Universidad Católica Santo Toribio de Mogrovejo
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UNIVERSIDAD CATÓLICA SANTO TORIBIO DE
MOGROVEJO
FACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL AMBIENTAL
Proyecto de Investigación
DISEÑO DEL DRENAJE PLUVIAL DEL CENTRO DE
LA CIUDAD DE CHICLAYO MENDIANTE EL USO
DE PAVIMENTOS PERMEABLES.
LUIS MIGUEL GONZALES VÁSQUEZ
PROYECTO PARA TESIS I
Chiclayo, 15 de Abril del 2015
I. INFORMACIÓN GENERAL
1. TÍTULO DEL PROYECTO DE INVESTIGACIÓN:
2. AUTOR:
- Luis Miguel Gonzales Vásquez
3. ASESOR:
-
4. TIPO DE INVESTIGACIÓN:
-
5. ÁREA DE LA INVESTIGACIÓN:
-
6. LOCALIDAD E INSTITUCIÓN DONDE DESARROLLARÁ EL
PROYECTO:
-
7. DURACIÓN DEL PROYECTO
7.1. PERÍODO QUE DURARÁ EL PROYECTO:
7.2. FECHA DE INICIO:
8. FIRMA DEL AUTOR DEL PROYECTO
9. FIRMA DEL ASESOR DEL PROYECTO
10. FECHA DE PRESENTACIÓN
- Ciclo académico 2015-I
RESUMEN
ABSTRACT
II. PLAN DE INVESTIGACIÓN
1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA:
1.1. SITUACIÓN PROBLEMÁTICA
Hoy en día, el fenómeno climático que provoca estragos a nivel
mundial, siendo las más afectadas América del sur y las zonas
entre Indonesia y Australia se está volviendo un evento más
cíclico, estos fenómenos conocido como “fenómeno del
niño/niña” están provocando el cambio climático y las intensas
precipitaciones a lo largo de la costa suramericana, viéndose
afectados los habitantes y las estructuras de toda la costa del
pacífico. El centro internacional para la investigación del el
fenómeno de El Niño (CIIFEN), asegura que durante el periodo
Marzo-Mayo 2015 existirán mayores posibilidades de lluvia por
sobre lo normal en la región caribeña de Colombia, en la región
andina centro-sur del Ecuador, en el nororiente del Perú y en la
región central de los andes peruanos, así mismo en la región del
Pando y Norte de La Paz en Bolivia; en la región central de Chile;
en gran parte de Uruguay y en el oriente del Paraguay. (CIFEN
2015).
Esto se ve reflejado en la costa del Perú, ya que las lluvias
precipitadas más de 8 horas el día 23 de Marzo del 2015 en la
ciudad de Chiclayo dejan reporte de 28 puntos críticos. Entre
ellos figuran la esquina del Banco de la Nación, esquina de
Serpost, paseo Yortuque, Las Musas, cuadra 3, 4, 5 y 6 de la
avenida Elvira García , pueblo joven San Antonio, avenida Grau,
entre otros. (Moreno 2015).
Las precipitaciones en la región de Lambayeque han ocasionado
el deterioro del pavimento y de algunas viviendas debido a la
deficiencia del sistema de drenaje pluvial en la región. Además
de generar incomodidad, insalubridad e inseguridad en la
población, así mismo entorpece la transitabilidad vehicular y
peatonal en la ciudad y sus alrededores. Es el caso de los
moradores del distrito de Olmos, ya que más de 100 caseríos del
distrito han quedado aislados e incomunicados de la capital
distrital y el resto del país por el mal estado de las trochas
carrozables y las crecidas del río Olmos. (Mío 2015).
Se estima en más de 500 millones de soles el valor del proyecto
integral del drenaje pluvial que comprende los distritos de
Chiclayo, José Leonardo Ortiz, Pimentel, Santa Rosa y La Victoria.
