángulos, diagonales a un rectángulo, dos deellos completos y a los otros dos se le resta una porción de terreno corres-pondiente al Club CUNE. El área de cada triángulo se divide por la cantidad decámaras de desagüe obteniendo así el área de aporte y como consecuencia un

porcentaje de caudal promedio para cada cámara. Luego, se procederá a acumu-lar los tramos entre cámaras, dimensionando con estos caudales el diámetro delas cañerías o sección de conducto interno del Campus.

Superficie total del Campus (rectángulo) =

Superficie áreas triangulares=

Superficie triángulo 1=

Superficie triángulo 2=

Verificación:

Área total cuenca= 92375m2

En el Anexo puede observarse el croquis mencionado

(385*250) + 521 = 96771m2

=24192.75m2

24192.75 - 1300= 22892.75m2

24192.75 - 3096= 21096.75m2

(2*24192.75+22892.75+21096.75)= 92375m2

4

96771m2



Cálculo del coeficiente de escorrentía pondeado C

Cuadro de coeficientes de escorrentía para distintas frecuencias “Tr”

Donde:Q: caudal (m3/seg)0.00277: coeficiente de unidadesI: intensidad de precipitación (mm/h)C: coeficiente de escorrentíaA: área de la cuenca (ha)Además, durante el desarrollo del método calcularemos todos los coeficientes,las intensidades de precipitación y tiempo de concentración de la cuenca, paralos periodos de retorno o frecuencia (Tr) de 2, 5 y 10 años, haciendo compara-ciones entre ellos.

El caudal de entrada al sistema es :

La relación entre el caudal pico y el de entrada es el coeficiente de escorrentía C.En áreas urbanas, la cuenca tiene subáreas de distintas características de dre-naje y por lo tanto requieren de un análisis compuesto. Si las áreas de las sub-cuencas se denominan como A j, que comprenden coeficientes de escorrentía C j,el caudal pico se calcula como:

siendo 1< j < m

Aplicación del Método Racional

Q= 0.00277*C*I*A

Q e= i*A

Q e= i*( C j *A j ) ∑

Nº

Total

Coeficiente de Escorrentía

1

2 40,33

100

0,081

0,528

0,528

0,20 0,25 0,101

0,578

0,578

0,113

0,608

0,608

0,28

%Área

(m2)

59,67 0,75 0,448 0,80 0,4950,830,477

C

2 años

Prod.

2 años

C

5 años

Prod.

5 años

C

10 años

Prod.

10 años

Ocupación y uso

del sueloEdificios +

Patios embaldosados +Playas de estac. pavim. +Calles internas pavim.

Zona verde + Patiosde tierra



Cálculo del tiempo de concentración de la cuenca (tc) para Tr = 2 años

Donde:t0: tiempo de escurrimiento desde el punto hidráulicamente más alejado hastala entrada al conducto.tf : tiempo de flujo, en los conductos ubicados aguas arriba del punto de salida

Fórmula de Kirpich:

Fórmula de Onda Cinemática:

Según Kirpich:

Cálculo del tiempo de concentración t0

( = =

=

0.87*L 3 (km)

441*[L(km)*n]

H(m)

S 0.3 (m/m)*I 0.4(m/h)

) t 0 (horas)

t 0

t 0 (min) = 4,49

t 0 (min) = 11,01

0.385

0.6

tc= t 0 +t f

Según Método Onda Cinemática:

Cálculo del tiempo de flujo tf

= L i V i

t f Para 1 < i < n

Donde:

L: longitud de conducto a lo largo de la trayectoria del flujoV: velocidad del flujo en el conducto

tf

(min)tf

(s)V

(m/s)S^0,5(m/m)

Rh^0,67(m)

1/nø(m)

0,1100,150

0,200

0,250

76,9276,92

76,92

76,92

0,0900,111

0,134

0,156

0,03160,0316

0,0316

0,0316

0,2190,270

0,327

0,380

365,30296,30

244,65

210,53

6,094,94

4,08

3,51



Según Kirpich:

t 0 (min) = 4,49

t 0 (min) = 9,15


Caudal para una hectárea

Caudal por sector de área y por cámara

Q 1HA = 0.00277*0.528*99.85*1 = 0.146m3 /s

Colector 1nº cam

-

1 a 8

9 a 22

-

1 a 22

nº cam

4 a 10

1 a 3

-

11 a 20

1 a 20

cant

-

8

14

-

22

cant

7

3

-

10

20

Colector 2Sector

1

2

3

4

Total

Super. (Ha)

2,29

2,11

2,42

2,42

9,24

Q 1HA

(m3/s)

0,146

0,146

0,146

0,146

Qa(m3/s)

0,048

0,028

0,025

0,036

TotalCámara

7

11

14

10

42

Q (sector)(m3/s)

0,336

0,308

0,350

0,360

1,354



Q 1HA = 0.00277*0.578*132.80*1 = 0.213m3 /s


Colector 1nº cam

-

1 a 8

9 a 22

-

1 a 22

nº cam

4 a 10

1 a 3

-

11 a 20

1 a 20

cant

-

8

14

-

22

cant

7

3

-

10

20

Colector 2Sector

1

2

3

4

Total

Super. (Ha)

2,29

2,11

2,42

2,42

9,24

Q 1HA

(m3/s)

0,213

0,213

0,213

0,213

Qa(m3/s)

0,070

0,041

0,037

0,052

TotalCámara

7

11

14

10

42

Q (sector)(m3/s)

0,490

0,451

0,518

0,520

1,979




Según Kirpich:

t 0 (min) = 4,49

t 0 (min) = 8,43



Q 1HA = 0.00277*0.608*150.86*1 = 0.254m3 /s


Colector 1nº cam

-

1 a 8

9 a 22

-

1 a 22

nº cam

4 a 10

1 a 3

-

11 a 20

1 a 20

cant

-

8

14

-

22

cant

7

3

-

10

20

Colector 2Sector

1

2

3

4Total

Super. (Ha)

2,29

2,11

2,42

2,429,24

Q 1HA

(m3/s)

0,254

0,254

0,254

0,254

Qa(m3/s)

0,084

0,049

0,044

0,062

TotalCámara

7

11

14

10

42

Q (sector)(m3/s)

0,588

0,539

0,616

0,6202,363

Presentación de Resultados:

Verificación de secciones de los conductos intramuros

En la primer etapa de trabajo se realizó un relevamiento visual y fotográfico delos dos sistemas colectores, tomándose nota de las deficiencias de ambos (verfotos).Se realizó luego un cálculo hidráulico teórico considerando diámetros y seccio-nes circulares. En este caso el área de aporte a cada cámara se consideró como lasuperficie del sector dividida el número de cámaras, para cada sector, y luego seimputó esa área a cada tramo entre cámaras para posteriormente acumularlos.

Se plantean ahora tres alternativas de verificación:



Alternativa 1

Determinar la capacidad del sistema colector para la tormenta de diseño

En esta segunda etapa de verificación in situ se midieron las dimensiones de losdiámetros y se calculó su caudal. En esta oportunidad el cálculo hidráulico se

repitió respetando estas dimensiones y considerando a las áreas de aporte delsector dividido el número de tramos de cada colector para cada sector, luego seacumularon los caudales. Éstos fueron calculados para tiempos de recurrenciade 2, 5 y 10 años y utilizando las curvas I-D-F de la ciudad de Resistencia obteni-das por aplicación del Programa AFMULTI. Posteriormente se recurrió a la com-paración entre los caudales que necesariamente se necesita evacuar en cada unode los tres casos y aquellos que evacuan los conductos actualmente existentes.

Caudal(5*6)(m3/s)

Caudal Nec.p/Tr=10A

m3/s

Caudal Nec.p/Tr=5A

m3/s

Caudal Nec.p/Tr=2A

m3/s

Caudal dedesagüem3/seg

DiámetroActual

m

Colector 1:Tramos

nº

123

45678910

121314

161718

0,4000,4000,400

0,4000,4000,4000,4000,6000,6000,600

0,6000,6000,600

0,8000,8000,800

0,0800,0800,080

0,0800,0800,0800,0800,2360,2360,236

0,2360,2360,236

0,5090,5090,509

0,0310,0620,093

0,1240,1550,1860,2170,2560,2950,335

0,3740,4130,452

0,4910,5300,569

0,0450,0900,135

0,1800,2250,2700,3150,3720,4290,486

0,5430,6000,657

0,7140,7710,828

0,0540,1080,162

0,2160,2700,3240,3780,4460,5140,582

0,6500,7180,786

0,8540,9220,990

7654321

Secc.(3,14*R^2)

(m2)

Veloc.(2*3*4)(m/s)

i^0,5(i=1,5‰)(m/m)

Rh^0,67(Rh=ø/4)

(m)

1/n(n=0,013)

ø(m)

0,4000,600

0,800

1,000

1,200

76,9276,92

76,92

76,92

76,92

0,21380,2805

0,3402

0,3950

0,4463

0,03870,0387

0,0387

0,0387

0,0387

0,6370,836

1,013

1,177

1,330

0,12570,2827

0,5027

0,7854

1,1310

0,0800,236

0,509

0,924

1,504

Caudales de Desagües de Caños Circulares de Hormigón

Cuadro comparativo de caudales de desag. pluv. exist. (tramos de Colector 1)con Caudales necesarios de acuerdo a torm. s/ Curvas I-D-F, P/Tr=2,5 y 10 años



Caudal Nec.p/Tr=10A

m3/s

Caudal Nec.p/Tr=5A

m3/s

Caudal Nec.p/Tr=2A

m3/s

Caudal dedesagüem3/seg

DiámetroActual

m

Colector 2:Tramos

nº

12345678910

12

11

13141516171819

0,4000,4000,4000,4000,4000,6000,6000,6000,6000,600

0,600

0,600

0,6000,6000,6000,8000,8000,8000,800

0,0800,0800,0800,0800,0800,2360,2360,2360,2360,236

0,236

0,236

0,2360,2360,2360,5090,5090,5090,509

0,0310,0620,0930,1490,2050,2610,3170,3730,4290,464

0,534

0,499

0,5690,6040,6390,6740,7090,7440,779

0,0450,0900,1350,2160,2970,3780,4590,5400,6210,672

0,774

0,723

0,8250,8760,9270,9781,0291,0801,131

0,0540,1080,1620,2590,3560,4530,5500,6470,7440,805

0,927

0,866

0,9881.0491,1101,1711,2321,2931,354

Cuadro comparativo de caudales de desag. pluv. exist. (tramos de Colector 2)con Caudales necesarios de acuerdo a torm. s/ Curvas I-D-F, P/Tr=2,5 y 10 años

En los dos cuadros aparecen sombreados aquellos tramos en los que la secciónactual no verifica.

Alternativa 2

Determinar hasta qué intensidad de precipitación el sistema colector delCampus funciona óptimamente

De acuerdo a la cantidad de tramos de diámetros 400 mm, 600 mm y 800 mm,se determinó el caudal a evacuar y se despejó de la fórmula de caudal dada porel Método Racional el valor de Intensidad de precipitación en mm/h, resultan-do igual a 60 mm/h aproximadamente. Por lo tanto, el actual sistema colectorpuede trabajar correctamente hasta precipitaciones de aproximadamente esaintensidad.



Alternativa 3

Comparar la tormenta de diseño calculada con la tormenta del día 02/03/07

El evento del día mencionado permitió observar el funcionamiento del sistemacolector frente a una tormenta cuya máxima intensidad en una hora fue de 42

mm (Estación Laguna Los Lirios, desde la hora 7 a la hora 8). Las fotos anexadasmuestran la situación en el Campus a las 8:30 hs. aproximadamente.

Según Curvas I – D – F de la ciudad de Resistencia la intensidad de precipitaciónpara un tc = 1 hora:

I 2 años = 53 mm/h

I 5 años = 67 mm/h

I 10 años = 74 mm/h

Verificación conducto colector calle San Lorenzo

Estos resultados permiten afirmar que las verificaciones realizadas para la tor-menta de diseño parten de peores condiciones que las correspondientes al even-to ya enunciado.

Algunos datos técnicos extraídos del Estudio de los desagües pluviales del sec-tor sur de la ciudad de Resistencia:

Q = 18.69 m3/seg (Método Racional)Vel. mín autolimp. = 0.90 m/segTormenta de diseño: 04/03/95pte. = 0.0089 m/mh = 1.31 mb = 2.40 mQ salida conducto San Lorenzo al Canal Colector Sur = 18.50 m3/seg

Como lo observa el Estudio de los desagües pluviales del sector sur de la ciudadde Resistencia, la densidad de los conductos de desagües que aportan al CanalColector Sur, al que descarga el conducto colector de la calle San Lorenzo, noes constante en toda la longitud del canal. En sus primeros 3000 m (entre lascalles Fray Bertaca y Roque Sáenz Peña) la densidad es mayor; luego disminuyehacia aguas abajo, ubicándose en los últimos 7000 metros de recorrido, solo 10conductos. El Estudio mencionado vincula este dato a la existencia de grandesgrupos de viviendas o barrios en la zona Oeste de la ciudad que influyeron enel proyecto del sistema de desagües de Resistencia. Posteriormente, el aumentode la urbanización en zonas como por ejemplo el Ex – Aeroclub de la ciudad,

modifica y aumenta las condiciones de aporte a los colectores, en particularal colector de la calle San Lorenzo. De allí la insuficiente reacción del sistemacolector municipal ante eventos de cierta intensidad, como por ejemplo el ocu-rrido el pasado 02/03/07 registrado en las fotos anexas.



Esto se ve agravado por las condiciones de descarga de los conductos al CanalColector Sur con cota de desagüe por debajo de la cota de solera del canal decreciente. En ocasiones de tormentas importantes los tirantes de agua en lashoras pico de creciente llegan a 2 m en promedio, en esos casos la salida de losconductos queda completamente sumergida (0.60 m hasta 1.20 m por encimadel intradós de los mismos). Se produce entonces un efecto de influencia nega-

tiva hacia aguas arriba que provoca el mal funcionamiento de sumideros y detodo el sistema colector en general por colmatación de los mismos.


Red municipal

Intramuros

En este trabajo quedan registrados los problemas de anegamiento total sufridosel pasado 02 de marzo de 2007 en algunos puntos de la cuenca que aporta al

colector de la calle San Lorenzo, siendo esta precipitación de menor intensidada las calculadas para cada tiempo de recurrrencia planteado. Queda en evidenciala necesidad de proyectar y construir nuevos colectores que reciban el aportede esta zona de la ciudad que ha crecido en urbanización sin redimensionar susistema colector de agua a derivar al Canal Colector Sur.

Actualización de los planos del Campus: los existentes no están actualizadosya que no se han agregado con el transcurso del tiempo superficies construidas

e impermeabilizadas (playas de estacionamientos, veredas, etc.).

Limpieza y mantenimiento de sumideros y conductos: si bien puede pensarseque la basura retenida en rejas de sumideros y el material depositado en losconductos actúan como “retardadores naturales” del caudal aportado a los dossistemas colectores, se considera a esta situación como una condición de escasocontrol, pues ante la variabilidad de volumen de los elementos obstructores nosería posible una exacta estimación de caudales retenidos y aportados al siste-ma. Se propone entonces el trabajo de ambos colectores libres de basura de nin-gún tipo con colocación de mallas metálicas en las rejas de acceso a sumideros.Esto no impide el paso de material fino pero sí facilita el trabajo de retiro de

basura de las rejas e impide el ingreso de elementos de diferentes dimensiones.Siguiendo pautas estrictas de limpieza y mantenimiento, la circulación vehiculary peatonal por calles y veredas del Campus respectivamente estaría garantizadasi las intensidades de las lluvias no superan los 60 mm/h aproximadamente.

Aumento de sección en colectores existentes o construcción de nuevos ra-males: esto podría realizarse en aquellos tramos que no verifican el caudal dela tormenta de diseño y que aparecen sombreados en los cuadros del punto 6.

A nuestro criterio esta solución sería efectiva si se materializan las mejoras ne-cesarias para resolver el problema de los desagües del sector sur, más específi-camente: ampliación de la sección de los conductos o ejecución de otro paraleloal existente en la calle San Lorenzo según el cálculo correspondiente a la cuenca



actualizada en cuanto a aportes. Otro punto a resolver será la puesta en funcio-namiento del sistema electromecánico y bombas del lago compensador ubicadoen Puerto Vilelas. De no ser así, el efecto beneficioso de esta solución propuestase vería disminuido y hasta anulado. Hasta tanto esto ocurra, deberá entenderseque la incidencia del anegamiento del predio no implica pérdidas monetarias,pero sí la imposibilidad de circulación y el riesgo de accidentes. Trabajando así

en ocasiones de tormentas, funcionaría como un retardador en zonas bajas delpredio. Se debe aclarar que prácticamente en 70 minutos después de la finaliza-ción de la precipitación, el sistema se normaliza.

Colocación de canaletas, trincheras drenantes y aumento de especies arbó-reas: estas medidas atenuantes podrían aplicarse, pero el mismo criterio expli-cado en el título anterior rige en estos casos. Por este motivo estas alternativasoriginalmente propuestas en el punto 3. Objetivos del trabajo, no han sido ana-lizadas en detalle.

Continuación del estudio: se propone dar continuidad a este trabajo con ve-rificaciones in situ de alturas de agua acumulada, descenso de niveles en lossumideros en función del tiempo, cálculo y análisis para diferentes situacionesde la respuesta del sistema colector predimensionado, etc.

Bibliografía:

Chow, V.T., Maidment, D. y Mays, L. 1994. Hidrología Aplicada. Santa Fé de Bogatá: Mc Graw – Hill. 584 p.

Orsolini, Zimmermann y Basile. 2000. Hidrología: Procesos y Métodos. Rosario, Santa Fé: Editora de laUniversidad Nacional de Rosario.

