Diseño de Drenaje para la Evacuación de Escorrentía Av. Sullana, Piura 2024 PDF

Diseño de un sistema de drenaje para la evacuación de la escorrentía en intersección Av. Sullana con calle Los Pinos. Piura. 2024. Autores: Peña Farfan, Cristian Arturo (orcid.org/0009-0002-8183-9811) López Ada...

Diseño de un sistema de drenaje para la evacuación de la escorrentía en intersección Av. Sullana con calle Los Pinos. Piura. 2024. Autores: Peña Farfan, Cristian Arturo (orcid.org/0009-0002-8183-9811) López Adanaque, Angel Diego (orcid: 0000-0001-6629-488X) Asesora: Mgtr. Saldarriaga Castillo, María del Rosario (ORCID: 0000-0002-0566-6827) Piura - 2024 Generalidades: Nivel: II Objetivo de Desarrollo Sostenible y Meta: Línea de Investigación: : Diseño de Obras Hidráulicas y saneamiento Línea de Responsabilidad Social Desarrollo sostenible y adaptación al cambio Universitaria: climático  I. INTRODUCCIÓN El drenaje pluvial es un sistema de infraestructura esencial para recoger, trasladar y drenar el agua de lluvia y la escorrentía superficial, con el propósito de prevenir inundaciones, erosiones y daños en la infraestructura urbana, protegiendo la seguridad y el bienestar de las personas (Asociación Internacional de Ingeniería Sanitaria y Ambiental, 2019). Además, desempeña un papel fundamental en la estrategia urbana, ya que mitiga los efectos de las lluvias intensas y contribuye a la conservación de la calidad del agua superficial y subterránea (Organización Mundial de la Salud, 2018). El diseño e implementación de un sistema de drenaje eficiente no solo es clave para el desarrollo urbano sostenible, sino que también está alineado con los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS), en particular con el ODS 6: Agua limpia y saneamiento.Un sistema de drenaje adecuado permite gestionar la escorrentía de forma segura, previniendo inundaciones y evitando la contaminación de las fuentes de agua, lo que es fundamental para garantizar un desarrollo urbano resiliente y sostenible. El drenaje pluvial también está vinculado al ODS 11: Ciudades y comunidades sostenibles, ya que una adecuada gestión de las aguas pluviales es fundamental para construir infraestructuras resilientes y sostenibles, mejorando la calidad de vida urbana al reducir el riesgo de desastres naturales, como las inundaciones. Según la Administración Federal de Carreteras de Estados Unidos (FHWA), "un sistema de drenaje adecuado es esencial para la seguridad y durabilidad de la carretera" (FHWA, 2022). Los sistemas de drenaje en vías ayudan a prevenir la erosión del suelo, mitigar el riesgo de inundaciones y mejorar la seguridad vial al eliminar el agua acumulada en las superficies de las carreteras. Estos sistemas son esenciales para proteger la integridad del pavimento y garantizar la seguridad de los conductores, canalizando eficientemente la escorrentía de agua superficial. 1 En países como Estados Unidos, el estado de Virginia cuenta con diseños de sistemas de drenaje basados en sistemas de bio-retención, ajustados según el porcentaje de reducción de escorrentía que se busca alcanzar en los SUDS. Por otro lado, en Carolina del Norte se emplean metodologías establecidas para verificar el dimensionamiento de los SUDS propuestos (Martins Vaz et al., 2020). En Australia, se utilizan sistemas de infiltración y retención para reducir la escorrentía y el saneamiento de la calidad del agua. Por ejemplo, en la ciudad de Melbourne, se han implementado sistemas de infiltración en línea para reducir la escorrentía y proteger los cursos de agua locales (Gobierno de Victoria, 2020). Así también, en Japón, se utilizan sistemas de drenaje por gravedad y detención para reducir la escorrentía y proteger contra inundaciones. Por ejemplo, en la ciudad de Tokio, se han implementado sistemas de drenaje por gravedad y detención para proteger contra inundaciones y mejorar la calidad del agua (Gobierno de Tokio, 2020). En Perú, los sistemas de drenaje han tenido tanto éxitos como desafíos, y aunque el desarrollo de tecnologías y metodologías sostenibles sigue en crecimiento, hay ejemplos destacados que se comparan con sistemas de otros países. En distritos como San Borja y Surco, se han implementado soluciones de infraestructura verde inspiradas en técnicas de bio-retención similares