Estado del arte de diseño de sumideros en sistemas de alcantarill

1
ESTADO DEL ARTE DE DISEÑO DE SUMIDEROS EN SISTEMAS DE
ALCANTARILLADOS EN COLOMBIA
OSCAR JAVIER PRADA FORERO
UNIVERSIDAD DE LA SALLE.
PROGRAMA DE INGENIERÍA CIVIL.
BOGOTÁ D.C.
2009
2
ESTADO DEL ARTE DE DISEÑO DE SUMIDEROS EN SISTEMAS DE
ALCANTARILLADOS EN COLOMBIA
OSCAR JAVIER PRADA FORERO
Trabajo de grado presentado como requisito para optar al título de
Ingeniero Civil
Director Temático
Ing. Edder Alexander Velandia
Asesora Metodológica
Mag. Rosa Amparo Ruiz Saray
UNIVERSIDAD DE LA SALLE
PROGRAMA DE INGENIERÍA CIVIL
BOGOTÁ D.C.
2009
3
NOTA DE ACEPTACIÓN:
______________________________________
______________________________________
______________________________________
______________________________________
______________________________________
______________________________________
__________________________________
Firma del presidente del jurado
__________________________________
Firma del jurado
__________________________________
Firma del jurado
4
AGRADECIMIENTOS
El autor expresa sus reconocimientos a:
En primera instancia a Jesucristo, quien inmortalizo sus principios y los dejó como
legado a la humanidad, y que obviamente han sido guía para mi vida espiritual e
intelectual, al Espíritu de Dios que siempre está a mi lado y a Dios porque tomo la
decisión de darme la vida y permitirme estar en el estrado de sus pies y darme la
oportunidad de hacerme profesional en el campo de la ingeniería.
En segunda instancia mi mas grato reconocimiento a mi madre que fue
instrumento de Dios para que yo pudiera tener todo las cosas materiales
necesarias en la universidad y en mi vida. A ella mi mas grato amor, a ella mi
orgullo en el trabajo, en la dedicación y en la constancia.
En tercera instancia, a aquella mujer que a pesar de mis errores, mis fracasos y mi
falta de dirección, permaneció a mi lado, como compañera, como amiga, como
hermana, como cómplice y como todo lo que una mujer le puede ofrecer a un
hombre en el ámbito personal e intelectual. Gracias Melissa Munevar Rangel.
En cuarta instancia, a mi padre, que es instrumento de Dios para guiarme en el
perdón, en la prudencia, en la comprensión al otro, en el respeto por el otro, en la
constancia en el trabajo y en la búsqueda por el crecimiento espiritual.
También a mí hermano mayor Edinson por sus consejos y apoyo económico. De
igual manera a mis hermanos: Carol Andrea Prada Macias, John Alexander Prada
macias y Milena Prada macias.
En quinta instancia, al director temático el Ingeniero Civil Edder Alexander
Velandia, quien fue el gestor de la idea principal en la realización de este proyecto;
a él por permitirme llevar acabo su idea en el tema de los sumideros; a él por su
espera, paciencia y comprensión; a él por ser un buscador de tiempo completo en
el conocimiento del campo de la ingeniería; a él por dedicar su juventud a los
estudiantes de la Universidad de la Salle.
A Rosa Amparo Ruiz Saray por su asesoría metodológica, paciencia y entrega
incondicional por todos los estudiantes de la Universidad de La Salle.
También mis reconocimientos a Daniel Fernando Álvarez Cardozo, verdadero
amigo en la fe en Cristo Jesús; a Ronald González Saavedra, amigo en la frescura
y el conocimiento en manejo de computadores; a Jorge David Montenegro López,
amigo en el conocimiento Ingenieril y amigo en la escucha; a Julio Cesar Bedoya,
verdadero siervo de Dios y amigo en la fe en Cristo Jesús; a Diego Espinosa,
amigo en la tranquilidad; a Luis Miguel Montenegro Guerrero, amigo en el alma y
5
discípulo de mis palabras; a Pablo Alejandro Mahecha, amigo en el favor, y a
Miguel Fernando Jaimes Abaunza, amigo de tiempo completo en mi adolescencia.
Mi agradecimiento también a una amiga muy especial, una mujer que se entrega a
los estudiantes de la Universidad de la Salle de manera incondicional en su cargo
como Auxiliar de Biblioteca, a ella por su ayuda, a ella por permitirme escucharla y
por escucharme, a ella por sus palabras, y a ella por su amistad. Gracias Claudia
Constanza Rizo Sanguino.