Convenio AFIN – CFI. 1995. Estudio de los desagües pluviales del Sector Sur de Resistencia. Resistencia,Chaco: Depto de Hidráulica. Facultad de Ingeniería. U.N.N.E.

Ing. Paola Bianucci. 2003. Sistema de Desagües Pluviales de la UNNE (Campus Resistencia) – InformePreliminar. Resistencia, Chaco: Depto de Hidráulica. Facultad de Ingeniería. U.N.N.E.





Fundamentos:

El presente trabajo se funda en el hecho de que, con motivo de la instalación

de emprendimientos en el predio del Parque Industrial de Puerto Tirol, algunode ellos de gran envergadura, sumado a la existencia de un proyecto vial depavimentación próximo a su ejecución, generaría un cambio radical en la imper-meabilidad de la zona y en la capacidad futura del sistema de drenaje.

Introducción:

Ubicación General

El Parque Industrial de Puerto Tirol, perteneciente al Departamentos Libertad,provincia del Chaco, se ubica sobre la Ruta Nacional N°16 a la altura del km24,645 y se halla distante 23km del puerto de Barranqueras, 19km del aero-

puerto de Resistencia y 17km del ferrocarril Belgrano Cargas, lo cual puedeapreciarse en la figura 1.

Objetivos:

Se pretende analizar: 1) el sistema actual de desagüe pluvial (oferta actual) delParque Industrial de Puerto Tirol en una situación actual y futura (demanda ac-tual y futura), con ocupación íntegra de las parcelas y con proyecto vial (lo cualoriginaría un incremento en la impermeabilidad del suelo); 2) plantear comosituación de borde los niveles del río Negro para crecidas de 2 y 10 años de recu-rrencia, en correspondencia con la desembocadura del canal colector, determi-nando así las cotas a las cuales llegarían los niveles del río Negro y compararloscon las cotas del canal y del predio del Parque Industrial; 3) la influencia delincremento del caudal de aporte del estero Guazú al canal colector Este, en lasección de cruce sobre la Ruta Nacional Nº 16 en la situación futura, al ejecutar-se el tercer tramo de autovía, donde se ha previsto una ampliación de la sección

del alcantarillado en dicho cruce.

“Análisis del sistema de desagües pluviales del ParqueIndustrial de Puerto Tirol”

Pablo Sandoval, Marcelo Feininger, Evangelina Pedrazzoli



Figura 1: Plano de ubicación general

Constituye un centro de concentración industrial donde se instalan emprendi-mientos dedicados a la transformación de la materia prima en productos ela-

borados.

Posee una superficie de 61ha y cuenta con la siguiente infraestructura: energíaeléctrica en media y baja tensión, agua industrial de perforación, agua potablede red y caminos internos consolidados. En la figura 2, de ubicación general, se

representan los elementos característicos que se mencionarán en el trabajo.

Figura 2



La situación actual, sin proyecto vial, consiste en calles enripiadas existentes yotras de tierra a enripiarse, con desagüe a cielo abierto por cunetas laterales, cu-yos receptores son dos canales exteriores al Parque Industrial (canal Este y canalSur), que a su vez desaguan en forma conjunta en un punto, iniciándose a partirde allí otro canal de mayor sección cuyo receptor final es el río Negro.

Actualmente existen dentro del predio del Parque Industrial cinco parcelas ocupa-das con sus respectivos emprendimientos, y otro en ejecución y de gran envergadu-ra, denominado Hilandería Santana. Lo anterior puede observarse en la figura 3.

La situación futura, con proyecto vial, considera todas las parcelas ocupadas porlos distintos emprendimientos previstos y con todas las calles pavimentadas. Loanterior puede observarse en la figura 4 de situación con proyecto.

Figura 3

Figura 4: Situación con Proyecto



Proyecto vial

El proyecto vial consiste básicamente en la pavimentación de calzadas y la ade-cuación planialtimétrica que contemplaría el aspecto hidráulico para el manejode los excedentes pluviales.

Tiene como objeto el mejoramiento del nivel de servicio vial para el tránsitovehicular dentro del Parque Industrial. Se trata de una obra donde se emplaza-rían tres sectores con flujos vehiculares bien diferenciados. Por ello, el estudioy proyecto de la misma ha sido dividido en tres secciones: 1) intersección conRuta Nacional Nº 16, 2) acceso y playón y 3) calles internas.

Intersección: se desarrollaría en coincidencia con la Ruta Nacional Nº 16 y lle-varía las progresivas de esta última. El inicio de esta Sección sería coincidentecon la progresiva 24,432 y finalizaría en progresiva 24,864, con un desarrollode 432 metros.

Acceso y playón: formado por el acceso propiamente dicho, el cual conecta-ría la Ruta Nacional con la calle pública y el ingreso al Parque; luego seguiríael Playón o zona de fiscalización y maniobras vehicular, totalizando ambosuna longitud de emplazamiento de 180m.

Las calles internas han sido numeradas a efectos de su identificación. Las ca-lles nº 1, 2 y 3 han sido numeradas de Norte a Sur; donde las 1 y 3 tienen unalongitud de 800m y la 2 de 400m. Las calles Nº 4, 5 y 6, numeradas de Oestea Este, se hallan abiertas en 350m de longitud, previéndose prolongarlas concalzada enripiada 150m más hacia el Sur y así evacuar los desagües pluvialesen el canal Sur, mediante cunetas naturales emplazadas a ambos lados dedicha calle. La información correspondiente al proyecto ejecutivo está dispo-nible en la Dirección de Vialidad Provincial.

Materiales:

La existencia del Proyecto Vial del Parque Industrial permitió contar con sufi-cientes datos de importancia en este análisis. Se destacan los trabajos de nive-lación y definición de cotas de proyecto de la Dirección de Vialidad Provincial,la planimetría general, parcelamiento, dimensiones y posiciones de los distintosemprendimientos que se emplazarán en el Parque, del Ministerio de la Produc-ción del Chaco junto a la DVP. Y también información de la Administración Pro-vincial del Agua y del Departamento de Hidráulica de la Facultad de Ingenieríade la UNNE.



Metodología:

El trabajo consistió en evaluar la capacidad de escurrimiento de la cuenca deaporte del predio del Parque Industrial y la evaluación de los canales Este y Sur,en cuanto a su capacidad de captar y conducir estos volúmenes; que a su vezdesembocan en uno de mayor sección y que desagua al río Negro, 850m haciael Sur (ver figura 2).

Para esto se analizó el sentido de escurrimiento e identificó las diferentes áreasde aporte a los canales conductores, teniendo en cuenta la planialtimetría delproyecto vial, el parcelamiento de los diferentes lotes y como complemento serealizaron estudios topográficos adicionales a los existentes, los que en conjun-to permitieron identificar el sentido de escurrimiento y definir las microcuencasde aporte a los canales Este y Sur. Posteriormente se calcularon las áreas ocu-padas, de forma tal de conocer el grado de impermeabilidad de los diferenteslotes.

Luego mediante la Kirpich, se calculó el tiempo de concentración de la cuencaque permite adoptar la duración de la tormenta de diseño y con las curvas IDF,de obtuvieron las intensidades de precipitación para TR de 5 y 10 años.

Aplicando el Método Racional se obtuvieron valores de caudales para el dimen-sionado de los desagües pluviales del Parque; luego, con la ecuación de Chezy-Manning se determinó la capacidad de conducción del sistema superficial mayor,fijándose algunas restricciones al escurrimiento; luego mediante la planimetríaexistente se determinaron las diferentes áreas de aporte de las parcelas.

La capacidad de conducción de los canales de evacuación Este y Sur fueron cal-culadas de igual manera que el sistema mayor en el predio del Parque para dossituaciones: a) obstruidos (situación actual) y b) limpios.

Finalmente se consideraron dos situaciones de borde: 1) influencia de las máxi-mas crecientes del río Negro sobre el Parque Industrial, donde se analizó laposibilidad de drenaje del canal mayor hacia el río y sus niveles de crecida, encorrespondencia con la desembocadura del canal colector mayor, determinandoasí las cotas a las cuales llegarían los niveles del río y compararlas con las delcanal y del predio del Parque Industrial. Para ello, las mismas fueron interpo-ladas entre los datos correspondientes a niveles del río a la altura del puentede acceso a Puerto Tirol y del puente de RNNº11, para crecidas de 2 y 10 añosde recurrencia. 2) influencia del incremento del caudal de aporte del esteroGuazú al canal colector Este, debido al Proyecto Autovía RNNº16, como unasituación futura, al ejecutarse el tercer tramo de autovía (rotonda RNNº11 –acceso a Puerto Tirol), donde se ha previsto una ampliación de la sección delalcantarillado en dicho cruce.

Topografía y relevamiento del terreno

Gran parte del predio del Parque Industrial ha sido relevado por la DVP, a losque se agrega un relevamiento de actualización realizado en octubre de 2006 deun sector del mismo sin relevamiento.

La nivelación y los datos aportados por la DVP permitieron determinar el senti-do de escurrimiento de las diferentes áreas, que posteriormente sirvió de análi-sis en el estudio hidráulico.



Áreas de aporte

El canal integrador conduce los excedentes pluviales de los canales denomina-dos Este y Sur, perimetrales al Parque Industrial.

El canal Este recibe los aportes de la cuenca denominada estero Guazú, luego deatravesar la alcantarilla sobre Ruta Nacional Nº 16. Este canal también recibiráel pequeño aporte de dos microcuencas (urbanas) ubicadas aguas abajo de lamencionada alcantarilla, en el sector Nor - Este del Parque, una a través de lacuneta del lado izquierdo de la RNNº 16 y la otra a través de la cuneta del ladoizquierdo de la calle pública lindante al predio del Parque, luego de atravesaruna alcantarilla transversal a la misma.

El canal Sur, recibe el aporte de la cuenca denominada Oeste (rural), luego deatravesar la alcantarilla sobre el acceso pavimentado a Puerto Tirol; el mismorecibirá el aporte de cinco microcuencas que abarcan el resto del predio del Par-que (urbanas), a través de las cunetas de las calles identificadas como Nº 4, 5 ,6y el aporte superficial de la cuenca definida como Sur y de la ex Mides.

Alcantarilla transversal sobre RNNº 16: Tipo O – 41211 de la DNV, de dosluces de 2m de ancho cada una, altura de 1m, ubicada sobre la RNNº 16 antesdel acceso al Parque Industrial.

Alcantarilla sobre el canal Sur: Tipo O – 41211 de la DNV, de dos luces de 2m

de ancho cada una, altura de 1m, ubicada sobre la ruta de acceso a PuertoTirol.

Alcantarilla sobre canal Sur: Tipo O – 41211 de la DNV, de dos luces de 2m deancho cada una, altura de 1,80m, ubicada sobre calle pública, en la esquinasur – este del predio, sobre canal Sur.

Se aclara que para el diseño hidráulico se utilizaron cotas de proyecto, no lasnaturales del terreno, ya que se debe considerar que existen zonas que seránrellenadas, afectando así el sentido de escurrimiento natural.

Existen además, trabajos de cartografía realizados por la consultora Grimaux,en los cuales se determina la delimitación de cuencas de aporte rurales y ur-

banas que tienen influencia sobre los canales exteriores al predio del Parque,como lo es la subcuenca del estero Guazú, que utiliza la alcantarilla transversalsobre RNNº16, para trasvasar sus excedentes pluviales al canal Este. Tambiénfue utilizado el plano de curvas de nivel elaborado por la APA e información deimágenes satelitales obtenidas de Google Earth del año 2004.

La visita a la zona de proyecto incluyó el relevamiento de los canales de evacua-ción de excesos pluviales lindantes al Parque Industrial, para poder verificar suscorrespondientes conductancias; además de las dimensiones de las alcantarillasy su posición; este relevamiento proporciona a priori un estado de situaciónactual del alcantarillado para considerar si la adecuación actual es suficiente

o no de acuerdo con el requerimiento futuro de la cuenca del estero Guazú yde la cuenca Oeste, con el agregado del aporte pluvial de la cuenca del ParqueIndustrial.

La posición y características de las alcantarillas mencionadas son:



Denominación dela cuenca

Denominación dela cuenca

Cuadro 1: áreas de aporte al canal Este

Cuadro 2: áreas de aporte al canal Sur

Estero Guazú

Cuenca Oeste

Calle Nº5

Playón lado derecho

Ex Mides

Calle Nº6

Playón lado izquierdo

Calle Nº4

Sector Sur

Tipo deSistema

Tipo deSistema

Rural

Rural

Urbano

Urbano

Urbano

Urbano

Urbano

Urbano

Rural

Superficie[Ha]

Superficie[Ha]

807

70,71

20,33

0,76

18,51

12,24

0,18

23,56

5,40

Pendiente media[m/m]

Pendiente media[m/m]

0,00053

0,0012

0,00133

0,0239

0,0012

0,00135

0,0239

0,00152

0,0010

Longitud deescurrimiento

Longitud deescurrimiento

3800

1300

837

182,50

700

794

86,15

721

78,3

La superficie de cada una de las cuencas de aporte mencionadas, como así tam- bién la pendiente media y longitud de cada una de ellas se detallan en los si-guientes cuadros:

Figura 5: áreas de aporte de las microcuencas analizadas



Precipitación

Tormenta de diseñoUna tormenta de diseño es un patrón de precipitación definido para utilizarseen el diseño de un sistema hidrológico. Usualmente la tormenta de diseño con-forma la entrada al sistema, y los caudales resultantes a través de este se calcu-

lan utilizando procedimientos de lluvia – escorrentía y tránsito de caudales.

Relaciones Intensidad – Duración – Frecuencia (IDF)

Uno de los primeros pasos que debe seguirse en muchos proyectos de diseñohidrológico, como el diseño de un drenaje urbano, es la determinación del even-to o los eventos de lluvia a utilizar. La forma más común de hacerlo es con unevento que involucre una relación entre la intensidad de lluvia, la duración y lasfrecuencias o períodos de retorno apropiados para la obra y el sitio.

Fueron usadas las curvas IDF construidas con datos de Resistencia, de la Esta-ción Meteorológica del Departamento de Hidráulica, FI – UNNE, con datos entrelos años 1972 y 2005 (33 años), realizándose el análisis de frecuencia medianteel modelo AfMulti y dando el siguiente resultado:

Figura 6: curvas I-D-F ajustadas



Selección del período de retornoLa adopción de la tormenta de diseño para los proyectos de obras de drenajeurbano debe ser considerada de acuerdo con la naturaleza de las obras a proyec-tar. Se deben tener en cuenta los riesgos involucrados en cuanto a seguridad dela población, las pérdidas materiales y los costos económicos.

La selección del período de retorno se llevó a cabo en función de recomendacio-nes de la bibliografía consultada, donde se recomienda la utilización de valorescomprendidos de 2 a 5 años para el dimensionamiento del sistema mayor osuperficial y entre 5 a 10 años para el sistema menor o entubado, por lo quese adopta para el dimensionamiento del sistema de drenaje pluvial del ParqueIndustrial un Período de Retorno de 5 años para el sistema mayor y de 10 añospara el sistema menor si lo hubiera.

Duración de la lluvia crítica y tiempo de concentraciónSe adopta para la lluvia crítica de una pequeña cuenca hidrográfica, una dura-

ción igual al tiempo de concentración de la cuenca, hipótesis válida cuando seadmite que la contribución del escurrimiento superficial a la sección de salidade la cuenca ocurre en régimen permanente, una vez que la duración de la lluviaha superado el tiempo de concentración de la cuenca.

El tiempo de entrada disminuye a medida que tanto la pendiente como la imper-meabilidad de la superficie aumentan, y se incrementa a medida que la distanciasobre la cual tiene que viajar el agua se incrementa y a medida que la retenciónen las superficies de contacto aumenta. Todos los tiempos de entrada determi-

nados con base en la experiencia deben verificarse mediante cálculos directosde la escorrentía superficial en el terreno.

Para nuestro problema en particular hicimos uso de la ecuación de Kirpich, según:

Tc 3,97 .= L

S 0,385

0,77

[ ] Cuenca

Cuadro 2: Tiempo de concentración

Estero GuazúPlayón DerechoPlayón Izquierdo

Cuenca OesteEx MiddesCalle Nº 4

Calle Nº 5Calle Nº 6

Sector Sur

Área deaporte[Ha]

8070,760,1870,7118,5123,56

20,3312,24

5,40

Pendientemedia[m/m]

0,000530,023900,023900,001200,001200,00152

0,001330,00135

0,00100

Longituddel cauce

[m]

Calculo tiempo de concentraciónKirpich[min]

3800182,5086,151300700721

837794

78,3

202,484,512,53

64,7240,1837,53

44,3242,31

7,98



Así el tiempo de concentración de la cuenca permite conocer la duración dela lluvia de diseño, haciendo las consideraciones mencionadas; que posterior-mente permite calcular el caudal de aporte de la cuenca analizada conociendoalgunas características propias de la misma, como ser su área, pendiente.

Conclusiones parciales y aclaraciones:

Adoptada la duración de la tormenta de diseño y el TR, es posible ingresar en algráfico de las curvas IDF y obtener así la intensidad de lluvia de proyecto, según:

Como se mencionara, ha sido calculado el caudal que genera cada micro cuencaen la situación sin proyecto (demanda actual): con su área permeable; y en una se-gunda etapa se calcula el caudal para la situación con proyecto (demanda futura),es decir con todas las instalaciones que se prevén serán realizadas en el Predio delParque Industrial, para lo cual se realizan las siguientes consideraciones:

Uso urbano del suelo (impermeabilidad de superficies)

El caudal de aporte del estero Guazú (rural) era ya conocido, por tanto se haráuso del mismo para la verificación del canal Este, principal medio de desagüede esta cuenca.

El caudal de aporte de la cuenca Oeste (rural) se calcula para una duraciónde la tormenta de 65min acorde a la planilla anterior, considerando un TRde 10 años.

En cuanto al diseño del sistema de desagüe del Parque Industrial, se adoptauna duración de tormenta de 45min (Kirpich).

