Documento Del Proyecto Correccion 1 Con Normativa.docx

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APROVECHAMIENTO DE AGUA PLUVIAL PARA SU USO EN LOS PARQUES DE LA CIUDAD DE BUCARAMANGA USANDO LA MALLA VIAL COMO METODO DE Commented [FT1]: Luego lo revisamos mas detenidamente.

RECOLECCION

Andres Felipe De La Parra Quintero Junio del 2018

Universidad De Santander UDES Facultad de Ingeniería Civil SANTANDER i

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RESUMEN Colombia está ubicado en una zona tropical que sufre varios fenómenos climáticos extremos, como épocas de sequía y épocas de inundaciones. Esta investigación se enfoca en la

Commented [FT2]: Aquí no va la coma.

temporada de sequía donde la vegetación de los parques de la ciudad de Bucaramanga sufre un gran deterioro, es por esto que se pretende generar las bases teóricas para la creación de un

Commented [FT3]: Ojo con las puntiaciones.

sistema que contemple la recolección de aguas pluviales usando la malla vial, el tratamiento de dicha agua recolectada y su distribución para riego en parques de la ciudad durante la época de

Commented [FT4]: Redacción.

sequía. Se busca que tipo de sistema de recolección de agua es más efectivo y seguro, basándose en investigaciones ya publicadas, teniendo como posibles alternativas a los sumideros y a los pavimentos (rígidos, flexibles y articulados) porosos, dando como resultado “respuesta de cual se adapta más a las condiciones”, además, se realizara un estudio de la calidad de agua lluvia (pluvial y de escorrentía) en la ciudad de Bucaramanga para determinar que tipo de tratamiento seria el mas adecuado para volverla apta para su uso en jardines, dando como resultado “respuesta de cual se adapta más a las condiciones”. Finalmente se desarrollara un prototipo

Commented [FT5]: Redacción.

de sistema que transporte dicha agua a su destino final.

Commented [FT6]: Ojo con el tiempo pasado……hasta ahora se está formulando.

Palabras clave: Agua pluvial, Malla vial, Sistema de recolección, Aprovechamiento, Parques, Zonas verdes.

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1. OBJETIVO GENERAL - Proponer un sistema de recolección de aguas lluvias de forma segura usando la malla vial, para su posterior reutilización en los parques y zonas verdes de la ciudad de Bucaramanga. 1.1 OBJETIVOS ESPECIFICOS - Definir qué sistema de recolección de agua lluvia en pavimentos es más eficiente teniendo en cuenta factores como infiltración, pendiente y capacidad drenante en la ciudad de Bucaramanga. - Analizar la calidad del agua pluvial (antes de caer al suelo) y agua de escorrentía (en contacto con el suelo) en la ciudad de Bucaramanga. - Encontrar que sistemas de tratamiento de agua podrían ser usados para convertir el agua lluvia contaminada en agua apta para riego - Diseñar un prototipo de sistema que parta de la recolección, pase por el tratamiento y termine con la distribución de agua pluvial que pueda ser implementado para riego de las zonas verdes en los parques. 2. MARCO TEORICO La zona tropical se caracteriza por localizarse en el ecuador del planeta, su temperatura media va de 20°C a 30°C, la precipitación depende en gran parte de los vientos alisios y sus cambios de temporada, es un clima húmedo-cálido, se caracteriza por sufrir periodos cortos pero constantes de sequía. [6]. La sequía es un déficit de lluvias durante un periodo de tiempo, esta es un fenómeno engañoso, ya que en algunos casos puede durar unos meses, y en otros casos

Commented [FT7]: Este lo reviso mañana.