a las utilizadas en Virginia, Estados Unidos. Estos distritos han desarrollado parques y áreas verdes con capacidad para absorber y gestionar el agua de lluvia, lo que reduce la presión sobre los sistemas tradicionales de alcantarillado (Gobierno de Lima, 2019). A diferencia de Australia, donde existen metodologías claras para el diseño y cálculo de sistemas de drenaje sostenible (SUDS), en ciudades como Trujillo se ha evidenciado la falta de planificación adecuada para dimensionar la capacidad de los sistemas de drenaje. Durante las lluvias intensas provocadas por fenómenos como El Niño, la ciudad ha sufrido graves inundaciones debido a sistemas sobredimensionados y obsoletos. Aunque se han realizado algunos proyectos para mejorar los drenajes y aumentar su capacidad, la falta de una metodología clara y uniforme para diseñar SUDS sigue siendo un reto (La República, 2020). En la región de Piura, las técnicas de gestión hídrica han comenzado a incorporar 2 elementos naturales, como humedales y áreas de vegetación, para reducir la escorrentía y mitigar inundaciones, aunque no con el nivel de sofisticación de los sistemas de bio-retención en lugares como Virginia. A pesar de los esfuerzos, estos están limitados por la falta de inversión y la ausencia de un marco regulatorio claro que fomente la integración de Sistemas Urbanos de Drenaje Sostenible (SUDS) como Resumir parte formal del diseño de infraestructura. Durante fenómenos como el Niño y el Ciclón este párrafo Yaku, zonas como Veintiséis de Octubre, Castilla y el Bajo Piura fueron gravemente muy extenso y afectadas por las lluvias, dejando avenidas importantes, como la Avenida Sullana que colocar lo concreto quedó completamente inundada especialmente en la intersección con calle los Pinos. de su La falta de planificación adecuada y el sobredimensionamiento de los sistemas de problema encontrado drenaje obsoletos han causado serias interrupciones en la movilidad, afectando tanto la vida cotidiana de los residentes como la economía local. La Avenida Sullana, vital para la ciudad de Piura, sufre de inundaciones recurrentes durante la temporada de lluvias intensas, lo que daña la capa asfáltica, contribuye a la erosión del suelo y eleva los costos de reparación, además de poner en riesgo la seguridad de conductores y peatones. Esto resalta la urgente necesidad de diseñar un sistema de drenaje eficiente para la evacuación de la escorrentía en la Avenida Sullana con la intersección Calle los Pinos, optimizando la infraestructura urbana y garantizando el bienestar de la población y un desarrollo urbano sostenible en Piura para 2024. El impacto de la escorrentía no gestionada adecuadamente se traduce en el aumento del riesgo de accidentes de tránsito, la destrucción de viviendas y locales comerciales, así como la posible contaminación de fuentes de agua debido a la acumulación de residuos transportados por las corrientes superficiales. En este sentido, se plantea la implementación de un sistema de drenaje eficiente como una solución clave para mitigar estos efectos adversos. Otro aspecto a considerar es la falta de planificación urbana eficiente y de estudios hidrológicos previos a la expansión de la avenida. El crecimiento acelerado de la ciudad ha traído consigo la urbanización descontrolada de áreas que, naturalmente, actúan como zonas de drenaje natural, lo que agrava el problema de la escorrentía. La implementación de un sistema de evacuación de aguas adecuado requiere no solo infraestructura técnica, sino también una gestión integral que contemple el impacto ambiental y social. 3 ¿Cuál será el diseño de un sistema de drenaje para la evacuación de la escorrentía en la Av. Sullana, y la intersección con la calle los pinos? Piura. 