ESTRUCTURAS DE CONDUCCION

1. IRRIGACIÓN Y DRENAJE
ING. ANTTONY GUEVARA FLORES
ESTRUCTURAS PARA LA CONDUCCIÓN DE UN
SISTEMA DE DRENAJE
PRESENTADO POR:
PAOLO BERNARDO UKUNCHAM WASUM
BAGUA-AMAZONAS-PERÚ
15/03/24
UNIFSLB IX

2. INTRODUCCIÓN
• Algunos antecedentes.
Machu Picchu, una maravilla de
la ingeniería inca, contaba con
un sistema de drenaje eficiente.
Las terrazas agrícolas, con una
leve inclinación para drenar el
agua, dividían la zona urbana
de la agrícola.

3. INTRODUCCIÓN
• Algunos antecedentes.
El sistema de drenaje interno de las
terrazas constaba de tres capas:
mantillo, arena y grava, que
permitían que el agua no inundara
los andenes y fuera absorbida
rápidamente.
Además, contaba con 130 ductos de
drenaje y fuentes que direccionaban
el agua del Río Urubamba,
abasteciendo a gran parte de la
ciudad. Este sistema prevenía
deslizamientos de tierra y
garantizaba la integridad de la
ciudadela.

4. INTRODUCCIÓN
• Algunos antecedentes.
Los Incas construyeron complicadas
redes de canales que conducían
agua de lluvia de partes altas del
terreno, hacia diferentes tipos de
depósitos.
Los canales se alimentaban de
intrincados sistemas de desagüe que
se originaban en las plazas y
estructuras mayores. ¡Estos canales
solo han requerido de un
revestimiento de concreto para
volver a funcionar 2,000 años
después de su construcción!

5. OBJETIVOS

6. Alcantarillas

7. • Se llama alcantarilla a la estructura que se usa para hacer pasar una corriente
de agua por debajo de un terraplén construido como base de una carretera,
vía de ferrocarril, etc.
• Siendo una alcantarilla un conducto totalmente cerrado puede trabajar
totalmente llena o sometida a presión, es decir, como tubo o puede funcionar
como canal.
DEFINICION

8. TIPOS DE ALCANTARILLA
• Primeras alcantarillas: el tipo más antiguo de alcantarilla tenía efectivamente forma de
puentecito: sobre dos muros de ladrillo se sujetaba una bóveda de cañón también de ladrillo.
Cuando en vez de una bóveda se cubría con una losa de piedra o de hormigón tomaba el
nombre de atarjea.
• Alcantarillas actuales: ahora se hacen generalmente con conductos prefabricados de
hormigón, con diferentes tipos de sección transversal.
I. Sección circular, para pequeños caudales
II. Sección ovoide para caudales medianos
Para caudales grandes pueden utilizarse secciones con la forma de la vieja alcantarilla, aunque a
veces en vez de abovedada, tienen la parte superior adintelada.

9. ANÁLISIS Y DISEÑO
• Primero, realizar un estudio hidrológico para determinar el caudal máximo que debe manejar la
alcantarilla, considerando la frecuencia y magnitud de las precipitaciones en el área.
• Posteriormente, se realiza un análisis hidráulico para definir el tamaño y forma óptimos de la
alcantarilla que permitirán el paso eficiente del agua, minimizando los riesgos de obstrucción y
asegurando su funcionamiento durante eventos extremos.
• El diseño estructural debe garantizar que la alcantarilla soporte las cargas aplicadas, incluyendo el
peso del terreno superior, el tráfico que pasa por encima y cualquier otra carga ambiental relevante.

10. Los materiales comúnmente utilizados incluyen: CONCRETO,, Y POLIETILENO DE ALTA
DENSIDAD (HDPE), cada uno con sus ventajas específicas en términos de durabilidad, resistencia y
facilidad de instalación.
CONCRETO ACERO POLIETILENO

11. FUNCIONAMIENTO
• Las alcantarillas funcionan
conduciendo el agua a través de un
canal o tubería que pasa por debajo
de un obstáculo, reintegrándola al
cauce natural o a otro sistema de
drenaje en el lado opuesto.
• Para su correcto funcionamiento, es
esencial mantener las alcantarillas
libres de obstrucciones como
residuos o sedimentos, lo que puede
requerir limpieza y mantenimiento
periódicos.