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prolongarse por años, causa efectos devastadores en la vegetación ya que afecta directamente a las reservas de agua. [8] El agua es uno de los factores esenciales para la vida vegetal, las plantas que poseen hojas amplias y abundantes requieren mas agua que las plantas pequeñas, en cuanto mayor sea la temperatura de una zona, mayor será la evaporación evitando un adecuado suministro de agua para las plantas, cada planta requiere cantidades de agua diferentes, pero por lo general el principal factor que incide en el buen estado de la planta es el riego constante [9]. El agua lluvia es producto de la precipitación de las partículas de agua que caen de las nubes en forma líquida, esta se produce por la condensación del vapor de agua generado cuando los rayos del sol caen sobre los afluentes hídricos (océanos, ríos, lagos y embalses), este es contenido en las masas de aire; para que se produzca la condensación, el aire debe estar saturado de humedad. [10] El agua de escorrentía es la parte del agua lluvia que no se infiltrada en el suelo, es el volumen restante que escurre por una superficie o terreno, esta agua recorrerá una cierta distancia antes de ser captada por algún sistema de drenaje natural (afluentes principales en cuencas) o artificial (sumideros). [11]. Un sistema de recolección de agua lluvia, su viabilidad depende directamente de la precipitación de la zona en la que se desea aplicar, estos sistemas parten de un área de captación que debe ser una superficie impermeable donde la infiltración sea mínima, también contienen unos conductos que están directamente encargados de conducir el agua recolectada por todo el sistema, poseen una zona donde el agua captada es tratada, para finalmente llegar a una zona donde se almacena [12].

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Los sumideros hacen parte del sistema de recolección de agua en un sistema de alcantarillado, es una estructura diseñada y construida para cumplir con el propósito de captar las aguas de escorrentías y entregarlas al sistema, estas estructuras pueden ser diseñadas para captar las aguas de manera lateral o transversal a la dirección del flujo y se localizan mayoritariamente en las vías vehiculares. [13] Un pavimento flexible esta conformado por una capa bituminosa apoyada generalmente sobre dos capas no rígidas denominadas base y súbase. Algunas veces puede prescindirse de cualquiera de estas capas, dependiendo de las necesidades de cada obra. Por otro lado, los pavimentos rígidos están constituidos por una loza de concreto hidráulico apoyada sobre una subrasante o sobre una capa de material seleccionado, la cual se denomina súbase del pavimento rígido. Un pavimento articulado esta constituido por una capa de rodadura elaborada con bloques de concreto o arcilla prefabricados, llamados adoquines de espesor uniforme e iguales entre sí, suelen situarse sobre una capa delgada de arena, la cual a su vez puede apoyar sobre una capa granular. [14] Un pavimentos porosos son un tipo especial de pavimento, que posee ciertas características que le permiten infiltrar agua por medio de su súbase, en la cual se almacena de manera temporal el agua infiltrada, esta luego es drenada por un conducto de salida, suelen usarse en zonas de bajo tránsito, y su principal objetivo es disminuir el escurrimiento superficial que procede de lluvias, el material mas importante en este tipo de pavimentos es una malla geotextil que funciona como filtro, su función es evitar que el agregado fino será arrastrado por el agua. [2] El tratamiento del agua consiste en remover todas aquellas sustancias disueltas y suspendidas que provienen del agua captada, el principal objetivo es volverla apta para su