Un estudio realizado por el Ing. Humberto Olorte Villareal,
presidente de la comisión de saneamiento del colegio de
ingenieros de Lambayeque (CIL), precisa que los lugares con
mayor riesgo de inundación son: los pueblos jóvenes 9 de
Octubre, Las Brisas, 1 de Junio, Raimondi (Colegio Salaverry),
Ciro Alegría, Diego Ferré, San Martín, San Francisco, Buenos
Aires, César Vallejo y San Antonio, igualmente las urbanizaciones
Santa Victoria, Caja de Depósitos, Los Libertadores, Los
Precursores, Federico Villarreal; en la jurisdicción leonardina está
Moshoqueque, los pueblos jóvenes San Lorenzo, Luján, María
Parado de Bellido, Villa Hermosa y la UPIS 1 de Mayo.
Aún más preocupante es el panorama afrontado ante diversos
fenómenos naturales, en los que el hombre es pieza
fundamental en su eventualidad, nos referimos al calentamiento
global. Debido al exceso de emisiones de gases de efecto
invernadero (GEI) se están presentando lluvias y sequías en
diversas partes del mundo.
Países como España, México, Brasil, Chile se están viendo
afectado en su ecosistema, es por ello que han visto en el
concreto permeable la aplicación como pavimento permeable
adquiriendo una gran atención en la última década debido a que
el calentamiento global está provocando sequías en muchos de
estos países a nivel mundial, obligando a impulsar en los países,
medidas de conservación del agua y de esta manera
implementando sistemas sostenibles en las ciudades.
1.2. FORMULACIÓN DEL PROBLEMA
Con lo expuesto en la situación problemática la formulación
del problema es el siguiente:
¿Cuál es el diseño del drenaje pluvial en el centro de
Chiclayo mediante el empleo de Pavimentos Permeables?
1.3. JUSTIFICACIÓN
Los pavimentos permeables se ajustan muy bien a las iniciativas
de la conservación del agua por ser muy beneficiosos; y ayudan
a construir ciudades sostenibles porque permiten el tratamiento
de las aguas superficiales de lluvia, infiltrando esta agua al
subsuelo, recargando los acuíferos o almacenando estas aguas
en depósitos para luego reutilizarlas en parques, inodoros de las
viviendas, como agua industrial, etc. Los pavimentos
permeables pueden ser de asfalto, concreto y de adoquines.
(Calderón, Charca y Yanqui 2013).
En los Estados Unidos, las nuevas normativas han hecho del
Concreto poroso una solución viable para la gestión de las aguas
pluviales. La Agencia de Protección Ambiental (EPA) reconoce el
uso del hormigón permeable como la mejor práctica para ayudar
al diseño del tratamiento de agua de lluvia. (LAFARGE 2013).
Es por ello que podemos enumerar los diversos aportes en los
diferentes ámbitos de investigación, por ejemplo:
En el ámbito Académico:
El tema presentado está destinado a fomentar e impulsar
nuevas metodologías y técnicas en las obras viales, del
mismo modo ayudará a que investigaciones futuras
profundicen en el uso del pavimento permeable, teniendo en
cuenta este proyecto como un antecedente.
En el ámbito Ambiental:
Se entiende por desarrollo sostenible al que es capaz de
satisfacer las necesidades actuales sin comprometer los
recursos y posibilidades de las futuras generaciones, es por
ello que nos vemos en la necesidad de innovar con
alternativas que posibiliten y mejoren la calidad de vida en
nuestro planeta, el uso del pavimento permeable no sólo es
una alternativa que podría llegar a mejorar los acuíferos en el
suelo, sino también ayudaría a reducir la contaminación,
evitando o minimizando el colapso de pavimentaciones,
ahorrándonos volver a construir obras viales que para su
construcción hacen uso de materias primas contaminantes.