Finalmente mis agradecimientos a todos mis familiares y a cada una de las
personas que me apoyaron.
6
DEDICATORIA
Es imposible terminar esta investigación sin realizar mi más emotiva dedicatoria, a
un ser tan especial en mi vida; ese ser, que aunque con mucho trabajo en este
mundo, pudo sacar tiempo para estar presente el día de mi nacimiento, a ese ser,
que a confiado en mi a pesar de mi falta de constancia, de mis locuras, de mi falta
de ilusión, de mi falta de perseverancia y de mi falta de entrega; a ese ser, que
acompañó mis primeros pasos y mis primeras pataletas; a ese ser, que guío mis
pasos en el Pre - Kinder, en mi primaria, en mi bachillerato, en mi universidad, en
mi trabajo y aún lo sigue haciendo en mi estadía en este mundo; a ese ser, que no
permitió nunca que me faltara el alimento, que me enseño a caminar, a ver, a
sentir, a oír, a entender, a amar, a soñar, a sonreír, a disfrutar del aire, del sol, de
la naturaleza, de las personas, a aceptar mis errores, a aceptar mis debilidades y
aceptar mi debilidad en el amor; a ese ser, que acompañó mis grandes tristezas,
que limpió las lagrimas de mis ojos y que aún lo sigue haciendo, que me presto su
hombro, me dio una voz de aliento, que me mostró el oasis en medio del desierto,
que me mostró la luz al final del túnel y que me hablo de la esperanza; a ese ser,
que me ha dado un techo para vivir, que me ha vestido, me ha calzado, me ha
dado una cama para dormir, me ha dado unas cobijas en el frío y ha cuidado mi
dormir; a ese ser, que me ha levantado cuando he caído, que me ha limpiado
cuando he estado sucio, que ha quitado parte de mis impurezas y que hasta el día
de hoy sigue persistiendo para que siga en pie; finalmente dedico este proyecto a
ese ser, que es mi amigo incondicional día y noche, a ese ser que pensó, redactó
y escribió este proyecto cuando me sentía cansado, a ese ser, que soñó y se
ilusionó con el producto de esta investigación y a ese ser que confío desde el
comienzo y el final de este proyecto. A él mi más inmenso amor, a él mis lagrimas
y mis metas, a él todo lo que soy; ATI, ESPÍRITU DE DIOS
OSCAR JAVIER PRADA FORERO
7
1.
1.1
1.2
1.3
1.4
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1.5.1
1.5.2
2.
2.1
2.1.1
2.1.1.1
2.1.1.2
2.1.1.3
2.1.1.4
2.1.1.5
2.1.2
2.1.3
2.1.4
2.1.5
2.1.6
2.2
3.
3.1
3.1.1
3.2
3.3
3.4
4.
4.1
4.1.1
4.1.2
4.1.3
4.1.4
CONTENIDO
Pág.
INTRODUCCIÓN
PROBLEMA
LÍNEA
DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA
FORMULACIÓN DEL PROBLEMA
JUSTIFICACIÓN
OBJETIVOS
Objetivos generales
Objetivos específicos
MARCO REFERENCIAL
MARCO TEÓRICO - CONCEPTUAL
Caudal
Curvas de intensidad – duración - frecuencia
Periodo de retorno de diseño
Intensidad de precipitación
Coeficiente de escorrentía
Tiempo de concentración
Profundidad del flujo de aproximación
Velocidad del flujo de aproximación
Pendiente longitudinal de la vía
Pendiente transversal de la vía
Rugosidad del pavimento
MARCO NORMATIVO
METODOLOGÍA
DISEÑO DE INVESTIGACIÓN
Fases de la investigación
OBJETO DE LA INVESTIGACIÓN
VARIABLES
COSTOS DE LA INVESTIGACIÓN
TRABAJO INGENIERIL
DESARROLLO
Clasificación de la información
Registro fotográfico: Problemas comunes en sumideros
Fallas y parámetros de diseño en sumideros, según funcionarios
de la EAAB
Propuesta metodológica: Definición de los diferentes tipos de
25
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27
27
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29
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39
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41
44
44
44
45
45
45
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235
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4.1.4.1
4.1.4.2
4.1.4.3
4.1.4.4
4.1.4.5
4.1.4.6
4.1.5
4.1.5.1
4.1.5.2
4.1.5.3
4.1.5.4
4.1.6
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4.1.6.2
4.1.6.3
4.1.6.4
4.1.6.5
4.1.6.6
4.1.6.7
4.1.7
4.1.7.1
4.1.7.2
4.1.7.3
4.1.7.4
4.1.8
5.