2024? La problemática de las inundaciones recurrentes en la Av. Sullana, principalmente entre la intersección con la calle los Pinos en el distrito de Piura, genera una urgente necesidad de implementar un sistema de drenaje eficiente que facilite la correcta eliminación de la escorrentía. Esta investigación es trascendental para la sociedad piurana, ya que aborda una situación que afecta la infraestructura, la movilidad urbana y la salud pública, además de generar pérdidas económicas significativas para los habitantes y comerciantes de la zona. Por consiguiente, es importante el diseño de un sistema de drenaje efectivo en la Av. Sullana no solo tiene como fin evitar inundaciones, sino también mejorar las condiciones de vida de miles de personas que dependen del acceso vial y de la estabilidad de su infraestructura urbana. La investigación no solo busca ofrecer soluciones técnicas a un problema inmediato, sino que también promueve una ciudad más resiliente frente a fenómenos climáticos, especialmente considerando que Piura es vulnerable a eventos climáticos extremos como El Niño. Con esto, la población no solo evitará daños materiales y económicos, sino también los riesgos sanitarios asociados al estancamiento de aguas. El proyecto tiene un gran alcance social, ya que los resultados beneficiarán directamente a los ciudadanos del distrito de Piura, tanto a residentes como a comerciantes y trabajadores que dependen del buen estado de la infraestructura de la avenida. Indirectamente, el éxito del proyecto podría servir como modelo para futuras implementaciones de sistemas de drenaje en otras zonas vulnerables de la región o del país, ofreciendo una base teórica y técnica sobre la gestión de aguas pluviales. Por ello, esta investigación es altamente útil porque contribuirá a la planificación urbana sostenible, previniendo inundaciones y reduciendo el impacto económico y social negativo de estos eventos. Al generar soluciones prácticas y recomendables para la implementación de un sistema de drenaje, la investigación también podría 4 proponer nuevas metodologías y servir como referencia para futuras intervenciones en otras áreas vulnerables del país. De tal forma, el objetivo general de este proyecto es diseñar un sistema de drenaje eficiente para la evacuación de las aguas de escorrentía en la intersección de la Avenida Sullana con la Calle Los Pinos, en la ciudad de Piura, con el propósito de mitigar el riesgo de inundaciones y mejorar la gestión hídrica de la zona. El diseño tomará en cuenta factores hidráulicos, geotécnicos y ambientales, con el fin de garantizar la sostenibilidad y funcionalidad del sistema a largo plazo. Además, como objetivos específicos se formularon. OE 1. Determinar las características hidrológicas de la zona, como el caudal de escorrentía y la intensidad de precipitación, para diseñar el sistema de drenaje que permita la evacuación adecuada del agua en la intersección de la Av. Sullana con la calle Los Pinos, Piura. OE 2. Dimensionar la red de tuberías que transportará la escorrentía captada hacia el punto de descarga final, garantizando una evacuación eficiente sin riesgo de desbordes o taponamientos. OE3. Evaluar y diseñar el punto de descarga y las obras de salida, considerando las condiciones del área receptora y las normativas vigentes, para asegurar la disposición adecuada de la escorrentía sin afectar las áreas circundantes. OE 4. Diseñar las estructuras de captación, tales como sumideros y rejillas, que permitan una adecuada recolección del agua superficial en la intersección y evitar el encharcamiento durante eventos de lluvia. En el proceso de la investigación se consideraron algunas investigaciones de otros autores internacionales, nacionales y locales como: Muños (2020) en su estudio sobre el diseño e importancia de los sistemas de drenaje en avenidas de Coquimbo, Chile, se destaca la relevancia de disponer de un sistema adecuado de drenaje pluvial en los distritos y áreas urbanas que carecen de una planificación y urbanización eficientes de estos sistemas. La ausencia de un diseño y construcción adecuados para la evacuación de aguas pluviales resulta en inundaciones de diversa magnitud, lo cual genera costos significativos tanto para la población como para las entidades públicas y privadas, debido a los daños ocasionados. 