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consumo o para uso de riego, el tratamiento varía según la procedencia del agua, pero, posee un esquema básico que consta de lo siguiente: Primero el almacenamiento donde se busca dejar el agua por un tiempo prolongado para que las partículas solidas se vayan depositando en el fondo, luego en el aireamiento donde el agua se mezcla con aire para eliminar los malos olores y sabores, el paso siguiente es la coagulación mediante el uso de productos químicos que causan que las partículas suspendidas se sedimenten, luego pasa por la filtración que retiene las particular finas en el agua, y finalmente la desinfección con cloro para eliminar todas las bacterias nocivas para la salud. [15] 3. ESTADO DEL ARTE En Colombia, en el año 2009 “se evaluaron algunas técnicas de filtración en múltiples etapas (FiME) para mejorar la calidad de agua en sistemas de riego con el fin de disminuir el riesgo de obturación” [4], se usaron cuatro configuraciones de filtros para encontrar cual era el más eficiente a la hora de modificar algunos parámetros fisicoquímicos y microbiológicos del agua (Solidos suspendidos, pH, Solidos disueltos, Magnesio, Hierro, Mesófilos), encontrando “la combinación que se compone de filtro grueso dinámico + filtro grueso ascendente en capas + filtro lento en arena era el más eficiente y más estable a la hora de potabilizar el agua para riego”[4]. En el 2010, en Colombia el IDEAM realizo un estudio sobre la reincidencia que tienen los periodos de sequía en el país, analizo cada una de las zonas teniendo como base las mediciones meteorológicas de 1973 a 2009, dentro de las cuales se encuentra la cuenca del rio Sogamoso en Santander, en la el que se halló que el índice de reincidencia de sequía que va en aumento, pero que sin embargo predominan los periodos de inundaciones en esta región. [7].

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En 2015, se realizó un estudio sobre el agua lluvia captada en calzadas en Rumania, estacionamientos y tejados partiendo de la premisa de que " los contaminantes lavados por el agua de lluvia en las carreteras no se recogen y tratan, por lo que pueden llegar directamente al entorno natural.” [1], esta investigación hallo que las carreteras son una gran fuente de agua contaminada, ya que en estas usualmente se derraman varios derivados de los hidrocarburos, los cuales son nocivos para el ambiente, también es común ver basuras y restos de materia orgánica. En 2016 experimentaron con varios tipos de pavimentos porosos con el fin de recolectar agua para uso cotidiano, su objetivo “fue estimar el potencial de ahorro de agua potable en los edificios de los sectores residencial, público y comercial de Florianópolis, sur de Brasil, mediante el uso de aguas pluviales recolectadas por pavimentos porosos” [2], ellos compararon dos tipos de pavimentos porosos, para los cuales encontraron que el agua que se infiltraba en estos era suficiente “ 85% ” [2] como para tener un método de recolección eficaz, también hace énfasis sobre la contaminación del agua de escorrentía con varios químicos como amoniaco, fosforo, nitritos. En 2017, en Ecuador se realizo un experimento enfocado a “saber como afecta la pendiente longitudinal y transversal a la eficiencia de captación de agua usando sumideros al costado de al vía” [3], descubrieron que la pendiente longitudinal de la carretera es el factor clave, ya que este es inversamente proporcional al caudal captado, además encontraron que si la pendiente longitudinal es muy alta (Característica principal de la zona andina), la pendiente transversal ya no seria un componente muy relevante a la hora de recolectar el caudal. En 2017, se examino la posibilidad de usar un modelo de pavimento poroso articulado compuesto por tabletas, “se evaluó la capacidad de infiltración in situ de bloques de concreto unidireccionalmente articulados como material de revestimiento alternativo” [5], los resultados