Cuenca

Cuadro 3: valores de intensidad, duración y frecuencia

Cuenca Oeste

ParqueIndustrial

Tipo

Rural

UrbanaUrbana

Intensidad[mm/h]

71,03

77,8587,11

Duración[min]Sistema

mayorSistemamenor

Período de Recurrencia (años)

65

4545

10

5---------

---------

---------10

Actualmente el parque tiene algunas de sus parcelas ocupadas y/o proyecta-das con su correspondiente proyección en planta de naves industriales, acce-sos, servicios, etc; por lo que solo se pudo calcular el grado de impermeabili-dad de aquellas parcelas en las que se tienen datos certeros de las superficiesafectadas.

Como el análisis se realiza a futuro, se consideran las zonas de calles total-mente pavimentadas, y también las veredas revestidas con materiales imper-meables en un 60% de su superficie.

En las zonas donde todavía no se han instalado emprendimientos se conside-ró 60% de impermeabilidad futura.



Determinación de caudales de aporte

Los caudales de aporte de las distintas cuencas analizadas se determinaron me-diante la utilización del Método Racional, salvo la cuenca del estero Guazú),determinado en el proyecto de la Autovía sobre RNNº16.

La fórmula es dimensional: cuando el caudal se da en m3/s, la intensidad enmm/h y el área en km2, la expresión queda de la siguiente forma:

Donde: “Q” es el caudal pico de la escorrentía que se genera a la salida de unacuenca de área “A” por efecto de un aguacero de intensidad constante “i”, quetiene una duración igual al tiempo de concentración de la cuenca. “C” es el co-eficiente de escorrentía; su valor está comprendido entre cero y uno, y dependede la morfometría de la cuenca y de su cobertura.

Las principales dificultades que se encuentran para el uso correcto de la fórmula

son dos: la asignación de valores apropiados al coeficiente de escorrentía y ladeterminación de la intensidad de la precipitación.

Las suposiciones asociadas con el método racional son:

En resumen:

Cuadro 4: valores de impermeabilidad futura

Área u emprendimiento

Hilandería SantanaPlayón de acceso y servicios

Ex Mides

Empresas perimetrales

Pavimentos y veredas

Zonas aún no ocupadas

Total superficies (ha)

Porcentaje (%)

SuperficieImpermeable

[ha]

5,100,83

1,84

3,25

5,7

20,64

37,36

46,13%

Superficie totalanalizada

[ha]

80,98

80,98

100%

Superficiepermeable

[ha]

6,48-------

17,90

4,48

1,00

13,76

43,62

53,87%

Q = C.i.A

3,6

La tasa de escorrentía pico calculada en el punto de salida de la cuenca es unafunción de la tasa de lluvia promedio durante el tiempo de concentración

El tiempo de concentración empleado es el tiempo para que la escorrentíase establezca y fluye desde la parte más remota del área de drenaje hacia el

punto de entrada del alcantarillado que se está diseñando.La intensidad de lluvia es constante durante toda la tormenta.



Para el cálculo del coeficiente de escorrentía se hizo uso de la tabla 15.1.1 dellibro Hidrología Aplicada de Ven Te Chow.

Cálculo del caudal de aporte de la cuenca Oeste (rural)

Para poder determinar el coeficiente de escorrentía de la Cuenca Oeste se realizóuna identificación de las características de uso del suelo mediante la utilizaciónde imágenes satelitales (Google) y de un relevamiento visual de la zona, dondese determinaron los siguientes usos del suelo:

Es importante mencionar que esta cuenca, al igual que la cuenca del estero Gua-

zú, no sufrirá modificaciones debido a la implementación del Parque Industrial,por lo que los valores de caudales obtenidos serán usados tanto para la situa-ción actual como para la situación o demanda futura.

Cálculo del caudal de aporte de las micro – cuencas del Parque Industrial

Situación actual (demanda actual)

En la situación sin Proyecto, el 93,70% del total de área prevista para el Parque

Industrial es permeable y el 6,30% restante está ocupado por industrias comola Desmotadora Mides y otras de menor envergadura. Haciendo uso de la Tabla15.1.1 del libro Hidrología Aplicada de Ven Te Chow, se obtiene el siguiente co-eficiente de escorrentía ponderado:

Cuadro 5: porcentajes de uso del suelo

Coeficiente de escorrentía cuenca Oeste

Cuadro 6: caudal de aporte

Caudal de aporte cuenca Oeste (rural)

Coeficiente de escorrentía adoptado

Usos delsuelo

Árboles

0,7071 71,03 0,303 4,227

Pastizales

Cultivos

70,71

0,28

0,30

0,36

21,21

38,89

10,61

30

55

15

0,084

0,165

0,054

0,303

Área[ha]

Área de lacuenca

[ha]

Porcentajede influencia

(%)

Coeficientede escorrentía

Coeficiente deescorrentía

ponderado

Caudal[m3/s]

Coeficiente deescorrentía

Intensidad deprecipitación

[mm/h]

Área cuenca[km2]



Caudal de aporte de la cuenca estero Guazú

El caudal que genera la cuenca del estero Guazú había sido calculado en la Ade-cuación Hidráulica de la Autovía de la RNNº 16 y es de 7,01m3/s, para un TR de10 años.

Es importante mencionar que esta cuenca es prácticamente 100% rural, con zo-nas deprimidas que sirven de reservorios y/o amortiguadores del escurrimiento

(zonas de esteros y lagunas), además de contar con una importante cubiertavegetal. Su suelo es utilizado principalmente para actividades ganaderas ya quela existencia de zonas inundables hace que el suelo no sea apto para cultivos.Además, el tiempo de concentración de la cuenca es de 3,5h, teniendo en cuenta

Situación futura (demanda futura)

Cuadro 7: caudal de aporte de microcuencas del Parque (demanda actual)

Cuadro 8: caudal de aporte de microcuencas del Parque al sistema mayor

Cuadro 9: de aporte de microcuencas del Parque al sistema menor

Caudal de aporte microcuencas Parque Industrial (demanda actual)

Caudal de aporte de diseño sistema mayor - TR = 5 años – Microcuencas Parque Industrial

Caudal de Aporte de diseño Sistema Menor - TR = 10 años – Microcuencas Parque Industrial

Totales

Totales

Totales

0,33

0,5197

0,5444

77,85

77,85

87,11

5,77

9,10

10,66

Tipo deSuperficie

Tipo deSuperficie

Tipo deSuperficie

Impermeable

Impermeable

Impermeable

Permeable

Permeable

Permeable

0,0509

0,3735

0,3735

0,7589

0,4363

0,4363

6,30

46,13

46,13

93,70

53,87

53,87

0,8098

0,8098

0,8098

0,81

0,80

0,83

0,30

0,28

0,30

0,051

0,3689

0,3828

0,28

0,1508

0,1616

Superficie[km2]

Superficie[km2]

Superficie[km2]

Porcentajes[%]

Porcentajes[%]

Porcentajes[%]

SuperficieTotal[km2]



Coeficientede

escorrentía

Coeficientede

escorrentía

Coeficientede

escorrentía

Caudalde aporte

[m3/s]

Caudalde aporte

[m3/s]

Caudalde aporte

[m3/s]

Intensidadde

precipitación[mm/h]

Intensidadde


Intensidadde


Coeficientede

escorrentíaponderado

Coeficientede


Coeficientede




la longitud y el área, lo que hace que la intensidad de precipitación para unaduración de 3,5h sea del orden de los 30mm/h, es decir mucho mas baja que laconsiderada para el análisis del Parque Industrial.

Comparando las superficies y los caudales de aporte de las cuencas Parque In-dustrial con la del Estero Guazú, puede observarse la incidencia que genera la

impermeabilización en el caudal de aporte de la primera, cuya superficie repre-senta sólo el 10% de la segunda; situación que puede apreciarse en el siguientedetalle:

Como se puede observar, se permitiría la inundación parcial de las veredas pea-tonales, de esta manera se obtiene sección de escurrimiento de 1,74m2, períme-tro mojado de 14,52m; y en el centro de la calzada el agua alcanzará un nivelmáximo de 14cm y 25cm en el cordón.

Estos niveles sólo serían alcanzados en las zonas más bajas de la cuenca y cuan-do esto suceda será necesaria la interposición de sumideros que puedan captarel total o sólo una parte de este volumen, siendo el resto conducido superficial-mente hacia zonas más bajas.

El volumen de escurrimiento admisible ha sido calculado mediante Chezy - Man-ning, teniendo en cuenta las características de la sección mencionada y la rugo-sidad de la superficie de escurrimiento.

Cuenca Parque IndustrialSuperficie: 80,98ha Caudal de aporte: 10,66 m3/s

Cuenca Estero GuazúSuperficie: 807,00ha Caudal de aporte: 7,01 m3/s

Capacidad de conducción del sistema mayor (superficial)

La capacidad de conducción del sistema mayor está en función de la importan-cia de la vía analizada. En zonas residenciales, industriales y otras, podemospermitir que el nivel de agua sea mayor, ya que el mismo se dará por un lapsode tiempo relativamente bajo y no alterarían significativamente el desenvolvi-miento de dichas zonas.

Teniendo en cuenta estas consideraciones, se decidió adoptar la sección de es-

currimiento en las calles del parque industrial, indicada en la figura 7, cuyoperfil tipo corresponde al proyecto vial:

0,25m 0,14mÁrea=1,74m2

Figura 7: sección de escurrimiento



Ambas esquinas se encuentran al fin de la zona prevista para ocupación y/oinstalación de industrias, siendo la calle Nº 3 (Este – Oeste) la última que se pa-vimentaría en un futuro próximo.

Las prolongaciones de las calles Nº 4 y 5 después de la calle 3, serían de tierra oenripiadas, con canales naturales, por lo que se consideró que no sería necesariointerponer sumideros para captar el escurrimiento que llega a las mismas y queel volumen podría ser conducido superficialmente y por cunetas naturales hasta

su desembocadura final a 150m de estas esquinas, que es el canal Sur.

En la figura siguiente, de áreas y volúmenes de aporte de parcelas”, se puedeapreciar el área de aporte de cada parcela con los volúmenes que ellas generan.

Caudal por unidad de superficie

Se obtiene de dividir el caudal total generado por la cuenca por la superficietotal de la misma.

Aporte de cada parcelaCon la distribución parcelaria del parque industrial y el caudal de aporte porunidad de superficie, fue posible determinar el volumen de aporte de cada fren-te de chacra, multiplicando este caudal unitario por la superficie de cada parce-la. La suma de aportes de diferentes parcelas condicionaría el volumen de escu-

rrimiento en el sistema mayor hasta alcanzar el máximo establecido, punto enel que se debería interponer algún sistema de captación que permitiera conducireste volumen subterráneamente (sistema menor).

Siguiendo este procedimiento se pudo determinar que se alcanzaría un nivelcrítico en las siguientes intersecciones:

Área (A): 1,74m2

Pendiente media (S): 0,00133m/m

Radio hidráulico (Rh): 0,1198m

Coeficiente de Manning (n): 0,012

Q .(0,1198 2/3 )m.(0,00133 1/2 )m/m.1,74m2 = 1,563m2 /s = 1

0,012

qs 0,1124m3 /s.ha = = 9,10m3 /s

80,98ha

Calle Nº 3 y Nº 4

Calle Nº 3 y Nº 5



Figura 8: áreas de aporte y caudales generados

Cálculo de la capacidad de conducción de los canales Este y SurSe determinó la capacidad de conducción de dichos canales, de forma tal deconocer si estos serían en un futuro cercano capaces de captar los nuevos vo-

lúmenes de escurrimiento de la zona del parque industrial, ya que los mismosse verían afectados debido a los cambios en los usos del suelo (impermeabili-zación).

Se hizo uso de la ecuación de Chezy - Manning para canales abiertos.

Capacidad de conducción de los canales:

a) Análisis del canal Sur:

a-1) Sección 1:

Q(m3 /seg) . Rh2/3 .S 1/2 .A= 1

n

PerímetroMojado [m]

3.62 1.44 0.40 0.00015 0.1 0.10

Área[m2]

RadioHidráulico [m]

Pendientemedia [m/m]

Coef. deManning [n]

Caudal[m3/seg]







14.5

10.8

24.24

16.8

1.67

1.56

0.00015

0.00015

0.1

0.1

4.18

2.76

Área[m2]

Área[m2]





Coef. deManning [n]

Coef. deManning [n]

Caudal[m3/seg]

Caudal[m3/seg]

b-2) Sección 2:

b-3) Sección 3:






9.4 8.34 0.89 0.00015 0.03 3.14

Área[m2]



Coef. deManning [n]

Caudal[m3/seg]

b) Análisis del canal Este: b-1) Sección 1:


14.5 24.24 1.67 0.00015 0.03 13.94

Área[m2]



Coef. deManning [n]

Caudal[m3/seg]

b-2) Sección 2:




10.8 16.8 1.56 0.00015 0.03 9.21

Área[m2]



Coef. deManning [n]

Caudal[m3/seg]

b-3) Sección 3:

Interpretación de resultados

Durante el relevamiento se realizó la medición de secciones representativas de

los canales a fin de evaluar su capacidad. La pendiente longitudinal del canalsurge de la nivelación de la zona realizada por la DVP, en la cual se determinó lacota de fondo de los canales analizados en varios puntos.

La sección de los canales es variable en su extensión, y de dimensiones consi-derables, sin embargo, la capacidad de conducción de los mismos se encuentramuy reducida debido a la gran cantidad de vegetación de tipo acuática y arbus-tos en general.

Luego, se recalculó la capacidad de conducción de estos canales, suponiendo

que se realice una limpieza de los mismos, donde se obtuvieron valores tresveces superiores de conducción a los anteriores.

En condiciones actuales

Cuadro 10: capacidad de conducción de los canales Este y Sur

Canal

SurSurEste

EsteEste

Sección Nº

121

23

Capacidad [m3/s]

0,100,660,94

4,182,76

Capacidad Promedio

0,38

2,63



De acuerdo a estos valores, estos canales no serían suficientes para conducir losvolúmenes generados por las diferentes cuencas en la situación sin proyecto. Aefectos del presente análisis se ha considerado el Método Racional para determi-nar caudales, sin embargo, consideramos que los valores así determinados sonalgo conservadores y sería conveniente constatarlos mediante otro método.

En condiciones de canal limpio

Puede verse que la capacidad de conducción de los canales aumenta en tres ve-ces aproximadamente con respecto a la situación de obstrucción actual en quese encuentran, pero de igual manera siguen siendo insuficientes para evacuarlos volúmenes generados por las cuencas Oeste, Parque Industrial y Guazú.

Influencia de las máximas crecientes del río Negro sobre el Parque Industrial

El Parque Industrial de Puerto Tirol se encuentra distante 850m al río Negro,por lo que se decidió evaluar los niveles máximos que pudieren influir sobre el

Parque, ya sea inundando sus instalaciones e imposibilitando su funcionamien-to u otro.

Se trabajó con niveles máximos del río para distintos TR. Los datos provistosfueron las cotas alcanzadas en el puente de acceso a Puerto Tirol y sobre elpuente de RNNº 11, por lo que fue necesario interpolar los valores para poderobtener la cota alcanzada en la desembocadura del canal Este sobre el cauce delrío Negro.

Los niveles alcanzados en el río Negro en las secciones mencionadas fueron los

siguientes:

Cuadro 11: capacidad de conducción de los canales Este y Sur

Cuadro 12: del río Negro para TR de 2, 10 y 100 años

Canal

SurSurEsteEsteEste

Sección Nº

12123

Capacidad [m3/s]

0,322,213,1413,949,21

Capacidad Promedio

Niveles río Negro – Administración Provincial del Agua

Tiempo de Recurrencia[años]

Niveles alcanzados [m]

Puente acceso a P. Tirol

50,56

52,73

48,53

49,97

2

10

Puente sobre RNNº11

1,26

8,76



La longitud del cauce entre los puentes mencionados se determinó medianteimágenes satelitales y mediciones, las cuales fueron:

a. Análisis para 2 años de Tiempo de RecurrenciaPara conocer el valor de cota del río Negro en la desembocadura del canal Este,se interpoló entre los valores conocidos de cota sobre los puentes, conociendolas distancias entre ellos y la del puente de acceso a Puerto Tirol y dicha desem-

bocadura, de esta manera:

b. Análisis para 10 años de Tiempo de RecurrenciaProcediendo de igual manera tenemos:

Cuadro 13: longitudes del cauce del río Negro

Longitudes del Cauce del río Negro

Distancias

Distancias

22.809m

22.809m

4.142m

4.142m

Cotas

Cotas

50,65 - 48,53 = 2,03m

52,73 - 49,97 = 2,76m

(4.142 . 2,03) / 22.809 = 0,37m

(4.142 . 2,76) / 22.809 = 0,50m

Puente acceso a Puerto Tirol -Puente sobre RNNº 11

22.809m 4.142m

Puente acceso a Puerto Tirol –Desembocadura canal Este

Cota en la desembocadura del canal Este:50,56m-0,37m = 50,19m MOP (49,634m IGM)

Relación con la cota de pavimento del Parque Industrial:(49,634m-51,55m) = 1,916m con respecto al pelo de agua del río Negro.

Relación con la cota de fondo del canal a la salida de la alcantarilla en el sectorSur-Este:(50,46m-49,634m) = 0,826m con respecto al pelo de agua del río Negro.

Cota de desembocadura del canal Este:(52,73m-0,50m) = 52,23m MOP (51,674m IGM)

Relación con la cota de pavimento del Parque Industrial:(51,674m-51,55m) = 0,124m (por encima del pavimento)

Relación con la cota de fondo del canal a la salida de la alcantarilla en el sectorSur-Este:(51,674m-50,46m) = 1,214m por encima de la cota de fondo.





Esta nueva sección permitirá drenar los excesos de la cuenca Guazú con un cau-dal mayor que el actual, y condicionará la capacidad de conducción del canalEste.