5 así mismo Diaz (2022) en su investigación estrategias para un diseño de drenaje en la ciudad Santa clara - (USA) reafirma la eficacia e importancia de disponer de un eficiente sistema que drena las aguas de lluvia. El estudio del drenaje pluvial se enfoca actualmente en dos áreas clave: la implementación de Sistemas Urbanos de Drenaje Sostenible (SUDS) en nuevos desarrollos residenciales y el uso de métodos tradicionales, que incluyen medidas estructurales y no estructurales, en urbanizaciones ya existentes. En la actualidad, ambas estrategias se combinan para maximizar la eficiencia de la infraestructura de drenaje pluvial. La Hidrología Urbana, encargada de analizar los procesos de lluvia y escorrentía en áreas urbanas, y la Hidráulica de Canales, que estudia el movimiento del agua a través de sistemas de conducción, desempeñan un papel esencial en este campo. Contar con un sistema de drenaje pluvial eficiente en las avenidas es de vital importancia, ya que permite manejar adecuadamente el flujo de aguas pluviales, previniendo inundaciones y minimizando los daños económicos y sociales que estas pueden causar. También Ojeda y Álvarez (2020) en su investigación Drenaje pluvial sostenible: una alternativa de solución para el escurrimiento de las aguas pluviales en Ciudad de México. El análisis del drenaje pluvial en áreas urbanas y avenidas ofrece soluciones fundamentales para la administración efectiva del agua de lluvia combinando sistemas hidráulicos que permiten la captación y conducción del agua con el aprovechamiento sostenible de estos recursos. El diseño basado en tormentas de retorno y el estudio de microcuencas demuestran que el drenaje pluvial sostenible no solo previene inundaciones, sino que también promueve el uso responsable del agua, presentándose como una solución viable para la escorrentía urbana. Por otro lado Gómez (2021) en su investigación evacuación de aguas pluviales en zonas urbanas y del estudio hidráulico de las redes de colectores nos indica que. El drenaje de aguas pluviales en zonas urbanas, junto con el estudio hidráulico de las redes de colectores, es fundamental para garantizar el manejo adecuado del agua de lluvia y prevenir inundaciones. La planificación y diseño de estos sistemas buscan captar, transportar y evacuar eficientemente las aguas pluviales, minimizando su impacto en áreas pobladas. En una aplicación reciente del sistema de drenaje pluvial en una zona urbana, se logró un 95% de eficacia en la reducción de inundaciones en comparación con los niveles anteriores al sistema. 6 Así como también Ramírez y Lara (2021) proponen en su investigación sistema de drenaje subterráneos para la retención y evacuación de aguas pluviales en la avenida Tepic-México, donde demuestran que el uso de drenaje subterráneo es novedoso y exitosos en su implementación este estudio es evaluarla efectividad de un sistema subterráneo para la retención de agua pluvial en una de las principales avenidas de la ciudad de Tepic, México. Para ello, se lleva a cabo un análisis de los contenidos temáticos y una inspección in situ asistida por sistemas de información geográfica. Con base en el enfoque de sistemas y la lógica de un modelo cualitativo, se concluye que la capacidad de las redes urbanas de agua pluvial para la evacuación de agua se ve superada dimensionalmente. Asimismo, se puede notar que los sistemas de retención pueden reducir la desorganización urbana provocada por las inundaciones. También Osorio, Lozano, y López (2023) en su artículo de investigación proponen otro sistema de drenaje pluvial donde incluyen a la bio-retención como factor importante de las evacuaciones de las aguas pluviales en la Ciudad de Bogotá. La bio-retención en los sistemas de drenaje pluvial es una estrategia de gestión sostenible que utiliza procesos naturales para controlar y filtrar el agua de lluvia. En lugar de depender exclusivamente de tuberías subterráneas para drenar el exceso de agua durante lluvias intensas, la bio-retención emplea áreas específicas, como jardines de lluvia o zanjas vegetadas, para captar, filtrar y retener temporalmente el agua de escorrentía. Dávila y Cuya (2021) En su la investigación "Sistema de Drenaje Urbano Sostenible para Evitar Inundaciones de Origen Lluvia y Mejorar Áreas Verdes, Lima, Perú", se demuestra cómo los sistemas de drenaje urbano no solo previenen inundaciones, sino que también permiten reutilizar el agua de lluvia para el riego de áreas verdes. Villa El Salvador, un distrito de Lima con un alto crecimiento poblacional en las últimas décadas, enfrenta desafíos importantes en cuanto a infraestructura, lo que ha provocado inundaciones y daños severos debido a lluvias intensas. Como respuesta a este problema, se planteó la implementación de un Sistema de Drenaje Urbano Sostenible (SUDS), el