1. Ing. Sergio Fco. González Pascacio
Tel: 961 3 16 55 65
ANALISIS HIDRODINAMICO 2D PARA PROPONER UNA SOLUCION CONTRA
INUNDACION PARA LA OBRA CIVIL DE UNA GASOLINERA, UBICADA EN EL MUNICIPIO DE
TONALÁ, CHIAPAS.
Tuxtla Gutiérrez, Chiapas. a 25 de Junio de 2020.
La obra está ubicada en las coordenadas 16° 3' 26.49" latitud Norte y 93° 50' 46.45"
longitud Oeste, a 2 Km. de paredón y a 9.5 Km. de Tonalá (Fig. 1.b). El lugar es cálido subhúmedo
y presenta elevaciones alrededor de 8 a 10 metros sobre el nivel del mar, el pasado 3 de Junio de
2020 la Tormenta Tropical Cristóbal (TTC) toco tierra entrando por Ciudad del Carmen,
Campeche. Según el Servicio Meteorológico Nacional (SMN) hiso sentir sus efectos a partir del 2
al 7 de Junio dejando graves daños. Como se puede ver en la figura 1.c, una imagen satelital del
CHRS iRain1
de la TTC del día 5 de Junio en la que se registró alturas de precipitación de 35-45
mm en el sitio de estudio.
Figura 1 Zona de estudio y sus alrededores, a) ubicación de la obra, b) estación climatológica y c) tormenta
tropical Cristóbal.
Para tener información más precisa es necesario contar con una topografía más extensa
de aproximadamente 200 Has. y debido a que no se cuenta con datos reales de lluvia, es necesario
identificar las estaciones climatológicas más cercanas a la zona de estudio. Por lo tanto, se ingresó
a la base de datos CLICOM para descargar los datos de precipitación máxima diaria registrada a
cada 24 hora de la estación 7168 Tonalá (DGE) que se encuentra del lado Oriente de la Ciudad.
1 https://chrs.web.uci.edu/
Plataforma
7168 Tonalá (DGE)
Zona de estudio
a)
b)
c)
2. Ing. Sergio Fco. González Pascacio
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Los cuales fueron procesados para obtener las precipitaciones máximas anuales de 52 años de
registro (1961 – 2013), de las cuales tan solo un año no presento datos (Tab. 1).
Tabla 1 Precipitaciones máximas anuales en 24 Hrs.
Los resultados obtenidos se analizaron mediante métodos estadísticos, por medio de
Funciones de Distribución de Probabilidad (FDP), para extrapolar los datos con la finalidad de
determinar los eventos de precipitación máximos extraordinarios con periodos de retorno (𝑇𝑟) de
10, 20, 50 y 100 años. Se empleó el software AX (Jiménez, 1997) para evaluar el registro de datos
(Fig. 2), dando como resultado que la mejor FDP que se ajusta a la serie de datos es la Gumbel-
Momentos (Aparicio, 2007), la cual presenta un error estándar, 𝑒𝑠 = 0.3376 y un coeficiente de
Nash 𝑁 =0.8873.
Figura 2 Resultado global con el programa AX.
En la figura 3.a, se observan los resultados extrapolados a distintos 𝑇𝑟 para la función
Gumbel-Momentos, con esos datos extrapolados es posible obtener las curvas intensidad
duración periodo de retorno (I-D-TR) por el método de Chen y Bell (Conde, 2014), como se
muestra en la figura 3.b, de modo que se optó por aplicar el criterio de Bell ya que es menos
conservador que el de Chen, además su fórmula permite estimar la altura de precipitación para
duraciones entre 5 y 120 minutos, para periodos de retorno entre 2 y 100 años.
Año 1961 1962 1963 1964 1965 1966 1967 1968 1969 1970
P max (mm) 96 139 290 111 90 93 148 115 125.8 96.8
Año 1971 1972 1973 1974 1975 1976 1977 1978 1979 1980
P max (mm) 66 88.2 151 142.8 54.2 79.8 84 82.9 74.8 257.5
Año 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990
P max (mm) 217.1 125.4 76 149.6 95.4 107.1 75.8 214.8 208.5 75.1
Año 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000
P max (mm) 105.3 82.2 171.7 85 230.6 112.6 165.2 180.8 96 92.1
Año 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010
P max (mm) 57.1 136.4 115.4 90.9 269.6 312.7 144.8 125.4 128 0
Año 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020
P max (mm) 0 10.4 255 S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D
3. Ing. Sergio Fco. González Pascacio
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Para obtener los hietogramas de diseño asociados a periodos de retorno de 10, 20, 50 y
100 años, se utilizaron las curvas I-D-TR de Bell mediante el método de bloque alterno (Chow,
1995), como se muestra en la figura 4.