Teniendo en cuenta estas modificaciones se decidió analizar la capacidad deconducción de estas alcantarillas a fin de poder verificar el grado de influencia de

estas sobre el Canal Este, teniendo en cuenta que dicho canal a su vez constituyeel medio de evacuación del Parque Industrial que se está analizando.

Capacidad de conducción de alcantarillas

Las ecuaciones para el cálculo de conducción de las alcantarillas, involucran di-ferentes parámetros como ser: dimensiones, rugosidad, pérdidas, tirantes de en-trada, salida y crítico, velocidad de escurrimiento y otras.

Aquí se realizó un cálculo aproximado de la capacidad de conducción, utilizan-do la ecuación de Manning para fluidos a superficie libre, de forma tal de poder

obtener conclusiones en cuanto a la influencia de las modificaciones y/o altera-ciones que provoca el Proyecto Autovía sobre el escurrimiento pluvial de la zonaanalizada.

Alcantarilla actual (2 luces de 2m - H=1,00m)

Se supuso una pérdida del 15% en las mismas, debidas a la forma de la emboca-dura, obstrucción de la sección.

De acuerdo a este cálculo simplificado de la capacidad de conducción de la al-cantarilla, esta puede escurrir aproximadamente el 60% del caudal total generadopor la cuenca del estero Guazú.

En estas condiciones, se produciría una amortiguación del escurrimiento aguasarriba de la alcantarilla y el caudal con el que se debe analizar el comportamien-to del canal Este es de 4,23m3/s y no el total generado por la cuenca del estero

Guazú.

Q

Qi

. Rh2/3 .S 1/2 .A

. (0,001m/m) 1/2 . (2m . 1m) = 2,49m3 /s

Qt = 2 . 2,49m3 /s = 4,98m3 /s

P 15% = 4,98m3 /s . 0,15 = 0,75m3 /s

Qt = 4,23m3 /s

2/3

=

=

1

.1 2m.1m

n

0,016 4m( )



Sistema de alcantarillado previsto en el Proyecto Autovía(2 luces de 2m - H=1,00m, más 3 luces de 2m - H=1,50m)

El Proyecto Autovía RNNº16 contempla la ampliación del sistema de alcantarilla-do en esta sección incorporando a la ya existente, 3 luces más de 2m de anchoy 1,50m de altura cada una, por lo que se calcula a continuación estas nuevas

secciones para sumarlas luego a las ya existentes.

Con la ampliación del sistema de drenaje, el total del caudal generado por lacuenca del estero Guazú podrá pasar sin problemas, y hace que el canal Este ten-ga un mayor caudal que conducir y tanto el canal Este como el canal Sur poseenuna capacidad limitada e insuficiente para evacuar los volúmenes generados porlas cuencas Oeste, Parque Industrial y Guazú.

Esta situación nos hace pensar: ¿cuál es el riesgo que corremos?, ¿qué pasa sidesbordan los canales Este y Sur?, ¿pueden ser importantes las pérdidas para lasindustrias instaladas en el Parque Industrial?, ¿cuánto tiempo estará afectada lazona del Parque Industrial?, ¿cada cuántos años se producirá este anegamiento?,¿vale la pena invertir en obras de ampliación del sistema de drenaje?

Entra aquí a jugar una cuestión de intereses, costos y beneficios que escapan alobjetivo de este trabajo, pero que nos permiten ver como todo está interrelacio-nado y cualquier modificación que se realice a un sistema afecta a otro o a élmismo.

Qi . (0,001m/m) 1/2 . (2m . 1,5m) = 4,2m3 /s

2/3

= .1 2m.1,5m

0,016 5m( ) Qti = 3 . 4,22m3 /s = 12,66m3 /s

QT = 12,66m3 /s + 4,98m3 /s = 17,63m3 /s

QT = 14,10m3 /s

P 15% = 3,53m3 /s


Conclusiones:

Observando el análisis de la situación actual (zona rural) y su comparacióncon la situación futura (zona urbanizada), se ve la importancia que adquierela impermeabilización de las superficies en el volumen de excesos pluviales.Este tipo de análisis hace ver la importancia de la implementación de medidas

restrictivas al uso del suelo (FIS – FIT) tanto en zonas urbanas como indus-triales. Se observa que la existencia de pavimentos, lugares cubiertos y otrostipos de superficies impermeables son necesarias para poder desarrollar ac-tividades, pero se considera que al momento de elaborar un proyecto debe



Recomendaciones:

hacerse en forma integral, analizando áreas de afectación, influencia sobreotros sectores o daño posible de ocasionar, de manera de buscar alternativasy lograr una solución óptima.

Se determinó que los caudales generados por las microcuencas del ParqueIndustrial pueden ser transportados superficialmente por calles y veredas (en

los sectores mas bajos) sin ocasionar problemas en el normal desenvolvimien-to de las diferentes industrias que se instalarán en él, y no hace necesario lainstalación de sumideros ni conductos.

Se considera que los caudales calculados mediante el Método Racional noreflejan la distribución temporal ante el aumento de áreas de aporte y de-

berían ser corroborados mediante la aplicación de otro método que evalúe elalmacenamiento temporario.

Con el análisis realizado sobre las cotas máximas del río Negro, se concluye

que estas no afectarían las instalaciones del Parque Industrial, considerandoinundaciones con TR de hasta 10 años.

La capacidad de conducción de los canales Este y Sur se encuentran bastantelimitadas debido al grado de obstrucción y de acuerdo a los cálculos presen-tados, y aún si se limpiaran no serían suficientes para evacuar los excesospluviales de las cuencas Oeste, Parque Industrial y Guazú; además esta capa-cidad se ve afectada notablemente por el Proyecto Autovía RNNº 16 debidoa la ampliación del sistema de alcantarillado. Estas condiciones harían nece-

saria la ejecución de obras de ampliación de los canales o bien el análisis decuantificación de pérdidas por posibles desbordes de los mismos.

A fin de ocasionar un impacto menor en el volumen de escurrimiento pluvial,podrían preverse espacios verdes en veredas (canteros), materiales drenantesen veredas y pavimentos, reservorios o cámaras amortiguadoras u otro me-dio que permita disminuir el volumen de exceso pluvial generado debido a laimpermeabilización.

Comunicar a las autoridades de la APA y a las relacionadas a la administra-ción del Parque, el estado de embanque y obstrucción que presentan los cana-les colectores denominados Este y Sur, con el objeto de realizar la limpieza ymantenimiento de ellos.

Implementar un programa de forestación y revegetación en forma simultáneaa la implantación de los emprendimientos, de manera que formen parte de lasobras de instalación de estos. Ello produciría mitigación del impacto ambien-tal negativo, causado por la construcción de los emprendimientos y tendríaun efecto retardador en la escorrentía de la precipitación efectiva que lleguea las calles.



Podría utilizarse como embalse del drenaje proveniente de una parte de lascalles internas a la actual represa (préstamo), que tiene dimensiones de (250mx 60m y 3,50m de profundidad) y está ubicada en el sector Sur Este del pre-dio del Parque. Actualmente se halla conectado al drenaje de todo el ParqueIndustrial y descarga los excesos al canal sur en un solo punto, a través deuna cuneta.

De acuerdo a valores obtenidos resulta conveniente prever el relleno de lospredios a cotas razonablemente mayores que el terreno natural, de forma talde que no sean afectados por posibles desbordes de los canales Este y Sur.Como ejemplo se cita que el predio donde se ha instalado la empresa Santanaha sido rellenado con suelo en espesores que varían entre 0,20m a 0,60m,respetando un diseño de pendiente de relleno que permite el drenaje del pre-dio. En forma similar podrían rellenarse los predios restantes. De elevarselas cotas de los predios, también podrían elevarse las cotas de rasante delproyecto vial del Parque Industrial.

Como se mencionara la ampliación del sistema de alcantarillado de la RNNº16afectará en forma directa la capacidad de conducción del canal Este, princi-pal medio de evacuación del Parque Industrial. Se cree conveniente, al mo-mento de ejecutarse el Proyecto Autovía RNNº 16 se materialicen las nuevasalcantarillas, también se efectúe la adecuación hidráulica del canal Este a lascondiciones requeridas por el desagüe de la Autovía Ruta Nacional Nº16 y elParque Industrial.



Resumen:

El objetivo fue determinar la nueva configuración de la cuenca (año 2006) debido a cambios en su ocupación y analizar el impacto hidrológico en el escurri-miento superficial al modificarse las superficies impermeables.

La ocupación del espacio a partir del crecimiento del Área Metropolitana delGran Resistencia, con una población estimada de 400.000 habitantes se ha con-vertido en un factor determinante a los cambios que se produjeron en los últi-mos diez años en los desagües pluviales.

Para delimitar el área de aporte (43,84ha) se dispusieron datos de relevamien-to de la reciente construcción de un barrio de viviendas, avance en obras depavimentación y conexión a desagües pluviales de la Av. Hernandarias. Para elanálisis de diferentes usos del suelo, se tenía del año 1995 una clasificación su-pervisada en usos como: pasto, edificación, suelo desnudo, árboles y pavimento,los que fueron evaluados de forma similar para el año 2006.

Para actualizar el uso del suelo se realizó la medición de los planos de proyectodel barrio 400 Viviendas, calculando áreas edificadas, veredas, suelo desnudo

incorporado (calles enripiadas).Se procedió a calibrar (con las actualizaciones previamente calculadas) los pa-rámetros del modelo Ar Hymo, con el cual se estimaron los hidrogramas deescurrimiento directo. Se utilizó como evento una precipitación de 75,2mm yduración de 45 minutos, tiempo compatible con la respuesta de la cuenca, enparticular de las áreas impermeables. El tiempo de recurrencia del evento adop-tado fue de TR = 10 años, elegido de modo de verificar las condiciones de fun-cionamiento hidrológico con la situación de diseño.

El hidrograma de escurrimiento directo de la cuenca Cisterna presentaba un cau-dal pico de 1,79m3/s, pasó en la nueva situación a un caudal pico de 2,12m3/s,con volúmenes de escorrentía de 15.000m3 y 19.000m3 respectivamente, repre-sentando incrementos del 15,57% y 21,05%, respectivamente.

“Impacto Hidrológico por Incremento de lasÁreas Impermeables en Cuencas Urbanas. Subcuenca

Cisterna, Resistencia, Chaco”

Ruberto Alejandro, Depettris Carlos, Pilar Jorge, Prieto Anice, Gabazza Sonia, Zarate MiriamGrupo de Investigación y Servicios




Se concluye que el procedimiento utilizado es una herramienta válida para eva-luar el impacto hidrológico en áreas con fuerte proceso de urbanización. Lasconsecuencias hidrológicas del incremento del 24% en la impermeabilizaciónde esta cuenca demuestran que no es admisible una proyección similar para lasrestantes áreas vacantes del sector sur del AMGR sin implementar medidas decontrol del escurrimiento a nivel de loteos.

Introducción:

El proceso de ocupación del espacio a partir del crecimiento poblacional delÁrea Metropolitana del Gran Resistencia, se ha convertido en un factor determi-nante para los profundos cambios que se producen en los últimos diez años enel sistema de desagües pluviales. De hecho la ciudad ha avanzado desplegandola ocupación naturalmente hacia la zona sur, como consecuencia de las limita-

ciones que el sistema hídrico del río Negro impone para el desarrollo hacia elnorte y a su vez como consecuencia de los períodos húmedos que dominaron laregión durante las décadas de los años ’80 y ’90 y los frecuentes desbordes delsistema río Negro - río Paraná.

Como consecuencia del proceso descripto ha surgido a mediados de la décadadel ’90 la preocupación por la capacidad de evacuación del canal colector de lasAvenidas Malvinas Argentinas - Soberanía Nacional, único conductor del siste-ma de macro drenaje hacia el cual desaguan todas las cuencas de la zona sur,realizándose los estudios que determinaron la necesidad de ampliación de este

sistema. (SUPCE-AFIN, 1998).

La existencia de una serie de áreas que carecían de ocupación a la fecha de losestudios citados y la reciente urbanización de la cuenca denominada Cisterna(CFI-AFIN, 1995), imponen la necesidad de evaluar el impacto que las condicionesactuales estarían produciendo en su punto de descarga con el canal colector.

Por ello los conductos de drenaje han sido dimensionados para un escurrimien-to superficial definido por dicha urbanización, aunque no necesariamente pen-sada su ampliación con el crecimiento poblacional.

El crecimiento urbano producido en los últimos años genera un mayor escurri-miento superficial debido al aumento de la impermeabilidad en dicha cuenca ysus adyacentes, lo cual podría superar la capacidad de drenaje de los conductosy generar inundaciones temporales de áreas urbanas durante la lluvia o inme-diatamente después.

Las superficies impermeables son las que impiden el movimiento del agua des-de la superficie del suelo hacia las capas internas, lo cual se aplica a superfi-

cies construidas por el hombre empleando materiales como asfalto, concreto ypiedra, que sellan, repelen e impiden la infiltración del agua, tales como callespavimentadas, techos, playas de estacionamiento, entre otras.



Objetivos:

Determinar la nueva delimitación de la cuenca, al año 2006, por cambios debi-dos a acciones antrópicas.

Determinar la variabilidad del escurrimiento superficial y su impacto hidrológicocuando existen modificaciones en las superficies impermeables de una cuencaurbana, situada en el Área Metropolitana del Gran Resistencia, Chaco, Argentina.

Antecedentes:

Las cuencas urbanas están caracterizadas por el aumento de la impermeabiliza-ción y reducción de la infiltración debido al revestimiento del suelo como con-secuencia de la construcción de edificios, pavimentación de avenidas y otros, si-tuaciones las cuales producen impacto sobre las condiciones de escurrimiento,y eso no se prevé al diseñar el macro drenaje.

Las Áreas Totalmente Impermeables (ATI) que resultan de los usos del suelo ycoberturas superficiales son incrementadas con la urbanización y tienen asimis-mo relación directa con los coeficientes de escorrentía del total de agua caídasobre el área, que al no poder infiltrar, escurre (Romero et. al., 2003).

Asimismo, el porcentaje de áreas impermeables de una cuenca está directamen-te relacionado con el grado de urbanización que esta posee, caracterizando sufuncionamiento hidrológico (Tucci et. al., 1995).

El aumento de la cubierta impermeable reduce la infiltración, percolación, escu-rrimiento subsuperficial y subterráneo, incrementando el volumen de escurri-

miento superficial, volviendo a la cuenca más sensible a tormentas intensas decorta duración.

Por ello, como el agua en su recorrido encuentra superficies menos rugosastambién aumenta la velocidad del escurrimiento reduciéndose el tiempo deconcentración de la cuenca.

Es por ello que en una cuenca urbana es de importancia determinar el cambioen la impermeabilidad puesto que es un indicador de las características de es-currimiento de la misma.

En este trabajo se analiza la variación de áreas impermeables en la cuenca Cis-terna del sector sur de la ciudad de Resistencia, Chaco.



Los impactos provocados por la impermeabilización que afectan las condicionesde escurrimiento son:

En el análisis del efecto de la impermeabilización sobre el escurrimiento es posible optar por la utilización de dos criterios básicos (Tucci et. al., 1995):

Para cuencas muy pequeñas es difícil encontrar datos que permitan utilizar elsegundo criterio, que generalmente es aplicado para cuencas con algunos pocoskilómetros de área de drenaje (Tucci et al, 1995).

Entonces “uno de los principales desafíos para el proyectista es el de anticiparse y controlar los impactos antes que los mismos sean producidos. En una ciudad,

los impactos de la urbanización sobre el drenaje pueden producir efectos para loscuales el costo de control sea tan alto que su control se torne casi inviable. Paraanticiparse a este problema en las ciudades es necesario estimar el hidrogramapara los futuros escenarios con base en indicaciones del desenvolvimiento urbanode modo que los controles puedan ser previstos, tanto en el propio planeamientocomo en las áreas de amortiguamiento para la contención del aumento de laslluvias” (Tucci et al, 2000). Si bien es evidente que la urbanización de la cuencaCisterna ha escapado a este criterio de previsión, los técnicos del Municipio deResistencia se han involucrado en el necesario análisis del impacto hidrológicoque puede derivar de la ocupación de las áreas vacantes existentes en la zonasur, e inclusive intervenir en las medidas de compensación que puedan ser apli-cables en los espacios verdes de la propia cuenca Cisterna.

Reducción del promedio anual de evapotranspiración y consecuentes cambios en la cantidad de agua que circula en la cuenca, en el tiempo y volumende las precipitaciones, en tiempos y tasas de carga y descarga.

Disminución del tiempo de retardo de la cuenca debido a que el agua circula porsuperficies menos rugosas adquiriendo mayor velocidad de escurrimiento.

La cuenca se torna más sensible ante tormentas intensas de corta duración.

Métodos basados en simulación de dos escenarios con parámetros estimados.

Métodos que estiman parámetros de modelos estadísticos o modelos hidrológi-cos a través del ajuste de varias cuencas de diferentes grados de urbanización.

Metodología:

Se han analizado dos escenarios representativos de uso del suelo dentro de lacuenca Cisterna por las variaciones observadas a través del tiempo, principal-mente por la construcción de barrios de viviendas.

Para realizar dicho análisis, se partió de la condición de 1995, disponiendo deplanos de la cuenca, fotografías aéreas, a escala 1:5000 (de abril 1995); y cote-

jándola con la situación de 2006 al disponer de imágenes satelitales LANDSAT



obtenidas del sitio de Internet www.googleearth.com y relevamiento de campo.El estudio del año 1995 (SUPCE-AFIN, 1995) la consideró como “cuenca en pro-ceso de urbanización”.