En el ámbito Económico:
Al tratarse de una estructura la cual no solo sirve como
soporte de cargas móviles, sino también como una que drena
las aguas, nos evitamos tener la necesidad de bombear el
agua empozada, cambiar parte o completamente la
estructura vial, debido al colapso en presencia de
precipitaciones intensas. Generando así un ahorro en obras
viales.
En el ámbito Social:
La inseguridad antes los accidentes automovilísticos
aumentan aún más en presencia de lluvias, el cual podríamos
solucionarlo evitando la acumulación del agua precipitada, ya
que el pavimento permeable infiltra esas aguas en pocos
segundos. Así mismo reduciríamos la molestia de tráfico,
debido a la acumulación de estas aguas, que solo generan
incomodidad a la población al desarrollar sus actividades
diarias.
En el ámbito Técnico:
Este proyecto nace ante la necesidad de tener un eficiente
drenaje en las calles del centro de la ciudad de Chiclayo, el
cual puede solucionarse mediante diversos sistemas, pero el
uso del pavimento permeable no es una solución para un
desarrollo sostenible, sino también nos permite desarrollar
nuevos sistemas constructivos en las obras viales, el cual
permitirá a nuevas generaciones investigar y mejorar los
procesos y métodos ante problemas similares.
2. MARCO DE REFERENCIA DEL PROBLEMA
2.1. ANTECEDENTES DEL PROBLEMA
Entre los diversos estudios relacionados con el presente
proyecto se ha tomado los siguientes:
Quiroz, Roger y Saavedra, Bayron. 2013. DRENAJE
PLUVIAL DE LA CIUDAD DE TUMAN ANTE UN
EVENTUAL FENOMENO DEL NIÑO. Perú: Tesis de
pregrado, Universidad Nacional Pedro Ruiz Gallo.
Esta tesis está enfocada en la problemática existente en
la Ciudad de Túman, debido a la inexistencia de un
drenaje pluvial, el cual pueda evacuar las aguas producto
de las lluvias, evitando así las inundaciones o
estancamientos de agua que afecte a la vida y a la salud
de la población y de la misma forma la destrucción de
infraestructuras (veredas, pavimentos y edificaciones).
Azañedo, Wiston; Chavez, Helard y Muñoz, Richard.
2007. DISEÑO DE MEZCLA DE CONCRETO POROSO
CON AGREGADOS DE LA CANTERA LA VICTORIA,
CEMENTO PÓRTLAND TIPO I CON ADICIÓN DE TIRAS
DE PLÁSTICO, Y SU APLICACIÓN EN PAVIMENTOS
RÍGIDOS, EN LA CIUDAD DE CAJAMARCA. Perú: Tesis
de pregrado, Universidad Nacional de Cajamarca.
Esta tesis tiene por Objetivo realizar el estudio previo a
los agregados de la cantera La Victoria, para luego
realizar un diseño de mezcla de concreto con cemento
portland Tipo I con adición de tiras de plastico, el cual
tiene por finalidad su uso en pavimentos que permitan un
buen drenaje para su disposición final.
Barahona, Rene; Martínez, Marlon y Zelaya, Steven.
2013. COMPORTAMIENTO DEL CONCRETO
PERMEABLE UTILIZANDO AGREGADO GRUESO DE
LAS CANTERAS, EL CARMEN, ARAMUACA Y LA
PEDRERA, DE LA ZONA ORIENTAL DE EL SALVADOR.
Tesis de pregrado, Universidad de El Salvador.
Esta tesis tiene por objetivo realizar un estudio del
comportamiento de concreto permeable en función al tipo
de agregado grueso utilizado, para ello se realizaron
estudios previos a los materiales, para que finalmente
obtengamos las características mecánicas e hidráulicas
óptimas para la elaboración de un concreto permeable.