cual incluye una serie de componentes diseñados para recolectar, transportar, retener, filtrar y evacuar el agua de lluvia de manera sostenible. A través de un análisis de cuatro alternativas utilizando metodologías rigurosas, se seleccionó la mejor solución considerando factores técnicos, económicos y ambientales. La solución elegida para reducir el riesgo de inundaciones en la zona fue 7 la instalación de un tanque de retención y zanjas verdes. Este sistema permitirá captar el agua de escorrentía de la parte alta de la cuenca, la cual será reutilizada para aumentar las áreas verdes del distrito. Luna (2021) en su tesis titulada “Diseño de un Sistema de Drenaje Pluvial Urbano en la Ciudad de Otuzco-La Libertad”, señala que estudiar el clima de Perú es un caso particular debido a su gran extensión y diversidad de relieves topográficos. A pesar de estar ubicada en una región con abundantes precipitaciones, muchas ciudades importantes del país, incluida Otuzco, carecen de un sistema adecuado de drenaje pluvial. Es crucial que todas las localidades, ya sean urbanas o rurales, dispongan de una red de drenaje pluvial que permita evacuar el agua de lluvia sin causar daños materiales ni perjudicar la calidad de vida de sus residentes. La prevención de estos problemas es una prioridad para el país. El objetivo de este estudio es reducir el impacto de las lluvias, comenzando con un análisis hidrológico para establecer la lluvia de diseño, seguido del desarrollo de una estructura que permita instaurar el sistema de drenaje en la región, basado en principios teóricos y generalizaciones. Hernández (2020) en su tesis titulada "Diseño del drenaje pluvial y evaluación de impacto ambiental en Urb. El Chilcal de la ciudad de Piura", presenta una propuesta para un sistema de drenaje pluvial en una zona con topografía en depresión. En su estudio, analiza el posible impacto ambiental que podría generarse durante la instalación del sistema y detalla los costos asociados tanto a la implementación, así como al mantenimiento de un proyecto de construcción de esta magnitud. Como conclusión de su investigación, Hernández destaca que los conductos utilizados deben tener características específicas que aseguren una velocidad de flujo adecuada, permitiendo así la eliminación de partículas finas suspendidas y evitando su acumulación antes de la disminución de los caudales. Además, señala que el proyecto es beneficioso para los residentes, pues contribuye a evitar enfermedades transmitidas por mosquitos, asociadas a la acumulación de aguas pluviales y la descomposición de materia orgánica. 8 López (2021) en su tesis de investigación diseño de sistema de drenaje pluvial del asentamiento humano los Algarrobos II y IV etapa (Piura-Piura) nos muestra un diseño óptimo de un sistema de drenaje para la evacuación de las aguas pluviales en ese sector. Es importante destacar que esta investigación se basa en el estudio titulado "Elaboración de los estudios de Pre Factibilidad y Factibilidad del proyecto: Construcción del sistema de evacuación de las aguas pluviales por gravedad en la franja central de la ciudad de Piura", realizado por la Municipalidad de Piura durante los años 2009 y 2010. Dicho estudio identifica diversas áreas con riesgo de inundación y propone una solución integral para la ciudad de Piura. La propuesta considera la topografía local, determinada a partir de planos elaborados previamente por la Municipalidad, respaldados por múltiples visitas de campo, así como la normativa nacional sobre sistemas de drenaje pluvial en Perú y la información relacionada con las características de las precipitaciones en la región. El sistema de drenaje pluvial contempla la implementación de estructuras para captar y transportar las aguas de lluvia desde los puntos críticos o cuencas ciegas hacia la troncal principal, conforme a lo planteado en el estudio mencionado. Les faltó redactar cómo es el diseño de un drenaje pluvial. Según libros o manuales que se hace para diseñar un sistema de drenaje, sus partes o clases o tipos y las características que debe tener cada parte, los materiales que se pueden usar para hacer un drenaje, las medidas L falto colocar las REFERENCIAS...sin referencias un trabajo no vale Y les falto agregar su pantallazo del turnitin 9 10