Asimismo se consideró significativo tomar como referencia la situación en elárea de análisis para el año 1972, cuando el proceso de urbanización de la zona

sur de Resistencia tenía un avance incipiente, pero la chacra que conforma hoyla cuenca Cisterna no había sido ocupada aún. Se dispuso para ello de fotogra-fías aéreas del sector en escala 1:75.000 y se realizó a partir de las mismas unaclasificación de los usos detectables para la fisonomía de esa época. La traza detres de las avenidas que bordean la chacra (Hernandarias, Marconi, Alberdi) yaestaba desarrollada, pero aún no había sido construido el Canal Colector Sur,por lo cual pudieron detectarse en la misma las líneas del escurrimiento naturalderivado de las lluvias locales. Este trabajo ha servido para observar los cambiosen el uso desde un área totalmente vacante (1972), pasando por una ocupaciónincipiente (1995) hasta llegar al grado de ocupación actual del sitio (2006), pro-

yección que permitiría estimar similares procesos para las áreas vacantes com-prendidas en la zona sur del Área Metropolitana.

Para la delimitación del área de aporte actual se contó con los datos del rele-vamiento de campo dada la reciente construcción de un barrio de viviendas, elavance en obras de pavimentación y la conexión a desagües pluviales de la Av.Hernandarias, que constituye una cuenca vecina sobre el sector oeste, con parti-cipación en sus descargas al mismo colector, denominado Canal Avenidas Mal-vinas - Soberanía. También fue incorporada el área comprendida entre la línea

Municipal de edificación entre Av. Malvinas Argentinas y el mencionado canalcolector, puesto que se corroboró como área de aporte efectiva hacia el canal.Con las modificaciones realizadas se determinó un área de 43,84 hectáreas.

Se dispuso la clasificación de los diferentes usos del suelo en el año 1995 (SUP-CE-AFIN, 1995), producto de aplicar una clasificación supervisada en la cual lascategorías fueron: 1- pasto, 2- edificación, 3- suelo desnudo, 4- árboles y 5- pa-vimento; discriminación que fue respetada y evaluada de similar forma para lasituación del año 2006.

El proceso metodológico para actualizar el uso del suelo se realizó recurriendo a lamedición de los planos de las viviendas del barrio 400 Viviendas – SOESGYPE, calcu-lando las áreas edificadas, las de veredas, el suelo desnudo incorporado calles enri-piadas, verificando luego en el terreno el cumplimiento de lo volcado en planos.

Clasificación de 400 Viviendas – SOESGYPE – Resistencia

Dicho barrio, según se observa en la figura 1, ha sido construido a principios de

la presente década, y para clasificar dichas áreas se dividió la urbanización endiez módulos correspondientes a lotes con diferentes características, analizan-do los lotes por separado para clasificarlos según los usos citados, sumando el



valor del número de módulos iguales y obteniendo así las áreas correspondien-tes a cada uso y referirlas al total del barrio.

Se presentan a modo comparativo en la Figura 1 la clasificación supervisadarealizada para la situación existente en el año 1995 y en la Figura 2 la imagenque conforma la situación actual (año 2006).

En el Cuadro 1 se muestran los resultados del proceso de clasificación de usosrealizados para el área totalmente vacante correspondiente al año 1972, respe-tando los límites impuestos por la fisonomía actual de la Cuenca Cisterna. En elCuadro 2 se presentan los resultados del cálculo que sintetiza las superficies delos usos definidos para las situaciones estudiadas, considerando el sistema dedrenaje existente en cada fecha: 1995 y 2006.

Simulación del escurrimiento superficial

Como ya se contaba con la simulación hidrológica correspondiente al año 1995,se procedió a calibrar, con las actualizaciones de usos y modificaciones de pa-rámetros previamente calculadas, el modelo AR-HYMO, con el cual se generaronlos hidrogramas de escurrimiento directo que se presentan como Figuras 3 y 4.Para lograr un adecuado ajuste en el proceso de simulación se contó con releva-mientos de situaciones hidrométricas ocurridas durante los años 2001 y 2002en el tramo correspondiente del Canal Malvinas-Soberanía entre las seccionesAvda. Hernandarias – sección de aguas arriba – y Calle Necochea – sección de

aguas abajo - , donde existen escalas hidrométricas instaladas por el Grupo deInvestigación del Departamento de Hidráulica (CFI-AFIN, 1995). La diferencia deaportes que se producen entre las secciones indicadas se corresponde exacta-mente con el volumen de desagüe que proviene de las descargas de la CuencaCisterna.

Para ello se utilizó un evento de precipitación con un monto total de 75,2mm yduración de 45 minutos, tiempo que se consideró compatible con la respuestade la cuenca en los dos escenarios simulados, especialmente cuando el particu-lar aumento de las áreas impermeables para el año actual indica una disminu-

ción en el tiempo de concentración.

El tiempo de recurrencia del evento adoptado es de TR = 10 años, elegido demodo de verificar las condiciones de funcionamiento hidrológico con la situa-ción de diseño.



Figura 1 – situación del año 1.972 Figura 2 – situación del año 1.995

Figura 3 – situación del año 2.006

Simulación del escurrimiento superficial



Figura 4 – hidrograma del año 1995

Figura 5 – hidrograma del año 2006



Tablas resúmenes de los usos del suelo y de la determinación de las áreas per-meables e impermeables de la cuenca Cisterna de los años 1972, 1995 y 2006

Áreas Impermeables

Áreas Impermeables

Denominación

Denominación

Área

Área

Tabla 1 – año 1972


0,011

0,32

0,001

0,047

0,959

0,504

43,84ha

43,84ha

0,48

13,94

0,03

0,140

0,178

0,01

0,131

Coeficiente

Coeficiente

Edificación

Pavimento

Pastos

Pastos

Área (ha)

Área (ha)

1 9 7 2

1 9 9 5

Árboles

Edificación

Árboles

Suelo

Suelo

Áreas Permeables

Áreas Permeables

Coeficiente

Coeficiente

Área (ha)

Área (ha)

42,04

22,10

0,44

5,74

0,04

2,06

1,32

6,14

7,80

0,989

0,68

43,36

29,90



Áreas Impermeables

Denominación

Área


0,42

0,062

0,404

43,84ha

18,41

0,186

0,177

0,171

Coeficiente

Pavimento

Pastos

Área (ha)

2 0 0 6

Edificación

Árboles

Suelo

Áreas Permeables

Coeficiente Área (ha)

17,717,50

2,72

8,15

7,76

0,5825,43

El análisis correspondiente a la época en que el área estaba totalmente vacante(1972) muestra una cobertura casi total de áreas permeables, ya que resultaronmínimos los sectores en donde se registra algún almacenamiento superficialpermanente, y la importancia de este dato radica en que algunos sectores hoyaún carentes de ocupación en la zona sur del Área Metropolitana conservan ca-racterísticas similares al descripto.

Según la simulación correspondiente a la situación existente en el año 1995, elhidrograma de escurrimiento directo de la cuenca Cisterna presentaba un cau-dal pico de 1,79m3/s y un volumen de escorrentía de 15.000m3; mientras quepara el mismo evento pluviométrico pero aplicado a la situación presente (año2006) el caudal pico alcanza una magnitud estimada en 2,12m3/s y el volumende escorrentía asciende a 19.000 m3. Dichos valores se corresponden con unincremento del 15,57% en el caudal pico y del 21,05% en el volumen de esco-rrentía, resultando evidente que estas variaciones y sus consecuencias sobre lapermanencia de volúmenes superficiales dentro de la cuenca, son producidaspor el incremento del 24,12 % en las áreas impermeables.

Los testimonios recogidos entre habitantes del barrio recientemente construidoindican que en eventos de cierta intensidad ocurridos en el curso del presenteaño, pero cuya magnitud es significativamente inferior al de diseño, se estánproduciendo anegamientos temporarios que afectan los niveles de calles y vere-das en algunas esquinas críticas.

En la tabla 3 se resume el análisis realizado involucrando áreas permeables e

impermeables con su impacto en los volúmenes de escorrentía y los caudalesmáximos generados para las situaciones de 1995 y 2006.



Permeables

29,9025,47

Áreas (ha)

Tabla 4 – Resumen del análisis comparativo

Año

19952006

Impermeables

13,9418,37

Volumende

Escorrentía(m3)

15.00019.000

Volumen deEscorrentía

+ 21,05

CaudalPico

+ 15,57

ÁreaImpermeable

+ 24,12

CaudalPico(m3)

1,792,12

Los antecedentes analizados muestran que hay un patrón de densificación urba-na en la zona sur de Resistencia que permitiría alcanzar índices de impermeabi-lización total del 55 % (SUPCE-AFIN, 1998), lo cual permite inferir que dentro delas cuencas que actualmente tienen como colector de su desagüe al canal Malvi-nas - Soberanía existen unas 167ha que podrían incorporarse a la urbanizacióncomo totalmente impermeables, lo cual obligaría a incrementar en un 10% elcaudal de diseño del canal recientemente ampliado. Esto impone la necesidad

de actuar con medidas no estructurales que compensen ese potencial aumentode los volúmenes de escurrimiento superficial, evitando el proceso de continuorediseño de las estructuras de desagüe y sus costos asociados.

Variación (%)


El procedimiento utilizado se muestra como una herramienta válida para reali-zar la evaluación del impacto hidrológico en áreas sometidas a un fuerte proce-so de urbanización, ya que sus resultados proporcionan elementos indicadoresde eventuales medidas de control del escurrimiento a nivel de loteos.

El aumento de la impermeabilización, asociada al proceso de urbanización, mos-tró una relación muy directa con el aumento del caudal pico, dejando clara evi-dencia de que no hay instancias de amortiguamiento de la crecida.

La calibración realizada para la aplicación de un modelo hidrológico concen-trado como el Ar-Hymo, mostró que para esta dimensión de cuencas urbanas(43,84ha), características de los sistemas que drenan toda la zona sur del Área

Metropolitana, los resultados son satisfactorios ya que se condicen con las ob-servaciones hidrométricas obtenidas en las secciones de control del sistema demacrodrenaje.

Los resultados del análisis para la cuenca Cisterna y la proyección que puedehacerse de la futura ocupación de las áreas vacantes comprendidas dentro delas 1827ha de la zona sur (comprendidas en el área encerrada por RN Nº11,Av. España, las vías del terraplén ferroviario y la av. Soberanía Nacional – Mal-vinas Argentinas); hacen necesario prever en los planes de vivienda, elementosamortiguadores de la crecida generada en la situación de diseño, haciendo uso

adecuado de espacios verdes, estacionamientos y otros.



Los técnicos del municipio de Resistencia están estudiando acciones en coordi-nación con el Grupo de Investigación del Departamento de Hidráulica, FI - UNNE,para evaluar el control en el lote y en los loteos, de modo que pueda generali-zarse la normativa para el “impacto hidrológico cero”, hoy aplicable solamenteen el casco céntrico.

Bibliografía:

Broner, S. (1997). Modelación matemática aplicada a los sistemas de desagües pluviales. Informe final debeca, SGCyT-UNNE. Resistencia. Chaco.

CFI-AFIN. (1995). Estudio de los desagües pluviales del sector sur de Resistencia. Resistencia, Argentina.

www.googleearth.com.

(SUPCE)-AFIN. (1998). “Plan de Manejo Pluvial del Sector Sur del Área Metropolitana del Gran Resisten- cia”. Resistencia, Chaco.

Romero H., Odenes F., Aplaza V., Rocha V., Reyes C., Vásquez A. (2003). “Planificación ecológica y gestiónambiental de cuencas urbanas del piedemonte de Santiago”.

Tucci, C., Motta Marques, D. (2000). Avaliaçao e Controle da Drenagem Urbana, Vol. 1 y 2. Gráfica Edi-

tora Pallotti, Porto Alegre, RS, Brasil.

Tucci, C. Urban drainage in specific climates international Hydrological Programme. Volume I.

Tucci, Porto, Barrios. (1995). Drenagem Urbana. Editora da Universidade RGS, Porto Alegre, Río Grande do Sul, Brasil.

Orsolini, Zimmerman, Basile. (2000). “Hidrología, procesos y métodos”. UNR Editora. Rosario, Santa Fe, Argentina.

Depettris, C., J. Pilar Y J.M. Bravo (2003); “Una propuesta para minimizar las inundaciones pluvialesurbanas en la ciudad de Resistencia (Chaco): Uso de medidas no estructurales para la obtención del

‘impacto hidrológico cero’”. En: 1er. Premio UNNE Categoría Desarrollo Social, Unidad Ejecutora de

Transferencia y Gestión Estratégica (UETGE). Corrientes, Argentina.







“Mitigación del impacto hidrológico quecausan las urbanizaciones”

Kantor Fernando, Soto Viviana, Navarro Zulema, San Martin Ines

Fundamentación: Crecimiento Poblacional

Desde sus inicios, el área metropolitana de la ciudad de Resistencia, ha mani-

festado un constante crecimiento poblacional que tuvo un pico en la época del1970, donde en 10 años incrementó la población en un 54%.

El último censo del 2001 confirma esta tendencia, aunque en descenso relativo.

El impacto en la urbanización

El crecimiento tradicional de la ciudad se dio desde el centro hacia la periferia,

siguiendo el eje desde Barranqueras hacia Fontana y Tirol. En los ultimos añosse nota el crecimiento hacia el sur y hacia el norte de la ciudad.

Referencias

hasta 1915

desde 1915 a 1930

desde 1930 a 1950

desde 1950 a 1960

desde 1960 a 1990

desde 1990 a 2005



Todos los Municipios del Área Metropolitana, crecen por arriba de la media pro-vincial.La ciudad de Resistencia, según datos del INDEC, creció en la última década a unritmo de 4.600 personas por año.Teniendo en cuenta la composición promedio de una familia de nuestra ciu-dad (3.9 personas/familia), nos daría un crecimiento anual de 1180 familias

aproximadamente. Esto significa que debemos pensar en incorporar esa mismacantidad de viviendas por año, solamente para mantener la actual situación y noincrementar el déficit habitacional.

Este proceso de expansión agrega como mínimo 30 Has netas de terreno urba-nizable por año (si tomamos una dimensión de lotes igual a 200 m², e incluimoslas circulaciones, estamos hablando de casi media chacra anual).Si para el 2020 la tendencia se mantiene, habremos incorporado a la ciudad casi7 chacras más de terreno urbano.La evolución de la mancha urbana, generalmente se da por expansión de sus

bordes y consolidación del área central.

Una de las propuestas del Plan de desarrollo estratégico para Resistencia quefuera elaborado en el año 2006 por la Comisión de Urbanismo e Infraestructurade la Unidad Ejecutora Municipal, para este crecimiento, es seguir tres patrones

básicos:

DENSIFICAR la zona central, con infraestructura completa, en el marco dedistintas ordenanzas municipales dictadas desde 1990, siendo la última laOrdenanza 5403.

CONSOLIDAR el área intermedia, aumentando su densificación según au-mente el soporte de infraestructura y servicios, llegando a niveles interme-dios respecto a la zona central.

EXPANDIR hacia el norte y hacia el sur, ocupando los espacios incorporadosa la ciudad por la defensa norte y los terrenos del ejército mediante la gestiónde su traspaso al dominio provincial o municipal.

Referencias

Área CentralOrd. 5403

Área Intermedia(media densidad)

Terrenos de defensa

norte

Terrenos propiedaddel ejercito

Planificación del Crecimiento



Ciertamente, como ejemplo, podemos citar que el I.P.D.U.V, en el año 2006, me-diante su Programa Federal Plurianual de Construcciones de Viviendas, hatramitado incorporar a las CH 131-135, al oeste de la Ruta N°11, alrededor de1000 viviendas.

Enfocando esta cuestión desde el punto de vista hidrológico, vemos este pro-

ceso con suma preocupación, ya que a las deficiencias propias que presentanmuchos de los sistemas de desagües pluviales, se le debe sumar, además, elimpacto causado por el incremento de la impermeabilización.

Esto hace evidente la necesidad de tener en cuenta las condiciones en que seestá dando la expansión en los bordes, sobre todo en las áreas vacantes, dondetodavía existen terrenos vírgenes sobre los que se puede planificar el uso y ocu-pación del suelo integrado al drenaje urbano, aplicando medidas estructurales yno estructurales, a fin de evitar impactos futuros.

En estas áreas vacantes, en general, el crecimiento es a través de planes de viviendas.

El impacto en la urbanización: las áreas vacantes

Y una superficie mucho mayor de terrenos sin infraestructura en la zona sur(terrenos del ejercito) y en la zona norte (privados).

Referencias

Zona Norte

Zona Sur



Inconvenientes que se plantean con las nuevas urbanizaciones:

No existe infraestructura de desagües definida. El escurrimiento pluvial se daa través de cunetas con largos recorridos y poca pendiente.

El 12% que cada urbanización debe ceder por norma como reserva municipal,

no está destinado exclusivamente para espacios verdes, sino también paraequipamientos (salones comunitarios, destacamentos de policía, salas de pri-meros auxilios, jardines de infantes, escuelas, etc.), por lo cual no se garantizasu permanencia como lugar para destinar y retardar los excesos pluviales.

Estos espacios reserva municipal, se ven frecuentemente usurpados por asen-tamientos espontáneos.

Actualmente, con la Ordenanza de loteo social N° 8218 de julio del 2006 seadmite que las parcelas de origen inferiores a 1.5 HAs, podrán ser exceptua-das de la donación de esa reserva del 12 %, agravando aún más el déficit deespacios verdes. Al respecto, debemos tener presente que Resistencia, en suárea urbana consolidada, cuenta con sólo 2.91 m2 de espacios verdes/Hab.Esta cifra es muy inferior a parámetros internacionales que establecen valoresnecesarios de 10 m2/Hab, mientras que a nivel nacional, la Secretaría de Vi-vienda y Ordenamiento Ambiental fija un mínimo Standard de 5m2/Hab.

Las manzanas tradicionales de 100 m x 100 m, se han reemplazado por man-zanas de 42.50 m x 100 m, con calles intermedias de 15 m de ancho. Esta

partición provoca una disminución en el tamaño del lote, intensificando eluso del suelo, y como consecuencia, incrementando la impermeabilidad.