Figura 3 a) datos extrapolados a distintos 𝑇𝑟, b) Curvas I-D-TR.
Figura 4 Hietogramas de Diseño (Anexo 1).
Se implemento el software IBER para hacer un análisis 2D de la distribución de las
precipitaciones mediante el Hietograma de Diseño para un 𝑇𝑟 = 100 años, para eso se utilizó un
Modelo Digital de Elevación (MDE), el cual se generó a partir de las curvas de nivel del terreno
que previamente fueron obtenidas por fotogrametría mediante Vehículo Aéreo no Tripulado
(VANT). Los alcances de este proyecto se limitan debido a la ausencia de información topográfica
ya que como se menciono al principio se necesita un área mas extensa.
De acuerdo a la información disponible, se infiere que es necesario construir un
embovedado de mampostería por debajo de la plataforma con pendiente hacia la doble
alcantarilla, además de un muro gavión perimetral para impedir que el nivel de agua alcance los
0
100
200
300
400
500
600
700
0 50 100 150 200 250
Intensidades(mm/Hr)
Duración (min)
Metodo de Chen
Tr= 2 Tr= 5
Tr= 10 Tr= 20
Tr= 50 Tr=100
0
100
200
300
400
500
600
700
0 50 100 150 200 250
Intensidades(mm/Hr)
Duración (min)
Metodo de Bell
Tr2 Tr5
Tr10 Tr20
Tr50 Tr100
Tr HP(cm)
2 120.54
5 178.58
10 217.01
20 253.87
50 301.58
100 337.33
200 372.95
500 419.95
1000 455.47
2000 490.98
5000 537.91
10000 573.40
Mejor EE= 0.3376
1
10
100
1000
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
i(mm/min)
t (min)
7168 Tonala (DGE) - Metodo de Bell
Tr10 Tr50 Tr20 Tr100
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agregados finos de la plataforma y un canal de tierra con pendiente hacia la doble alcantarilla que
se encuentran en la parte inferior de la obra.
Figura 5 a) Resultados de la simulación 2D (IBER) para el Hietograma de Diseño y un uso de suelo igual a matorrales
(Chow, 1994), b) Solución propuesta.
Tabla 2 Presupuesto preliminar del proyecto.
_____________________________________________
Bibliografía:
Aparicio, M. J. (2007). Fundamentos de Hidrología de Superficie, México: Limusa.
Chow, V. T. (1995). Hidrología Aplicada. Santa fe de Bogotá, Colombia: McGraw-Hill.
Chow, V. T. (1994). Hidráulica de Canales Abiertos. Santa fe de Bogotá, Colombia: McGraw-Hill.
Conde Rivera, R. (2014). Construcción de curvas I-D-TR de las estaciones climatológicas de México
con la base de datos SMN-CONAGUA, Benemérita Universidad Autónoma de Puebla. México.
Jiménez Espinosa, M. (1997). Ajuste de Funciones de Probabilidad AX. Centro Nacional de
Prevención de Desastres. Universidad Autónoma de México: Facultad de Ingeniería.
Canal de tierra (76 m)
Muro gavión de 2 m de alto
(81 m)
a) b)
Doble alcantarilla.
Alcantarilla D=0.8 m
Enbobedado
Codigo Concepto Unidad Cantidad Precio Importe
001 Construccion de boveda con muros de mamposteria junteado con mortero cemento-
arena 1:3 con tuberia de PVC 2" y losa de concreto reforzado f'c=200 kg/cm2 con acero #
3 @ 25 cm, incluye: cimbrado y descinbrado, mano de obra, equipo de seguridad,
herramienta menor y todo lo necesario para su correcta ejecucion.
ml 34 $1 727.00 $58 718.00
002 Suministro e instalacion de muro de gaviones compuesto por caja de 4x1x1 m de malla de
triple torsión, hexagonal, de 80x100 mm, de alambre de acero galvanizado de 2,70 mm de
diámetro, rellena de piedra, colocada con retroexcavadora sobre ruedas. Incluso
elementos de apuntalamiento necesarios para su alineación y aplomado, cable de acero
para sujeción de la caja y tubos de PVC para drenaje, incluye: mano de obra, equipo de
seguridad, herramienta menor y todo lo necesario para su correcta ejecucion.
m3 156 $1 034.00 $161 304.00
003 Colocacion de Mortero 1:5 hecho en obra, lanzado sobre muro gavion por medios
manuales, incluye: incluye: mano de obra, equipo de seguridad, herramienta menor y todo
lo necesario para su correcta ejecucion.
m3 4.8 $1 850.00 $8 880.00
004 Excavacion en material tipo I para construccion de canal trapecial seccion A, incluye:
mano de obra, equipo de seguridad, herramienta menor y todo lo necesario para su
correcta ejecucion.
m3 56 $122.00 $6 832.00
Total = $235 734.00