Sañudo, Luis. 2014. ANÁLISIS DE LA INFILTRACIÓN
DE AGUA DE LLUVIA EN FIRMES PERMEABLES CON
SUPERFICIES DE ADOQUINES Y AGLOMERADOS
POROSOS PARA EL CONTROL EN ORIGEN DE
INUNDACIONES. España: Tesis Doctoral,
Universidad de Cantabria.
Esta tesis para optar el grado de doctor en filosofía tiene
por principal finalidad el diseño de estructuras de bases
filtrantes capaces de captar y tratar el agua procedente
de la escorrentía superficial urbana. Así mismo estudiar la
técnica constructiva de las bases permeables y proponer
nuevas secciones contemplando el uso de materiales
reciclados.
Yangali, Kevin. 2014. BENEFICIOS DE LA
UTILIZACION DEL CONCRETO PERMEABLE EN EL
DISEÑO DE PAVIMENTOS RIGIDOS EN ZONAS
URBANAS - PILCOMAYO – CHUPACA – JUNIN. Perú:
Tesis de pregrado, Universidad Nacional del Centro
del Perú.
Esta tesis tiene por objeto de estudio los aspectos a tener
en cuenta para el diseño de un pavimento rígido,
haciendo uso del concreto permeable, así mismo detallar
los beneficios que conlleva su utilización en proyectos de
habilitación urbanas de bajo tránsito. Para se han tomado
en cuenta factores muy importantes como lo son el clima,
tráfico y materiales de construcción.
Meza, Jesús. 2009. REDUCIÓN DE ESCURRIMIENTOS
PLUVIALES MEDIANTE LA UTILIZACIÓN DE
PAVIMENTOS DE CONCRETO PERMEABLE. México:
Tesis para el grado de Maestro en Ingeniería,
Universidad Nacional Autónoma de México.
La presente tesis tiene por objetivo analizar el sistema de
drenaje urbano, los escurrimientos pluviales y el concreto
permeable. Con lo anterior se pretende dar a difusión a
esta nueva metodología, dejando abierta la posibilidad
para posibles investigaciones que mejoren la calidad de
vida de los seres humanos.
2.2. BASE TEÓRICO CIENTÍFICA
Las bases científicas utilizadas para esta tesis son
las siguientes:
Norma CE.010: Aceras y pavimentos.2014.Perú:
Reglamento Nacional de Edificaciones.
Esta norma fija los requisitos mínimos a los que se deben
sujetar los diseños en los pavimentos urbanos, además
señala los requisitos para la realización de los informes
técnicos y responsabilidad profesional.
Así mismo comprende una descripción de las técnicas de
investigación, ensayos de laboratorio y pruebas de control
a realizar.
Norma OS.060: Drenaje Pluvial Urbano.2014.Perú:
Reglamento Nacional de Edificaciones.
Esta norma establece los criterios generales de diseño
que permitan la elaboración de proyectos de drenaje
pluvial urbano, que comprendan la recolección, transporte
y evacuación a un cuerpo receptor de las aguas pluviales
que se precipitan sobre un área urbana.
Sección 403.A: Base de Concreto Hidráulico
Poroso.2013.Perú: Manual de Carreteras.
Especificaciones Técnicas generales para
construcción EG-2013.
Comprende los criterios generales que deben tenerse en
cuenta con respecto a los materiales, equipos, ensayos y
procesos constructivos correspondientes para la
construcción de una o más capas de base dren ante de
gradación abierta, los cuales sirven de apoyo a los
pavimentos de concreto hidráulico.
Sección 403.B: Base de Concreto Asfáltico
Poroso.2013.Perú: Manual de Carreteras.
Especificaciones Técnicas generales para
construcción EG-2013.
Comprende los criterios generales que deben tenerse en
cuenta con respecto a los materiales, equipos, ensayos y
procesos constructivos correspondientes para la
construcción de una o más capas de base dren ante de
gradación abierta, los cuales sirven de apoyo a los
pavimentos de concreto asfáltico.
Sección 433: Pavimentos de Concreto Asfáltico con
Mezclas Porosas.2013.Perú: Manual de Carreteras.