En cuanto a la vía pública, las calles de 15 m, con veredas de 3.50 m, reducenal mínimo la superficie disponible para la instalación de las demás infraes-tructuras de servicios (Agua- cloaca- telefonía- energía eléctrica ), para can-teros, y desalienta la plantación de árboles, tal como puede apreciarse en lasfotos tomadas en recorrida por distintos barrios de la ciudad.

B° Los Troncos: Calzadas de 15m de ancho o menos Calzadas de 20 m de ancho





Teniendo en cuenta esta situación, se efectuó un análisis sobre la convenienciade los posibles dispositivos amortiguadores del impacto de la impermeabili-zación, para un lote tipo de 200 m², con la condición más extrema de imper-meabilización (100%), Para este análisis se tomó como guía un trabajo similarrealizado como ejemplo de aplicación de la Ord. 5403, por los Ing J.Pilar- Depet-tris Carlos, y considerando la propuesta de usar como retardadores a los patios

deprimidos:

Se consideró como situación anterior o antecedente, a la parcela como terrenovirgen, cubierta de pastos entre un 50 y 75 % de su superficie.Para esta situación y para un TR = 10 años, se tomó el coeficiente de escorrentíatabulado en el libro de Hidrología Aplicada de Ven Te Chow- Maidment- MaysC=0.30.Para la situación futura se adoptó un valor de C = 0,83 de la misma tabla.

El Tiempo de concentración tc se calculó con la fórmula de la Federal Aviation

Agency de los Estados Unidos.

Donde:

tc: tiempo de concentración en minutosC: coeficiente de escorrentía del método racionalL: longitud del flujo superficial en kmS: pendiente de la superficie en m/m

Se trabajó con una duración de tormenta de 15 minutos y tiempo de recurrenciaigual a 10 años, utilizando las curvas Intensidad-Duración-Frecuencia de la Ad-ministración Provincial del Agua para la ciudad de Resistencia.Se realizó una distribución temporal de la lluvia en intervalos de 3 minutos me-diante el método de los bloques alternos.

tc = 22,73.(1,1-C).L .S = 3 min0,5 -0,33

Tiempo(minutos)

Intensidad(mm/hr)

ProfundidadAcumulada

(mm)

Profundidadincremental

(mm)

Intervalo(minutos)

Precipitación(mm)

Q Superficieimp.(m³/s)

CaudalAntec.

Calculo del Hietograma por el método del Bloque Alterno

Impacto de 1 Lote Sup. de lote 200m2 Sup. Impermeabilizada = 100%

Sup.cubierta = 70%

3 207,7 10,4 10,4 0-3 4,9 0,004519 0,001633

FIS = 1

FOS=0,70

6 185,6 18,6 8,2 3-6 6,7 0,006179 0,002233

9 168,4 25,3 6,7 6-9 10,4 0,009591 0,003467

12 154,5 30,9 5,6 9-12 8,2 0,007562 0,002733

15 143,1 35,8 4,9 12-15 5,6 0,005164 0,001867

Duración de la tormenta: 15 minutos, TR= 10 años



Como resultado se obtuvieron los hidrogramas para las dos condiciones con-sideradas en la parcela: la anterior sin impermeabilizar y la futura totalmenteimpermeabilizada.

A este incremento del pico del hidrograma producido por la impermeabiliza-ción, se propone mitigarlo usando la superficie de patio (30% de la superficie dela parcela – FOS = 0.70), totalmente embaldosado (FIS = 1).

Utilizando el método de Runge-Kutta, en primer lugar se prueba con Ø de salidareglamentario de 0.100, arrojando el siguiente resultado:

Método de cálculo: Runge-Kutta de 3er. Orden

00

0,002

0,004

0,006

0,0080,010

0,012

5 10 15 20 25 30

Tiempo (min)

Q entrada

Q antecedentes C a u d a l e s ( m 3 / s )

Tiempo(minutos)

Sup. en planta del reservorio: 60,00m2 Superficie de patio no cubierta

Caudal máximo de entrada

Caudal máximo antecedente

Caudal máximo de salida

Atenuación del pico respecto al hidrograma antecedente

Diám. de la salida del reservorio: 0,100m

Q anteced.m3/s

Q entradam3/s

dh4m

...

0,004

dh3m

...

0,005

dh2m

...

0,005

dh1m

...

0,000

Profund.m

Q salidam3/s

3 0,002 0,005 0,004 0,00142

0 0 0 0 0

6 0,002 0,006 0,014 0,00266

9 0,003 0,010 0,028 0,00377

12 0,003 0,008 0,041 0,00457

15 0,002 0,005 0,046 0,0048418 0 0 0,039 0,00448

21 0 0 0,027 0,00372

24 0 0 0,017 0,00295

27 0 0 0,009 0,00218

30 0 0

0,010m3/s

0,003m3/s

0,005m3/s

0,004 0,00142

0,0100,0100,0100,009

0,0140,0150,0130,011

0,0130,0120,0140,017

0,0050,0040,0060,009-0,006-0,009-0,0040,001

-0,012-0,012-0,013-0,013

-0,010-0,010-0,010-0,011

-0,008-0,007-0,008-0,009

-0,005-0,005-0,006-0,007

-39,51%



0

0

0,002

0,004

0,006

0,008

0,010

0,012

5 10 15 20 25 30

Tiempo (min)

Q entrada

Q salida

Q antecedentes

C a u d a l e

s ( m 3 / s )

Dado que el caudal de salida aún supera el caudal considerado para la condiciónoriginal de la parcela no se cumple el “impacto cero”

Si reducimos el diámetro de salida de 0.100 m a 63 mm, (el cual se deberíarestablecer al diámetro reglamentario 0.100 m previo a su salida a la calle), seobtienen los siguientes resultados:

Tiempo(minutos)

Q anteced.m3/s

Q entradam3/s

dh4m

...

0,006

dh3m

...

0,008

dh2m

...

0,005

dh1m

...

0,000

Profund.m

Q salidam3/s

3 0,002 0,005 0,006 0,00169

0 0 0 0 0

6 0,002 0,006 0,018 0,00121

9 0,003 0,010 0,037 0,00173

12 0,003 0,008 0,057 0,00214

15 0,002 0,005 0,069 0,00236

18 0 0 0,070 0,00237

21 0 0 0,063 0,00225

24 0 0 0,057 0,00213

27 0 0 0,050 0,00201

30 0 0 0,044 0,00189

0,0120,0140,0130,008

0,0190,0210,0180,015

0,0200,0190,0210,024

0,0120,0110,0140,016

-0,001-0,002-0,0030,008

-0,007-0,007-0,007-0,007

-0,007-0,007-0,007-0,007

-0,006-0,006-0,006-0,006

-0,006-0,006-0,006-0,006

Sup. en planta del reservorio: 60,00m2

Diám. de la salida del reservorio: 0,063m



00

0,002

0,004

0,006

0,008

0,010

0,012

5 10 15 20 25 30

Tiempo (min)

Q entrada

Q salida

Q antecedentes

C a u d a l e

s ( m 3 / s )

Es decir, que si llevamos la parcela en estudio desde un estado virgen a la im-permeabilización total, incrementaría el pico del hidrograma antecedente de

0,003m3/s hasta 0,010m3/s.

Si usamos el patio como elemento retardador, con una salida de 63 mm, estepico se reduce a 0,002m3/s, con lo que se logra una amortiguación de más del31% respecto de la situación antecedente, con una depresión del nivel del patio= 0.069 m.

Estamos en condiciones de afirmar que los patios deprimidos son solucioneseficaces, además de prácticas y de bajo costo, en lo que respecta al concepto de“impacto cero” .

No se debe olvidar que el común de la gente aún no ha incorporado el conceptode “Impacto Hidrológico Cero” y en muchos casos ofrece resistencia a la incor-poración de elementos estructurales ajenos a su vivienda, que reduzcan sus es-pacios disponibles o afecten la estética de la misma, como podrían ser tanquessobre el nivel del piso, o cámaras enterradas, cuyas superficies en planta debenser de considerables dimensiones para limitar la profundidad, (inferior a 0.30maproximadamente), a fin de que la descarga se produzca por gravedad y el nivelde salida sea compatible con un futuro proyecto de pavimento.

Lógicamente el control a nivel lote no se puede realizar si no contamos con unanorma que nos habilite a efectuar dicho control.

Caudal máximo de entrada

Caudal máximo antecedente

Caudal máximo de salida

Atenuación del pico respecto al hidrograma antecedente

0,010m3/s

0,003m3/s

0,002m3/s

31,52%



Aquí surge una segunda conclusión: necesidad de ampliar el área de aplica-ción de una norma como la 5403 que controle la impermeabilidad en toda laciudad.

Teniendo en cuenta los puntos que son necesarios aclarar surgidos de la apli-cación de la ordenanza, y luego de consultas con Técnicos municipales de las

Áreas de Planeamiento Urbano, Catastro, Control de Usos y Ocupación Urbana,y Dirección General Tributaria, se propone el siguiente proyecto de modificaciónde la Ordenanza 5403/01:

VISTO:

La necesidad de implementar medidas estructurales y no estructurales para elmanejo de las aguas pluviales en toda la ciudad de Resistencia, en tiempo yespacio, en base a la tendencia de ocupación urbana y compatibilizando esedesenvolvimiento con la infraestructura, para evitar perjuicios económicos yambientales; y CONSIDERANDO:

Que la falta de ordenamiento hidrológico agrava los conflictos de las actividades

urbanas en su conjunto, llegando a generar situaciones de alta criticidad;

Que el crecimiento de la ciudad, aumenta la cubierta impermeable en las cuen-cas urbanas y reduce la capacidad de infiltración del suelo, produciendo unincremento en el volumen y la velocidad de escurrimiento, resultando caudalesmayores a aquellos que ocurrían con anterioridad al proceso de urbanizacióny/o densificación, afectando la capacidad de los desagües existentes y condicio-nando el funcionamiento del sistema en la totalidad de la ciudad;

Que es necesario establecer instrumentos que regulen el manejo de las aguas deorigen pluvial antes de la salida de cada parcela, mitigando el efecto hidrológicoen su origen, de manera que generen condiciones de “IMPACTO CERO” en la ca-pacidad y funcionamiento del sistema de desagües pluviales existentes;

Que la aplicación de criterios normativos sobre la ocupación del espacio urbanocon sentido hidrológico producen una disminución en la sección y por lo tantoen el costo de los desagües pluviales que se proyecten y una optimización en elfuncionamiento de los existentes;

Que el que produce un efecto hidrológico negativo, debe hacerse responsabledel mismo, de manera de no perjudicar con su accionar a la comunidad;

Ordenanza Nº 5403/01

Resistencia



Que se ha capitalizado las importantes experiencias recogidas en oportunidadde realizarse el “Curso de Posgrado en Hidrología Urbana” , dictado por la Facul-tad de Ingeniería de la UNNE, que convocaron al personal técnico del municipio,de donde se recogieron sugerencias elaboradas y discutidas en esos encuentrosque por su importancia se considera necesario incorporar a la normativa urba-na;

Que en la Carta Orgánica Municipal, en sus Artículos 50º y 103º, se establecerespectivamente “la importancia de la ciencia y la tecnología como instrumentosadecuados para la promoción humana, el desarrollo sostenible y el mejoramien-to de la calidad de vida (el Municipio) “Promoverá, organizará, ejecutará y difun-dirá acciones de investigación, innovación y aplicación científica y tecnológica,en coordinación con Universidades e instituciones públicas y/o privadas. Ase-gurará la participación de la comunidad en estos procesos y su transferencia eintercambio”, y “se prevé la adopción de medidas no estructurales que serán “...

las restricciones correspondientes a la impermeabilización”; Que la sanción de la Ordenanza 5403- Anexo III convirtió a la ciudad de Re-sistencia en pionera en la República Argentina al abordar esta problemáticaintroduciendo el criterio de “impacto hidrológico cero” mediante la aplicaciónde medidas no estructurales tendientes a evitar un crecimiento desmedido delos volúmenes de escurrimiento superficial, permitiendo congelar la situaciónactual;

Que el área de aplicación de esta Ordenanza se limita al casco céntrico y algunasextensiones sobre las Avenidas, siendo necesario su ampliación a la totalidad

de la ciudad;

EL CONCEJO MUNICIPAL DE LA CIUDAD DE RESISTENCIASANCIONA CON FUERZA DE ORDENANZA :

ARTÍCULO 1 - DEJAR sin efecto el Anexo III de Ordenanza 5403

ARTÍCULO 2 - APROBAR para todo el ejido de la ciudad de Resistencia las Me-didas para el control de la Impermeabilización que como Anexo I forman parte

integrante de la presente.

ARTÍCULO 3 - ESTABLECER que el Ejecutivo Municipal incorpore a las ordenan-zas General Impositiva y Tributaria, a través de las áreas competentes, el meca-nismo de aplicación de premios y/o bonificaciones a impuestos o tasas, segúncorresponda, destinados a los contribuyentes que favorezcan las buenascondiciones hidrológicas- ambientales, dentro de su lote, cumpliendo lo estable-cido en el artículo N° 4 del Anexo I.

ARTÍCULO 4 - REFRENDE la presente el señor Secretario del Concejo Municipal.

ARTÍCULO 5 - REGÍSTRESE, pase a Intendencia Municipal, Notifíquese, Publíque-se, a sus efectos, tome conocimiento Secretaría de Obras y Servicios Públicos, ySecretaría de Economía, cumplido, archívese.



Anexo:

ARTÍCULO 1 - definiciones:

Factores de Impermeabilización:Se definen como factores de impermeabilización:

FIS (Factor de Impermeabilización del Suelo):Representa el grado de impermeabilización o superficie no absorbente del sue-lo.Este valor resulta de dividir la superficie total conformada por cubiertas y pisos,en proyección horizontal, por la superficie total del terreno.

FIT (Factor de Impermeabilización Total):Representa el grado de impermeabilización o superficie no absorbente total.Este valor resulta de dividir la superficie total construida en la parcela más lasuperficie de pisos no cubiertos, por la superficie total del terreno.Para el cálculo de la superficie total construida se considerará la sumatoria delas superficies cubiertas de cada nivel.

Impacto Hidrológico Cero: El pico del hidrograma generado con el FIS y FIT pro-puestos no podrá superar en más de un 10% el pico del hidrograma generadocon el FIS y FIT antecedentes.

ARTÍCULO 2 - valores admitidos:

Sin evaluación hidrológica, cuando se cumplan simultáneamente:

FIS < FOS admitido según Distrito y FIT < 4 FIS.

ARTÍCULO 3 - con evaluación hidrológica para todos los casos que no se en-cuadren en lo establecido en el Art. 2°.

Superados los valores fijados en el Artículo 2º), toda propuesta de edificacióndeberá estar acompañada de una evaluación hidrológica, elaborada por profe-

sional matriculado habilitado a tal fin, que demuestre el cumplimiento del “im-pacto hidrológico cero” en los sistemas de desagües pluviales de la ciudad.

Para ello, se deberán prever dentro de cada parcela, dispositivos o mecanismosatenuantes del efecto producido por las precipitaciones intensas.Estos dispositivos surgirán como resultado del estudio hidrológico de la inci-dencia de la construcción propuesta, en relación con la condición antecedentede la parcela.



Cuando se aplique el Método Racional, se considerará una duración del eventoigual a 1.5 tc.

La instalación de los dispositivos deberá estar concluida y en funcionamiento almomento de la materialización de la impermeabilización.

3.1- Para los casos en que los valores de FIS Y FIT antecedentes sean superioresa los establecidos como límite en el Art. 2°, se deberá retrotraer la impermeabi-lidad hasta cumplir con dichos valores, o mitigar su efecto cumpliendo con loestablecido en el Art.3°.

3.2- Cuando se trate de edificios entre medianeras o de semiperímetro libre, y

se cumpla que FIT > 4 FIS, se deberá colectar el volumen de la precipitación queescurre sobre la /las paredes medianeras y resolver su evacuación dentro de loslímites del lote que causa el impacto.

ARTÍCULO 4 - recuperación de espacios con superficie absorbente

A fin de la instrumentación del Artículo 3° de la presente ordenanza, se conside-

rarán como condiciones hidrológicas-ambientales favorables para aquellos lotesque cumplan los parámetros establecidos en el artículo 2° del presente anexo,manteniendo parquizada la superficie no cubierta. Es decir, a aquellas parcelascuya superficie verde respecto del total del área sea mayor _30%

Para efectivizar la bonificación y/o premio, será condición sine quanon que lasveredas correspondientes a dichas parcelas, cuenten con canteros con super-ficie mínima reglamentaria, con bordes que no superen la cota de la vereda; ycomo mínimo 1 árbol por cada 10 metros de frente y/o lateral (para parcelasubicadas en esquinas).

Las curvas I-D-F – (Intensidad – Duración – Frecuencia), elaboradas para laciudad de Resistencia por el departamento de Hidráulica de la Facultad deIngeniería.

La determinación de la tormenta de diseño, se hará aplicando el método delos bloques alternos, para un evento con 10 años de tiempo de retorno.

El tiempo de concentración “tc” se calculará mediante la fórmula del SCS Lag.,o cualquier otra que se demuestre apta para representar ese parámetro deldrenaje en cuencas urbanas.

Para el estudio hidrológico se deberá tener en cuenta:



Texto 5403:

Valores admitidos:

a) Sin evaluación hidrológica, para los siguientes casos:

1 - Cuando se cumplan simultáneamente:

FIS < 0,70 y FIT < 4 FIS.

2 - Se admitirán propuestas de edificación sin evaluación hidrológica, en los ca-sos en que los incrementos de FIS y FIT propuestos no superen el 10% respectode los FIS y FIT ANTECEDENTES.

b) Con evaluación hidrológica: para todos los casos que no se encuadren en loestablecido en a) 1. ó a) 2..