12. IMPORTANCIA
La importancia de las
alcantarillas radica en su
capacidad para gestionar
eficientemente las aguas
superficiales y mitigar los
riesgos asociados con las
inundaciones.
Al permitir el flujo continuo
de agua, previenen la
acumulación de agua en las
carreteras y áreas
circundantes, protegiendo
así la infraestructura vial y
reduciendo el riesgo de
accidentes.
Además, las
alcantarillas conservan
los ecosistemas
acuáticos, al facilitar el
movimiento del agua y
mantener la
conectividad de los
hábitats acuáticos.

13. DATOS TÉCNICOS Y NORMATIVAS
En Perú, el diseño de alcantarillas debe
cumplir con las normas establecidas por el
, así como con las directrices del MANUAL
DE CARRETERAS DEL PERÚ..
Estas normativas dictan criterios
sobre dimensionamiento
hidráulico, tipos de materiales
(concreto, metal, polietileno de
alta densidad), y consideraciones
estructurales para resistir cargas
vehiculares y condiciones
climáticas adversas

14. INNOVACIONES
Se está observando un incremento en el uso
de materiales ecológicos y tecnologías
avanzadas como el uso de alcantarillas de
polietileno de alta densidad (HDPE) que
ofrecen mayor durabilidad, resistencia a la
corrosión y facilidad de instalación en
comparación con las tradicionales de
concreto o metal.

15. • El funcionamiento de la alcantarilla está muy ligado al nivel del agua tanto en la
entrada como en la salida, así como a la forma de la toma y a las características
físicas de la estructura, principalmente. Su diámetro, longitud y rugosidad.
• En la sig figura se presenta un alcantarilla típica trabajando bajo diferentes cargas H.
Se observa que siempre hay un descenso del nivel al entrar el agua a la alcantarilla
debido a la contracción provocada por el cambio brusco de sección. Las posiciones
a,b,c y d de la figura indican un funcionamiento como canal. La posición c muestra
la máxima carga H posible sin que la toma se ahogue. Sobre este nivel hay todavía
zonas en que la alcantarilla sigue sin trabajar a presión, como es el caso de la presión
d. para valores mayores de H la alcantarilla empieza a trabajar a presión y si el tirante
en la descarga d no alcanza a ahogarla, la descarga será libre como lo indican las
curvas a,b,c,d y e.
• en caso contrario cuando el tirante d es mayor que el diámetro D, la descarga es
sumergida como lo indica el nivel f.

16. Cámaras de Inspección

17. • Las cámaras de inspección, también conocidas como pozos de visita, son
elementos críticos en los sistemas de drenaje y alcantarillado, diseñados para
facilitar el acceso al sistema para su inspección, mantenimiento y reparación.
DEFINICION

18. • El análisis y diseño de cámaras de inspección requieren una cuidadosa
consideración de varios factores para garantizar su funcionalidad y eficacia:
ANÁLISIS Y DISEÑO
Ubicación Dimensiones Materiales Diseño estructural

19. FUNCIONAMIENTO
Las cámaras de inspección
permiten el acceso al sistema
de drenaje para realizar
inspecciones visuales y
mecánicas, así como
operaciones de limpieza y
reparación.
Están equipadas con tapas o
cubiertas que pueden ser
removidas para permitir la
entrada.
En su interior, pueden tener
escaleras o peldaños para
facilitar el descenso. Su diseño
facilita la observación del flujo
de agua y la identificación de
obstrucciones, infiltraciones o
daños en el sistema.

20. IMPORTANCIA
Mantenimiento y
Reparación
Inspección
Prevención de
Inundaciones
Protección Ambiental

21. DATOS TÉCNICOS Y NORMATIVAS
La normativa peruana,
a través de la
Superintendencia
Nacional de Servicios
de Saneamiento
(SUNASS), establece
guías para el diseño y
construcción de
cámaras de inspección,
enfatizando la
accesibilidad, seguridad
y durabilidad.
Las especificaciones
incluyen dimensiones
mínimas, tipos de
materiales permitidos y
frecuencia de ubicación
en la red de drenaje.

22. INNOVACIONES
En Perú se está avanzando hacia la
implementación de sistemas de inspección remota
mediante cámaras robotizadas, lo que permite una
evaluación más eficiente y menos intrusiva del
estado de las redes de drenaje.