Especificaciones Técnicas generales para
construcción EG-2013.
Comprende los criterios generales que deben tenerse en
cuenta con respecto a los materiales, equipos, ensayos y
procesos constructivos correspondientes para la
fabricación de mezclas asfálticas drenantes y su
colocación en una o más capas sobre la superficie
debidamente preparada e imprimada.
Norma ASTM C 1688: Método de Prueba Estándar
para Determinar la Densidad y Contenido de Vacíos
de Recién Mezclado Concreto Permeable.2011.
Este método de ensayo cubre la determinación de la tasa
de infiltración de agua de campo en el lugar concreto
permeable.
Manual de Ensayo de Materiales EM 2000.
Detallan las diversas normas a seguir para la construcción
de una estructura vial, asi tenemos ensayos para suelos,
agregado, bitúmenes, emulsiones, mezclas bituminosas,
cementos y aglomerados, concreto, metálicos, drenaje,
misceláneos, estabilizaciones, pinturas, microesferas de
vidrio y reflectancia.
Manual de Carreteras: SUELOS, GEOLOGÍA,
GEOTECNIA Y PAVIMENTOS.2013. Perú.
Este manual proporciona criterios homogéneos en
materia de suelos y pavimentos que faciliten la aplicación
en el diseño de las capas superiores y de la superficie de
rodadura en carreteras no pavimentadas y pavimentadas.
Glosario de Términos de uso frecuente en
Proyectos de Infraestructura Vial.2013.Perú.
Este documento técnico describe el significado de los
términos técnicos frecuentemente utilizados en los
proyectos de infraestructura vial. Con la finalidad de
facilitar su uso, dichos términos con sus respectivas
definiciones, están en orden alfabético, conteniendo
además en la última parte, algunas siglas de uso también
frecuente.
2.3. DEFINICIÓN DE TÉRMINOS BÁSICOS
ACCIDENTE DE TRÁNSITO: Cualquier hecho fortuito u
ocurrencia entre uno o más vehículos en una vía pública
o privada..
BOMBEO: Inclinación transversal que se construye en las
zonas en tangente a cada lado del eje de la plataforma
de una carretera con la finalidad de facilitar el drenaje
lateral de la vía.
CONCRETO ASFÁLTICO: Mezcla procesada, compuesta
por agregados gruesos y finos, material bituminoso y de
ser el caso aditivos de acuerdo a diseño y
especificaciones técnicas. Es utilizada como capa de base
o de rodadura y forma parte de la estructura del
pavimento.
DRENAJE: Retirar del terreno el exceso de agua no
utilizable.
DURABILIDAD: Propiedad de un material o mezcla para
resistir desintegración por efectos mecánicos,
ambientales o de tráfico.
EVALUCIÓN DE IMPACTO AMBIENTAL (EIA):
Documento técnico que contiene el plan de manejo socio-
ambiental de los proyectos de infraestructura vial según
su grado de riesgo, para las diferentes fases de estudios,
ejecución de obras, mantenimiento y operación,
incluyendo los sistemas de supervisión y control en
concordancia con los dispositivos legales sobre la
materia. Además incluye las normas, guías y
procedimientos relativos al Reasentamiento Involuntario
y temas relacionados con el desarrollo de pueblos
indígenas y arqueología del área de trabajo.
ESTUDIO DE SUELOS: Documento técnico que engloba
el conjunto de exploraciones e investigaciones de campo,
ensayos de laboratorio y análisis de gabinete que tiene
por objeto estudiar el comportamiento de los suelos y sus
respuestas ante las solicitaciones de carga.
IMPACTO AMBIENTAL: Alteración o modificación del
medio ambiente ocasionada por la acción del hombre o
de la naturaleza, que incluye los impactos socio
ambiental.