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mostraron un gran porcentaje de infiltración, ya que las ranuras del concreto articulado permiten el paso del agua, sumado a que dichas tabletas de concreto prefabricadas eran porosas, el porcentaje rondaba entre 90% y 92%, su carácter prefabricado lo hace de fácil instalación. 4. BIBLIOGRAFIA [1] Adriana, T. (2015). Treatment Solutions for Rainwater Contaminated with Various Pollutants. Analele Universităţii "Eftimie Murgu" Reşiţa: Fascicola I, Inginerie, 22(1), 405-414. Recuperado de https://doaj.org/article/03bfb448604f4476a2f02c560c48b2fc [2] Lucas, N. (2016). Potential for Potable Water Savings in Buildings by Using Stormwater Harvested from Porous Pavements. Water, 8(4), 110-128. Recuperado de http://www.mdpi.com/2073-4441/8/4/110/htm [3] Francisco, P. (2017). Cálculo experimental de la eficiencia hidráulica en sumideros de aguas pluviales. Ingeniería Hidráulica y Ambiental, 38(3), 17-29. Recuperado de http://content.ebscohost.com/ContentServer.asp?T=P&P=AN&K=126373535&S=R&D=a9h&E bscoContent=dGJyMMvl7ESeqLQ4xNvgOLCmr1Cep69Ss6u4S7GWxWXS&ContentCustomer =dGJyMPGtsUuzrrNPuePfgeyx44Dt6fIA [4] Sánchez, L. (2009). Mejoramiento de la calidad del agua de riego por filtración en múltiples etapas (FiME). Agronomía Colombiana, 27(3), 407-415. Recuperado de https://revistas.unal.edu.co/index.php/agrocol/article/view/13292/37322 [5] Bruno, W. (2017). Análise da capacidade de infiltração em pavimento permeável de bloco de concreto unidirecionalmente articulado. Transportes, 25(3), 90-101. Recuperado de https://www.revistatransportes.org.br/anpet/article/view/1314

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[6] Meteoblue. Zona tropical, Zonas climáticas generales, Consultado en 2018 Recuperado de https://content.meteoblue.com/es/meteoscool/zonas-climaticas-generales/zonatropical [7] Gonzalo, H. (2010) Sequia meteorológica y sequia agrícola en Colombia: Incidencia y Tendencias, Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales, Recuperado de http://www.ideam.gov.co/documents/21021/21138/Sequias+Incidencias+y+Tendencias.pdf/3e72 c86c-cf4a-42f9-95f1-07e7cf88861a [8] Federación internacional de la Cruz Roja y Media Luna Roja, Sequias, Peligros Naturales, Consultado en 2018, Recuperado de http://www.ifrc.org/es/introduccion/disastermanagement/sobre-desastres/definicion--de-peligro/ [9] Eco Agricultor, Como afectan las temperaturas extremas y la humedad en el huerto, Maceto Huerto. Consultado en 2018. Recuperado de https://www.ecoagricultor.com/ temperaturas-extremas-y-humedad-en-el-huerto-urbano-o-macetohuerto/ [10] Moncho, R, (2009). Climatic study of the exponent “n” in IDF curves: application for the Iberian Peninsula, Journal of Weather & Climate of the Western Mediterranean, Tethys 2009, 6, 3–14. Recuperado de http://eng.tethys.cat/files/6tethys-01-eng.pdf [11] Agustín, B, (2006). Subsistema del agua superficial, Principios y Fundamentos de la Hidrología Superficial -Universidad autónoma metropolitana, E 1, 11-12. Recuperado de http://www.uamenlinea.uam.mx/materiales/licenciatura/hidrologia/principios_fundamentos/libro -PFHS-05.pdf [12] Sitio solar, Los sistemas de recolección de agua de lluvia, Consultado en 2018, Recuperado de http://www.sitiosolar.com/los-sistemas-de-recoleccion-de-agua-de-lluvia/

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[13]EPM, (2009) Normas de diseño de sistema de alcantarillado de EPM, Cap 8, 155156, Recuperado de https://www.epm.com.co/site/portals/documentos/aguas/2012/Normas_diseno _Alcantarillado.pdf [14] Londoño, N, (2008) Manual de diseño de pavimentos de concreto: para vías con bajos, medios y altos volúmenes de tránsito, Instituto Colombiano de Productores de Cemento; 2008. 114p. Recuperado de https://www.invias.gov.co/index.php/archivo-y-documentos/ documentos-tecnicos/3807-manual-de-diseno-de-pavimentos-de-concreto-para-vias-con-bajos-m edios-y-altos-volumenes-de-transito/file [15] JAPAC, (2016). En qué consiste el tratamiento del agua. Consultado en 2018. Recuperado de http://japac.gob.mx/2016/04/22/en-que-consiste-el-tratamiento-del-agua/ .