Este texto, tal como está, introduce distintas interpretaciones, en aparente con-traposición.Pto.1.Desde el punto de vista conceptual, el Anexo III de la Ordenanza 5403 tie-ne por objetivo garantizar en los terrenos del casco céntrico que cuentan actual-mente con espacios vacantes para construcción, que la impermeabilidad futurade los mismos se estabilice en un valor cercano al 70% de la superficie total.

Pto 2. Establece una tolerancia por incertidumbres de cálculo.Suele darse el caso, por ejemplo, para una construcción con FIS antecedente =0.5 que tenga proyectado ampliar su vivienda a un FIS =0.65, es decir se cumpleel Pto. 1 pero no el Pto. 2. O viceversa, de un terreno baldío construir directa-mente con un FIS =0.65, en cuyo caso se cumple el Pto. 1 pero no el Pto. 2.

Si lo que se pretende es un “impacto hidrológico cero” total, bastará con estable-cer en forma general que :“El pico del hidrograma generado con el FIS y FIT propuestos no podrá superar elpico del hidrograma generado con el FIS y FIT antecedentes”

Si además queremos tener en cuenta la tolerancia mencionada, se podría expresar :“El pico del hidrograma generado con el FIS y FIT propuestos no podrá superar enmás de un 10% el pico del hidrograma generado con el FIS y FIT antecedentes”

El inconveniente que se presenta en este caso es que absolutamente todas lasconstrucciones de la ciudad, hasta las menos incidentes, deberán realizar unaevaluación hidrológica, lo cual, además requiere de una superestructura admi-nistrativa de aprobación y control.

La propuesta es mantener el criterio del Pto 1 de la Ord. 5403, intentando ga-rantizar en los terrenos de toda la ciudad un límite para que la impermeabilidadfutura se estabilice en un valor < al 70% de la superficie total que concuerde con

Análisis de las modificaciones propuestas a la 5403



el FOS admitido para cada distrito, que por otro lado, nunca supera el 0.70.

El texto debe ser claro, de manera de evitar cualquier planteo posterior:

Art 2 .Sin evaluación hidrológica, cuando se cumplan simultáneamente:

FIS < FOS admitido y FIT < 4 FIS.

Art. 3 Con evaluación hidrológica para todos los casos que no se encuadren enlo establecido en el Art. 2.

Se introduce además:

“Para los casos en que los valores de FIS Y FIT antecedentes sean superiores a losestablecidos como límite en el Art.2, se deberá retrotraer la impermeabilidad hasta cumplir con dichos valores, o mitigar su efecto cumpliendo con lo establecido

en el Art.3°.”

(Aquí se intenta recuperar como absorbentes los espacios que estaban en condi-ciones impermeables, o en su defecto, que se mitigue su impacto, lo cual no seconsideraba en la 5403. Además da una herramienta para aplicar los parámetrosde impermeabilización a aquellas construcciones no declaradas que se presen-tan como “relevamientos” .)

“Cuando se trate de edificios entre medianeras o de semiperímetro libre, y se

cumpla que FIT > 4 FIS, se deberá colectar el volumen de la precipitación que escurre sobre las paredes medianeras y resolver su evacuación dentro de los límitesdel lote que causa el impacto.”

(Si bien este texto puede considerarse que se halla implícito en la 5403, es origende cuestionamientos, por lo que conviene dejarlo expresamente establecido.)

ARTÍCULO 4 - recuperación de espacios con superficie absorbente.

“A fin de la instrumentación del Artículo 4° de la presente ordenanza, se conside-

rarán como condiciones hidrológicas-ambientales favorables a aquellos lotes quecumplan los parámetros establecidos en el artículo 2° del presente anexo, manteniendo parquizada la superficie no cubierta.

Es decir, las parcelas cuya superficie verde respecto del total del área del lote seamayor _30%

Para efectivizar la bonificación y/o premio, será condición sine qua non que lasveredas correspondientes a dichas parcelas cuenten con canteros con superficiemínima reglamentaria, con bordes que no superen la cota de la vereda; y como

mínimo 1 árbol por cada 10 metros de frente y/o lateral (para parcelas ubicadasen esquinas)”



Este último párrafo se coloca porque no se puede bonificar un propietario queno tiene su vereda en condiciones reglamentarias.

Consultadas las Direcciones Generales Tributaria y de Catastro, el proceso quese da en la práctica para incorporar una modificación en el aspecto tributario eslargo y debe darse paso a paso. Lo primero sería incorporar un Artículo como

el N° 3 de la Ordenanza, para poner en funcionamiento los estudios técnicos yeconómicos para fundamentar y reglamentar la propuesta.Una vez cumplimentada esa etapa, el siguiente paso consistiría en incorporar lapropuesta surgida a las Ordenanzas Generales Tributaria e Impositiva.

De un primer análisis, la bonificación que se sugiere, es un 10% aplicada a lastasas de servicios, dado que se trata de un aporte a la infraestructura (y no mo-difica el capital, por lo que no se puede afectar el impuesto inmobiliario)

En cuanto al porcentaje propuesto, se han tomado como indicativos, valores de

un informe elaborado por Ing. Jorge Pilar, sobre la trascendencia económica queintroducen las medidas no estructurales como el Anexo 3 de la ordenanza 5403en dos cuencas de nuestra ciudad (los Hacheros y Av. Hernandarias): entre un10% y un 20% de disminución en la sección necesaria para los desagües, con laconsecuente disminución de costos de la obras.

Recomendaciones:

Como ya se ha mencionado en este trabajo, el común de la gente aún no tieneincorporado el concepto del “ImpactoHidrológico Cero” , por lo tanto, resultade fundamental importancia emprenderuna intensa y masiva campaña publici-taria de difusión de estos conceptos hi-drológicos- ambientales, a fin de crearconciencia en la ciudadanía, ya que no

es conveniente aplicar normas que exi- jan y/o penalicen situaciones que lagente desconoce.

A tal fin, se ha adaptado un esquemagráfico ya existente, proponiéndolocomo síntesis de la aplicación del nuevoconcepto y que refleje su importanciapara la ciudad de Resistencia:



Sólo mediante la información y aceptación de estos conceptos se podrá garanti-zar a futuro mediato, buenos resultados de la aplicación de la norma.

Por otro lado, es necesario organizar una estructura control eficaz, que incluyamonitoreos periódicos, y evaluación de los resultados obtenidos, de manera quepermita ir adecuando los puntos que se consideren necesarios.

Bibliografía:

“Gestión Ambiental de las Aguas de Lluvia” Ing. Daniel Allasia. Instituto de Pesquisas Hidráulicas de laUniversidad Federal de Río Grande Do Sul.

“Medidas de control en lotes” Tesis Maestría- Marcus Aurelio Soares Cruz - Universidad Federal de RíoGrande Do Sul

“Uso de medidas no estructurales para controlar el aumento de áreas impermeables en la ciudad de Re- sistencia”. (Artículo seleccionado del I Seminario de Drenaje Urbano del MERCOSUR) Autores: Ing. JorgePilar e Ing. Carlos A. Depettris,

“Estudio de la viabilidad técnica de la implantación de retardadores de escurrimiento en lotes urbanos”.Autores: Ing. Alejandro E. Pilar e Ing. Rolando H. Biain.

“Impacto cero”. Autores: Ing. Jorge Pilar e Ing. Carlos A. Depettris.

Material provisto en el “Curso de Posgrado de Hidrología Urbana”

Ord. 5403- Anexo III-

Análisis y Propuestas para el Plan de desarrollo estratégico para Resistencia- Comisión de Urbanismo eInfraestructura-Unidad Ejecutora Municipal Año 2006





“Estudio de posibles Medidas Estructurales yno Estructurales sobre una cuenca de la

Ciudad de Corrientes - Argentina”

Arce Guillermo, Espínola Julio, Carrillo Del Pino Cristina

Introducción:

El presente trabajo analiza la instalación de grandes emprendimientos comer-

ciales en un predio de 50 hectáreas, que constituían el ex hipódromo Corrien-tes, inserto en un área totalmente urbanizada de la ciudad de Corrientes, queproducirá un alteración de las condiciones naturales del escurrimiento pluvial,debido al relleno y la impermeabilización de gran parte del sector, hasta ahoracon bajas condiciones de impermeabilidad.

El impacto de esta urbanización en el drenaje de la cuenca en que se ubica, eslo que se quiere analizar, planteando distintas alternativas y escenarios, con lapropuesta de obras estructurales y medidas no estructurales, que permitan la

mitigación del citado impacto.

Figura 1 - De ubicación general



Localización de la zona estudiada

El área elegida para ser estudiada, conocida como Ex hipódromo, es un predio de 50hano urbanizado, forma parte del barrio Hipódromo y está ubicado en el sector Norte dela ciudad a unos 800m del río Paraná, y recientemente ha sido vendido y loteado.

Se halla inserto en una zona totalmente urbanizada, y se encuentra circunva-lada por dos importantes avenidas (Av. Armenia y Av. Centenario) que sirvende acceso a la ciudad y en las que existen conductos de desagües pluviales quedescargan directamente al río Paraná.

Breve descripción de la situación problema

Ha sido solicitado al Municipio de Corrientes, una autorización de uso de suelopara la construcción de un Centro Comercial e Hipermercado (Wal Mart) queabarca un sector de alrededor de 60.000m2, con una impermeabilización estima-

da de un 80% del Barrio Hipódromo de la ciudad.

Por otra parte, esta obra traerá aparejada la construcción de una avenida transver-sal (futura Av. Güemes) que servirá de interconexión de las avenidas antes men-cionadas (superficie 8500m2). Está proyectado un pavimento rígido con dos ban-das de 7,30m de ancho cada una y con un parterre central de 6,50m de ancho.

La instalación de esta nueva obra de urbanización producirá una alteración delas condiciones naturales, debido al relleno e impermeabilización de una impor-tante fracción de la cuenca.

Ante la desaparición de una parte de los reservorios y humedales existentes, elexcedente de agua provocará el anegamiento de zonas aledañas; constituyendouna situación que se verá incrementada con el aporte de escurrimientos superfi-ciales del área en que se construirán las obras civiles mencionadas.

Tal como se describiera, existen sobre las avenidas conductos de desagües pluvialesque prestan en la actualidad un servicio muy precario por falta de limpieza y man-tenimiento. Por esta razón se hallan parcialmente obstruidos, debido a la erosióndel suelo proveniente de las calles de tierra aledañas durante las precipitaciones.

Fundamentación:

Antecedentes

Los requerimientos son constantes por parte de otras áreas de la Municipalidady de otras reparticiones y organismos oficiales y privados, de cómo dar solucióna distintos problemas emergentes del crecimiento no planificado.

El relleno de zonas deprimidas por parte de particulares e incluso de Organis-mos oficiales como metodología constructiva y de planificación de nuevos asen-tamientos, modifican las pendientes y sentidos de escurrimiento naturales.



El constante crecimiento de la ciudad en distintas direcciones casi siempre sinplanificación y con grave déficit de servicios, avanzando sobre humedales, la-gunas, canales y depresiones naturales que actúan como reguladores duranteprecipitaciones. (Ver Figura 2).

Es obsoleto el Plan Director de desagües pluviales de la ciudad para algunos

sectores de la misma.

Existe la necesidad de dar respuestas específicas a una nueva zona pronta aurbanizarse.

La existencia de zonas inundables con radicación precaria de viviendas, conejemplos en Barrio Laguna Seca, Barrio Independencia, Barrio La Olla, etc., fun-damentan el trabajo a realizar.

Motivaciones

El ser funcionarios de la Municipalidad de la Ciudad de Corrientes, lleva a aten-der una gran cantidad de situaciones de emergencias, derivadas de inundacio-nes por precipitación.

La imposibilidad de dar adecuada respuesta y en tiempo real a las emergencias porinundación tal y como está planteado el actual esquema de escurrimiento de la ciudad.

La necesidad de contar con métodos, criterios y herramientas para el control deimpacto de urbanización sobre distintas cuencas de la ciudad para garantizar elfuncionamiento de las prestaciones mínimas durante lluvias importantes.

La constante presión social de habitantes radicados en estas zonas para obtenerlos servicios de infraestructura propios de la ciudad.

La mejora de calidad de vida de los vecinos con la aplicación de un enfoqueambientalista sobre las cuestiones atinentes al diseño y control de la infraes-tructura de nuevos asentamientos.

La creación de nuevos lugares de esparcimiento de los vecinos que a la vez atien-dan conceptos de mitigación y regulación de crecidas durante precipitaciones.El hecho que la futura urbanización que es objeto de estudio, se halla inserta enuna zona densamente poblada, y que cualquier modificación de las condicionesnaturales de escurrimiento tendrá alto impacto sobre la zona aledaña.





Descripciones Generales:

Rasgos Físicos de la Provincia de Corrientes

Superficie: 88.199 km2 Población: 926.989 habitantes, 2,6% de la población total del país.

La provincia de Corrientes forma parte de la Mesopotamia argentina, llamadatambién litoral. Es una provincia llana, cuyas mayores alturas están en la regiónEste; hacia el oeste hay una serie de escalones cuyas alturas disminuyen hastallegar al río Paraná. El área de los esteros y lagunas del Iberá, que cubre un cuar-to de la superficie provincial, es una extensa depresión de suelos de derramevolcánico, cubiertos posteriormente por sedimentos de origen fluvial y eólico.El área exacta que ocupan los bañados varía según la altura de los ríos de laregión, con los que está conectada subterráneamente; si bien la margen sur dela zona está claramente definida por el límite natural de la geología entrerriana,una zona de lomadas bajas que ocupa la mitad sur de la provincia, sus fronterasnoreste y noroeste no tienen solución de continuidad con el resto del paisaje.

Situación geográfica de la provincia de CorrientesCorrientes se ubica en el centro de la región mesopotámica, en el corazón dela Cuenca del Plata, donde concluyen los ríos Paraguay y Paraná. Esta provin-cia, de forma trapezoidal, está localizada en el ángulo nordeste del país. Porconsiguiente, se halla en la región del NEA (Nor-Este-Argentino).

Suelo y relieveLa provincia totaliza poco más o menos 1585 Km. de perímetro, de los cualessolamente 30 Km. son de límites convencionales; vale decir, no son determi-nados por cursos de agua ni cordones montañosos.

En su parte más ancha, de Este a Oeste, mide unos 345 Km., y en su parte másprolongada, de Norte a Sur, 384 Km. aproximadamente.El relieve correntino corresponde al de una dilatada llanura con creciente ele-vación de Sur a Norte, rodeada por seis cursos de agua que le confieren un as-pecto insular, con abundancia de canales interiores y grandes zonas lacustrescubiertas de infinidad de lagunas y esteros.

Topográficamente la provincia puede considerarse dividida por la laguna Ibe-

rá y su prolongación en el río Corriente, de nordeste a sudoeste, en dos re-giones de características peculiares constituidas por otros tantos triángulosgeográficos: la zona occidental y la zona oriental.

ClimaEl clima que predomina es subtropical sin estación seca, con precipitacionesabundantes y temperaturas elevadas , con escasas variaciones diarias y esta-cionales, sobre todo en el noroeste.

LluviasLas precipitaciones se distribuyen en forma irregular en todo el territorio:

varía entre los 1.000 mm. anuales en el ángulo sudeste hasta los 1.500 hacialos límites con Misiones. Llueve un 40% más en el Norte y en el Este de la provincia que en el Sur. Los meses lluviosos son Marzo y Abril ; en cambio se llegaal mínimo en Julio y Agosto.



Características Topográficas y de sueloLa gran región occidental de la Provincia de Corrientes donde se inserta laciudad capital, es una gran planicie sedimentaria, comprendida entre el RíoParaná y la depresión del Iberá. La ciudad de Corrientes se halla situada en lasubregión del Albardón y Planicie subcóncava del Paraná y afluentes.

Algunos parámetros climáticosCorrientes tiene una clima subtropical, cálido y lluvioso, con precipitacionesque oscilan entre 1200 a 1500 mm anuales, con una temperatura media anualde 21 ºC y una humedad relativa del 75%.

Aspectos hidrológicosCorrientes se halla ubicada sobre la margen izquierda del Río Paraná, en eltramo medio de dicho cuerpo de agua. Este tramo, que se extiende desde laconfluencia con el río Paraguay hasta la ciudad de Rosario, cuenta en su mar-gen izquierda con partes formadas por altas barrancas. El ancho del río tieneunos 4.000 m frente a la ciudad.

El régimen del río es muy regular, en todo su recorrido y presenta un marca-

do incremento de caudal durante los meses de verano y estiajes durante losmeses invierno. El caudal módulo del río es de 16.000 m3/seg.En lo que hace a los cuerpos de agua que cruzan el ejido urbano, cabe men-cionar los siguientes:

Cuenca del arroyo Salamanca: abarca el casco histórico y la zona del centrocomercial administrativo de la ciudad, cubriendo un área de 140 ha.

Cuenca del arroyo Poncho Verde: abarca una superficie de 400 ha.

Cuenca del arroyo Limita: se extiende sobre la zona sur desde la Av. 3 de abrilhasta laguna Ñapindá.

Cuenca del arroyo Santo Domingo (zanjón del barrio Anahí): situada al Nortede la Av. Independencia, abarca una superficie de 350 ha.

Cuenca de la Laguna Seca: ubicada al Sur de la Av. Independencia, comprende 820 ha.

Características de Corrientes y la Zona en Estudio

La ciudad de Corrientes está ubicada sobre la ribera oriental del Río Paraná cercanaa la confluencia con el Río Paraguay. El Departamento capital abarca una superficiede 522 km² y limita al norte y al Oeste con el Río Paraná y al Este con los Departa-mentos de San Cosme y San Luis y al Sur con el Departamento de Empedrado.