NAPA FREATICA: Nivel superior del agua subterránea
en el momento de la exploración. El nivel se puede dar
respecto a la superficie del terreno o a una cota de
referencia.
OBRAS DE DRENAJE: Conjunto de obras que tienen por
fin controlar y/o reducir el efecto nocivo de las aguas
superficiales y subterráneas sobre la vía, tales como:
alcantarillas, cunetas, badenes, subdrenes, zanjas de
coronación y otras de encauzamientos.
PAVIMENTO: Estructura construida sobre la subrasante
de la vía, para resistir y distribuir los esfuerzos originados
por los vehículos y mejorar las condiciones de seguridad
y comodidad para el tránsito. Por lo general está
conformada por las siguientes capas: subbase, base y
rodadura.
PERMEABILIDAD: Capacidad de un material para
permitir que un fluido lo atraviese sin alterar su
estructura interna.
POROSIDAD: Propiedad de un cuerpo que se caracteriza
por la presencia de vacíos en su estructura.
SUB DREN: Obra de drenaje que tiene por finalidad
deprimir la napa freática que afecta la vía por efectos de
capilaridad.
SUPERFICIE DE RODADURA: Parte de la carretera
destinada a la circulación de vehículos compuesta por
uno o más carriles, no incluye la berma.
TRÁNSITO: Actividad de personas y vehículos que
circulan por una vía.
VIDA ÚTIL: Lapso de tiempo previsto en la etapa de
diseño de una obra vial, en el cual debe operar o prestar
servicios en condiciones adecuadas bajo un programa de
mantenimiento establecido.
3. HIPÓTESIS Y VARIABLES
3.1. FORMULACIÓN DE LA HIPÓTESIS
3.2. VARIABLES – OPERACIONALIZACIÓN
3.3. OBJETIVOS
3.3.1. OBJETIVO GENERAL
3.3.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS
4. DISEÑO METODOLÓGICO
4.1. TIPO DE ESTUDIO Y DISEÑO DE CONTRASTACIÓN DE
HIPÓTESIS
4.2. POBLACIÓN, MUESTRA DE ESTUDIO y MUESTREO
4.3. MÉTODOS , TÉCNICAS E INSTRUMENTOS DE
RECOLECCIÓN DE DATOS
4.4. PLAN DE PROCESAMIENTO PARA ANÁLISIS DE DATOS
5. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Calderón, Yaneth y Juan Charca. 2013. INVESTIGACIÓN EN
CONCRETO POROSO: Asociación de Productores de Cemento.
Boletín Informativo (Septiembre).
Centro Internacional para la Investigación del Fenómeno de El
Niño. 2015. Pronostico Estacional Oeste y Sur Sudamérica, 2015.
Ecuador: CIIFEN.
LAFARGE. 2013. Catálogo 2013. España: PAVIMENTOS DE
HORMIGÓN POROSO - HYDROMEDIA™ Efficient Building™
system.
Manual de Carretas. Especificaciones Tecnicas Generales para la
Construcción EG 2013. Perú: Ministerio de Transportes y
Comunicaciones.
Manual de Carretas. Suelos, Geología, Geotecnia y
Pavimentos.2013. Perú: Ministerio de Transportes y
Comunicaciones.
Mío Puse Aldo. 2015. Lambayeque: más de 100 caseríos de
Olmos están aislados, RPP Noticias, 23 de Marzo, Sección
Noticias Regionales.
Moreno Llaque Yesenia. 2015. Chiclayo: 28 puntos críticos
reportados por intensas lluvias, RPP Noticias, 23 de Marzo,
Sección Noticias Regionales.
Reglamento Nacional de Edificaciones (RNE). 2014. Norma
técnica CE. 010. Perú: Ministerio de Vivienda, Construcción y
Saneamiento.
Reglamento Nacional de Edificaciones (RNE). 2014. Norma
técnica OS. 060. Perú: Ministerio de Vivienda, Construcción y
Saneamiento.