23. Pozas Disipadoras

24. DEFINICIÓN
Las pozas disipadoras son estructuras
hidráulicas diseñadas para reducir la energía
cinética del agua que se desplaza a alta
velocidad, especialmente en salidas de
sistemas de drenaje, al pie de taludes o en
desembocaduras de conductos.

25. ANÁLISIS Y DISEÑO
El análisis y diseño de una poza disipadora requieren una evaluación detallada de varios factores
clave para garantizar su eficacia y durabilidad:
Evaluación hidrológica e hidráulica
Dimensiones y forma
Materiales
Consideraciones ambientales

26. FUNCIONAMIENTO
Las pozas disipadoras funcionan reduciendo la
velocidad del agua a través de la absorción de su
energía cinética. Esto se logra mediante la creación
de turbulencias y el aumento de la rugosidad en el
fondo y las paredes de la poza, así como utilizando
escalones o bloques que obligan al agua a cambiar
de dirección y velocidad. El diseño específico varía
según las condiciones del sitio y los requisitos del
proyecto.
En general, una obra de entrega
debe tratarse como un disipador de
energía que garantiza la llegada
controlada del agua a su destino final,
y la estabilidad de las obras de
drenaje.

27. IMPORTANCIA
Control de
Erosión
Protección de
Infraestructuras
Mitigación del
Impacto
Ambiental
Prevención de
Inundaciones

28. INNOVACIONES
La incorporación de diseños bioingenieriles en las pozas
disipadoras está ganando terreno, utilizando elementos
naturales y artificiales para crear soluciones que no solo
son eficaces en la disipación de energía, sino también en la
promoción de la biodiversidad y la estabilidad ecológica.

29. Puentes

30. DEFINICIÓN
Los puentes, aunque comúnmente asociados con el cruce de
vehículos y peatones sobre obstáculos como ríos o valles, también
desempeñan un papel fundamental en los sistemas de drenaje,
especialmente en entornos donde es crucial mantener la continuidad
de los cuerpos de agua y mitigar el impacto ambiental.

31. ANÁLISIS Y DISEÑO
Estudios
hidrológicos e
hidráulicos
Diseño
estructural
Consideraciones
ambientales

32. FUNCIONAMIENTO
En el contexto de la gestión del agua, los puentes
permiten el cruce seguro de cuerpos de agua mientras
facilitan el flujo ininterrumpido de agua por debajo.
Esto se logra mediante un diseño que incluye suficiente altura
libre sobre el nivel máximo esperado del agua y pilares o
soportes diseñados para minimizar la obstrucción al flujo y la
acumulación de detritos.

33. DATOS TÉCNICOS Y NORMATIVAS
Los puentes como parte de los sistemas de drenaje
deben diseñarse siguiendo el Reglamento Nacional
de Edificaciones y el Manual de Diseño de Puentes
del Ministerio de Transportes y Comunicaciones,
que establecen criterios para garantizar la seguridad
estructural y la adecuada gestión del flujo de agua.

34. ESTUDIOS DE CASO
Un ejemplo notable en Perú es el puente Virú
en La Libertad, que fue diseñado teniendo en
cuenta la dinámica fluvial del río Virú,
garantizando así no solo la conectividad vial
sino también una gestión eficaz del agua y la
protección contra inundaciones.

35. INNOVACIONES
Se está incrementando la aplicación de
tecnologías avanzadas en el monitoreo y
mantenimiento de puentes, incluyendo
sensores IoT (Internet de las Cosas) para
monitorear en tiempo real la salud
estructural y prevenir daños por eventos
extremos relacionados con el agua.

36. CONCLUSIONES

37. BIBLIOGRAFÍA
CONSULTADA
 Redes de alcantarillado. https://www.redalyc.org/pdf/467/46711107.pdf
 ¿Qué es una cámara de inspección y para qué sirve?.
https://aprende.com/blog/oficios/plomeria/que-es-una-camara-de-inspeccion-
y-para-que-sirve/
 Disipadores de energía - parte II: pozo y estanque amortiguador.
http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1680-
03382018000300119
 Modelamiento de Sistemas de
Drenaje.https://es.scribd.com/presentation/139875917/Modelamiento-de-
Sistemas-de-Drenaje