DondeQ: caudal de pico, en m3/s.C: coeficiente adimensional, (siempre menor que la unidad) que relaciona lalluvia total con la lluvia excedente. Para el caso que se desprecien los efectos dealmacenamiento, este coeficiente es llamado de escurrimiento superficial.i: intensidad media de lluvia em mm/hora.A: área de la cuenca en km2.

Se optó por este método debido a que es apropiado para trabajar con cuencasrelativamente pequeñas, cercana a los 3 km2, con los siguientes supuestos:

Metodología:

Corrientes tiene una participación poblacional total del 35,5 % del provincial, con328.868 habitantes.

Comprende unas 3.000 manzanas incluyendo zonas urbanas y suburbanas. El

Departamento Capital ha seguido un proceso de concentración a expensas de lapoblación provincial con un mayor incremento en el periodo 1980 -1991.

Elección de la Metodología de Trabajo

Para la estimación del escurrimiento superficial de la cuenca estudiada se utilizóel Método Racional, donde el caudal se expresa a través de la siguiente ecuación:

Q= 0,277 x C x i x A

La lluvia puede considerarse constante en el tiempo.

La lluvia puede considerarse uniformemente distribuída en el espacio.

La duración de la lluvia es igual al tiempo de concentración de la cuenca.

El efecto de almacenamiento se supone despreciable como es de suponersepara cuencas urbanas pequeñas.

Aplicación de la Metodología de Trabajo

Determinación de superficiesPara la determinación de las áreas de estudio de la cuenca (A), se realizó eltrazado de los límites de la cuenca. Luego se procedió a realizar medicionesen el terreno para determinar las superficies de trabajo de Manzanas y Callesexistentes.

Además, para esta tarea se utilizaron planos catastrales de la Ciudad paraverificar y ajustar, los resultados obtenidos durante la medición.



Tipificación de Manzanas y Calles de la cuencaCon base en los parámetros que utiliza el Método del Servicio Conservaciónde suelos de USA para la determinación del Número de curva (CN) (uso y tipode suelo, grado de impermeabilidad, humedad antecedente, etc.), se realizóuna tipificación de las manzanas existentes que componen la cuenca. A cadatipo de Manzana y calle se le asignó un valor de escorrentía C, tomados detablas del “Drenagem Urbana” – Tucci – Porto – De Barros, las cuales presen-tan los intervalos más usuales para el método que se usa y atendiendo a las

características del suelo, cobertura, tipo de ocupación, etc.

Se utilizó esta metodología debido a la relativa facilidad con que pueden rele-varse u obtenerse, los aspectos que caracterizan a la misma.

Figura 2 - Amanzanamiento propuesto

Para la determinación de las superficies de amanzanamiento futuro, se dibujóun nuevo esquema de vias de circulación vehicular, uniendo las proyecciones delas calles que rodean al Hipódromo y además se incluyó la traza de la futura Av.Güemes (con Proyecto Ejecutivo) en dicho esquema, quedando así determinadaslas posibles trazas de las manzanas una vez que se realicen los loteos del restode los predios que constituyen la zona que se estudia.



Uso Residencial

Uso Residencial

Uso Residencial

Uso Residencial

Uso Residencial

Uso Residencial

Uso Residencial

Uso Residencial

Uso Residencial

Espacios Abiertos

Espacios Abiertos

Espacios Abiertos

Espacios Abiertos

Espacios Abiertos

Espacios Abiertos

65% Impermeable

65% Impermeable

65% Impermeable

38% Impermeable

38% Impermeable

38% Impermeable

30% Impermeable

30% Impermeable

30% Impermeable

Cobertura 75%

Cobertura 75%

Cobertura 75%

con Arboles

con Arboles

con Arboles

Valor de C = 0.49

Valor de C = 0.66

Valor de C = 0.82

C = 0.83 - 0%

C = 0.83 - 10%

C = 0.83 - 70%

C = 0.83 - 10%

C = 0.83 - 20%

C = 0.83 - 15%

C = 0.83 - 20%

C = 0.83 - 30%

C = 0.83 - 0%

C = 0.40 - 60%

C = 0.83 - 30%

C = 0.40 - 10%

C = 0.38 - 10%

C = 0.38 - 10%

C = 0.38 - 5%

Tipo 1 (T1)

Tipo 2 (T2)

Tipo 3 (T3)

Con criterio similar se procedió a la tipificación de las calles que componen la cuenca,pero atendiendo a características específicas de éstas. (Valores tomados de Chow)

Calle Tipo 1 (C1)

Calle Tipo 2 (C2)

Calle Tipo 3 (C3)

Pavimento de Hormigón

Pavimento Asfáltico

Calle de Tierra

C = 0.83

C = 0.81

C = 0.65



Se realizó un trabajo de campo con observación “in situ” de los parámetrosarriba mencionados. Por otra parte, se contrastaron los datos relevados conimágenes satelitales disponibles de la zona para ajustar estos valores.

Este cálculo se realizó para los cuatro escenarios planteados con un gradocreciente de impermeabilización.

Figura 3 - Comprobación de usos del suelo

Determinación del coeficiente de escorrentía de la cuencaPara la determinación del Coeficiente de escorrentía (C), se parte de la tipi-ficación adoptada, debido que la zona en estudio presenta una ocupaciónheterogénea, se calcula un valor de C, a través de una media ponderada de losdiversos valores de ocupaciòn específica, utilizando la siguiente expresión:

Cponderando= ∑ Ci x Ai A1

C: coeficiente medio de escurrimiento superficial.A: área de drenaje da la cuenca.

Ci: coeficiente de escurrimiento superficial correspondiente a la ocupación(manzana o calle).Ai: área de la cuenca correspondiente a la ocupación (manzana o calle).

Determinación del Tiempo de concentración.Determinación de tiempos de concentración tc , este valor es junto al coeficien-te de escorrentía uno de los parámetros cruciales del Método Racional. Éste

representa el tiempo de escurrimiento necesario desde el punto más alejadode la cuenca hasta la sección de salida que se estudia. Existen diferentes fór-mulas para calcular este parámetro las cuales tienen en cuenta, las caracte-rísticas físicas de la cuenca, el tipo y grado de ocupación y la intensidad de



El tiempo ti puede ser subdividido en otros dos tipos de escurrimiento eltiempo ti1, correspondiente a un escurrimiento laminar y no se prolonga pormás de 50 metros. Y el tiempo ti2, de escurrimiento no laminar. Pueden cal-cularse utilizando las siguientes expresiones:

Se realizó el cálculo del tiempo de concentración para cada uno de los escenariosplanteados, atendiendo a las variaciones de las condiciones para cada una de ellas.

tc= ti + tt

V= C v x S 0,5 ti2= L/V

ti1= 0.65 x (1.1 - C) x L1/2

S 1/3

Determinación la Intensidad de la tormentaPara obtener la Intensidad de diseño se adoptaron las curvas I – D – F de laciudad de Resistencia, elaboradas por el Departamento de Hidraúlica de laFacultad de Ingeniería de la Universidad Nacional del Nordeste. La elecciónresponde a la accesibilidad y disponibilidad de estos datos y a la relativa cortadistancia existente con la ciudad de Corrientes. Se adoptó como tiempo derecurrencia 10 años, según se desprende de las recomendaciones “DrenagemUrbana” (Tucci-Porto-De Barros) para escurrimiento superficial según el tipo

de ocupación de la superficie.Se determinaron los valores de I, correspondientes a cada uno de los escena-rios planteados.

lluvia. La mayoría de las expresiones propuestas son empíricas, por lo que sedebe poner cuidado al momento de elegir una de ellas, para que la fórmula se-leccionada se aproxime a las condiciones de la cuenca que se estudia. Se adoptala expresión indicada para el Método racional en “Drenagem Urbana” – Tucci –Porto – Barros, que presenta la siguiente hipótesis:En áreas urbanas, el tiempo de concentración puede ser dividido en dos partes, un

tiempo inicial ti de recorrido hasta la red de drenaje (usualmente el primer sumidero), y un tt de translación en la red de drenaje (conductos, canales, etc.)

Cálculo del Caudal MáximoUna vez obtenidos los parámetros anteriores y utilizando la expresión delcaudal que propone el Método racional se realizaron los cálculos correspon-dientes a cada uno de los escenarios de análisis.

Q= 0,277 x C x i x A

Estos caudales volvieron a calcularse considerando el Método del Servicio deConservación de Suelos USA, para tener en cuenta en efecto de almacena-miento de la cuenca, según la siguiente expresión:



Planteo de escenarios

En este trabajo se plantean hipótesis con diferentes configuraciones de la cobertura superficial de la cuenca con grados crecientes de urbanización e imper-meabilización. Para estimar los valores de grado de urbanización se tuvieron encuenta las proyecciones que se realizan en el Plan Director Hídrico de la Ciudadde Corrientes, basados en proyecciones de crecimiento poblacional para el pe-riodo 2000-2050.

Para llevar a cabo estas proyecciones se diseñaron amanzanamientos futurosde la zona en estudio tal como se explicó en la determinación de las superficiesde análisis.

Se plantearon cuatro hipótesis de crecimiento:

Q= 2,75 x Cp

Donde: “Drenagem Urbana” (Tucci, 1993)Q: caudal de pico en m3/seg.Cp: coeficiente relacionado con el valor X (factor de decaimiento) del hidro-

grama triangular propuesto por el Método del Servicio de Conservación deSuelos USA. Este valor está también relacionado con Tp (tiempo de ocurrenciadel pico). Cuanto mayor es el valor de X, mayor será la duración del escurri-miento superficial y más abatido será el pico, o sea mayor será el almacena-miento de la cuenca. Para el cálculo de cada escenario se adoptó el valor: 0.75,sugerido en la tabla 2.12 “Drenagem Urbana” (Tucci-Porto-De Barros - Capí-tulo 4 – pág 151).Tp: tiempo de ocurrencia del pico (en horas).A: área de la cuenca en km2.

Los caudales fueron calculados para cada uno de los escenarios propuestos,ANEXO TABLAS, Tablas Nº 1 a 4 y los resultados comparados fueron consig-nados en la Tabla Nº 5.

Para las situaciones 3 y 4 se planteó el grado creciente de urbanización como unincremento en el porcentaje de Manzanas TIPO 1 que pasan a TIPO 2 y de TIPO2 a TIPO 3. De igual manera se procedió con las calles, considerando un gradocreciente de pavimentación tal que un porcentaje de Calles de tierra C3, pasó aser calle con pavimento de Hormigón C1.

Para el escenario 4 se plantea como hipótesis, la realización de medidas de controlno estructurales consistentes en la introducción de Ordenanzas Municipales quegaranticen que un 25 % del total de superficie loteada no será impermeabilizada.

Tp

A

Situación actual próxima con bajo grado de ocupación y loteo.

Situación futura con medidas estructurales.

Situación inmediata (1 año) con bajo grado de ocupación y loteo – Con obraspúblicas y privadas instaladas en la cuenca.

Situación futura con crecimiento en grado de ocupación y loteo sin medidasestructurales.



Comparación de resultados

La comparación de los resultados obtenidos para los distintos parámetros (co-eficiente de escorrentía – caudal - tiempos de concentración e intensidad), refle-

jan los cambios en las distintas hipótesis de cobertura y ocupación del suelo queexperimenta la cuenca y se hallan en el ANEXO TABLAS – Tablas Nº 4 a 5.

Conclusiones:

Como consecuencia del análisis de los resultados obtenidos pueden formularse lassiguientes conclusiones:

Recomendaciones:

Como propuesta de medidas de control para mitigar el impacto del desarrollo de laurbanización en la zona que se estudia, pueden mencionarse las siguientes:

Debido al emplazamiento de este predio, con una ubicación privilegiada,

rodeada por dos importantes avenidas de acceso a la ciudad, con obras deinfraestructura próximas a ejecutarse, además de su cercanía al centro admi-nistrativo y comercial de la ciudad, hacen prever un rápido desarrollo de laurbanización de la zona.

Esta situación estará acompañada por un incremento en la impermeabiliza-ción por edificación y del parcelamiento de los grandes lotes existentes.

Se modificarán, de esta forma, las condiciones naturales de drenaje de la zona,aumentando los caudales generados a partir de precipitaciones pluviales.

Los nuevos escenarios de crecimiento obligaran a una radical mejora de la infra-estructura pluvial de la zona por el aumento de los caudales de escurrimiento.

De no atender a este incremento de la modificación de las condiciones ac-tuales de drenaje, en un plazo mediato, se podrán producir anegamientos einundaciones de esta y otras zonas aledañas.

Medidas Estructurales de control

Construcción de nueva red de desagüe pluvial sobre traza de la futura Av. Güe-mes que escurrirá hacia el Río Paraná solucionando el Sector ESTE del predio.

Construcción de nueva red de desagüe pluvial sobre la Av. Centenario para

solucionar el problema en el Sector OESTE del predio.



Medidas No Estructurales (de educación y participación)

Programa de promoción y propaganda que den a conocer al público las tareasde control y administración planteadas.

Programa de educación: Carteles – avisos en medios – páginas Internet – visitade escuelas a zonas en que las medidas de control fueron implementadas.

Programa de participación: Invitación a vecinos a colaborar con la mitigación del im-pacto hídrico en sus propios lotes a través de regimenes de promoción impositiva.

Agradecimientos:

Se agradece la colaboración el personal y funcionarios de distintas Reparticionesy Organismos de la Provincia de Corrientes, así como del Servicio Meteorológico

Nacional a través de su filial local del Aeropuerto de Corrientes.

También se desea hacer una especial mención al cuerpo docente e integran-tes del Departamento de Hidráulica de la Facultad de Ingeniería - UniversidadNacional del Nordeste por su excelente disposición y atención a las diferentesconsultas realizadas para la elaboración del presente trabajo.

Por último, se expresa un sincero agradecimiento a las autoridades e integrantesdel equipo técnico de la Secretaría de Obras y Servicios Públicos, sin cuya des-interesada colaboración no hubiera sido posible la realización de mediciones y

otros trabajos de campo desarrollados durante la etapa de relevamiento para lapreparación del Seminario final.

Introducir normativas tendientes a crear medidas de mitigación de impactohídrico en lotes particulares (canteros en veredas, trincheras de piedra enpatios internos, etc).

Realizar arborización de espacios verdes y parterres (para minimizar erosión– mejorar absorción – retardar escurrimiento)

Mantenimiento y limpieza de sumideros, conductos y cámaras de desagües pluviales.

Propiciar el dictado de normativa municipal atendiendo el concepto de Impac-to Hídrico Cero (similar ordenanza Nº 5403 – Ciudad Resistencia – Chaco).

Medidas No Estructurales (de Administración y Control)

Trabajar en las reservas municipales para espacio de uso público (12% de lasuperficie total) de manera tal que constituyan zonas deprimidas que actúencomo reservorios o retardadores.

Sobre la traza de la Avenida a construir plantear parterres con depresión cen-

tral que sirva como retardador del escurrimiento superficial.



Bibliografía:

Drenagem Urbana - Tucci – Laina Porto – Barros.

Plan Director Hídrico de la Ciudad de Corrientes.

Ordenanza Nº 5403 de la Ciudad de Resistencia – Chaco.

Resumen – ARGENTINA – Bertoni- Maza – Paoli.

Trabajo Seminario: Medidas estructurales y no estructurales de control hidrológico en las fuentes para eldrenaje urbano en una cuenca de Posadas, Misiones - Argentina – Huk - Mercanti.

Apuntes de Clase IV – Curso de Postgrado en Hidrología Urbana.

Estimación de la impermeabilidad de una cuenca urbana mediante el procesamiento de imágenes sate-

litales – Pilar J. y Depettris C – 2001.

En busca del “Impacto hidrológico cero”, evaluación de la eficiencia de medidas mitigadoras – Bravo J y Pilar J. – 2001



Calculo de Caudales Máximos: Método Servicio de Conservación de Suelo U.S.A.

Tabla 1 - Determinación de Caudal


Superficie de la cuenca (km2)


Escenario I

Escenario II

Situación Actual - Inicio del año 2007

Situación Inmediata - Inicio del año 2008

Bajo grado de urbanización e impermeabilidad

Bajo grado de urbanización e impermeabilidad

Bajo grado de loteo

Bajo grado de loteo

0,7459

0,7459

0,349

0,348

0,57

0,61

105

106

0,524

0,522

12,365

13,369

Existencia de zonas deprimidas que actúancomo retardadores y reservorios naturales

Existencia de zonas deprimidas que actúancomo retardadores y reservorios naturales

Existencia de obras públicas y privadas quemodifican la condiciones naturales de escurrimiento

Tiempo al pico (Tp) (h)


Coeficiente de escorrentía (C)


Intensidad (I) (mm/hora)


Tiempo de concentración (tc) (horas)


Caudal (Q) (m3/seg)

Caudal (Q) (m3/seg)

Anexo: Tablas





Escenario III

Situación Futura I - Sin medidas de mitigación

Alto grado de urbanización e impermeabilidad

Creación de nuevo amanzanamiento yzonas de circulación vehicular

0,7459

0,315

0,88

110

0,472

20,0

Alto grado de loteoInexistencia de zonas deprimidas que actúan

como retardadores y reservorios naturalesExistencia de obras públicas y privadas que

modifican la condiciones naturales de escurrimiento

No se llevan a cabo acciones estructuralesy/o no estructurales de control





Caudal (Q) (m3/seg)



Escenario IV

Situación Futura II - Con medidas de mitigación

Alto grado de urbanización e impermeabilidad

Creación de nuevo amanzanamiento yzonas de circulación vehicular

0,7459

0,316

0,84

109,3

0,4745

18,970

Alto grado de loteo

Inexistencia de zonas deprimidas que actúancomo retardadores y reservorios naturales

Existencia de obras públicas y privadas quemodifican la condiciones naturales de escurrimiento

Se realizan acciones estructurales yno estructurales de control





Caudal (Q) (m3/seg)



Estudio de La Hidrología Urbana en El NEA

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