sumideros usados a nivel nacional e internacional
Sumidero de ventana
Sumidero de reja
Sumidero combinado
Sumidero transversal
Sumidero ranurado
Canaletas
Propuesta metodológica: Descripción sobre el diseño hidráulico
de los diferentes tipos de sumideros usados a nivel nacional e
internacional
Diseño de sumideros de ventana
Diseño de sumidero de reja
Diseño de sumidero combinado
Diseño de sumidero ranurado
Propuesta metodológica: Aspectos fundamentales en la ubicación
de sumideros usados a nivel nacional e internacional
Ubicación de sumideros de ventana
Ubicación de sumideros de reja
Ubicación de sumideros combinados
Ubicación de sumideros ranurados
Ubicación de sumidero transversal
Ubicación de sumideros con sello hidráulico
Ubicación de canaletas
Propuesta metodológica: Aspectos en la configuración de
sumideros usados a nivel nacional e internacional
Configuración general del sumidero de ventana
Configuración general del sumidero de reja
Configuración general de sumideros combinados
Configuración de canaletas
Propuesta metodológica: Definición y conclusión sobre las
ventajas y desventajas de sumideros
CONCLUSIONES
BIBLIOGRAFÍA
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243
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275
276
276
277
280
282
Tabla 1.
Tabla 2.
Tabla 3.
Tabla 4.
Tabla 5.
Tabla 6.
Tabla 7.
Tabla 8.
Tabla 9.
Tabla 10.
Tabla 11.
Tabla 12.
Tabla 13.
Tabla 14.
Tabla 15.
LISTA DE TABLAS
Pág.
Periodo de retorno o grado de protección
Factor de reducción
Coeficiente de escorrentía o impermeabilidad
Coeficiente de retardo
Eficiencias y características de captación de sumideros
Capacidad de sumideros horizontales y verticales en l/s
Caudal máximo captado por los sumideros de la EAAB
Ecuaciones para la velocidad del flujo que sobre pasa las rejillas
(S. Ingles)
Ecuaciones para la velocidad del flujo que sobre pasa las rejillas
(S. Métrico)
Capacidad hidráulica sumideros laterales de 1.37 m de largo y 15
cm abertura de la ventana
Capacidad hidráulica sumideros laterales
Capacidad hidráulica sumideros de rejillas
Capacidad máxima del tubo de salida
Coeficientes de rugosidad de Manning
Criterios de Ubicación para canaletas
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35
36
37
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130
131
10
141
141
152
153
153
196
250
273
Figura 1.
Figura 2.
Figura 3.
Figura 4.
Figura 5.
Figura 6.
Figura 7.
Figura 8.
Figura 9.
Figura 10.
Figura 11.
Figura 12.
Figura 13.
Figura 14.
Figura 15.
Figura 16.
Figura 17.
Figura 18.
Figura 19.
Figura 20.
Figura 21.
Figura 22.
Figura 23.
Figura 24.
Figura 25.
Figura 26.
Figura 27.
Figura 28.
Figura 29.
Figura 30.
Figura 31.
Figura 32.
Figura 33.
Figura 34.
Figura 35.
Figura 36.
LISTA DE FIGURAS
Pág.
Pendiente transversal de la vía
Zonas de Bogotá
Sumidero de cuneta
Sumidero de cordón
Sumidero de piso (Vista Planta)
Sumidero de piso y banqueta (Sección)
Sumidero mixto. (0.70 m x 1.0 m)
Sumidero mixto. (0.70m x 2.0m)
Sumidero de cuneta. (0.40 m x 1.0 m)
Sumidero de cuneta. (0.50 m x 1.40 m)
Sumidero de cuneta. (0.80 m x 1.0 m)
Sumidero de banqueta
Sumidero de banqueta deprimida
Sumidero de banqueta con canalizaciones
Sumidero de piso y banqueta
Sumidero de piso y banqueta deprimida
Sumidero de piso deprimida
Sumidero transversal combinado con uno de piso y banqueta
Sumidero Sifónico prefabricado
Sumidero no Sifónico prefabricado (Sección y planta)
Sumidero no Sifónico en – situ
Sumidero de ventana. (Vista planta)
Sumidero de ventana. (Corte A-A)
Sumidero de ventana. (Corte B - B)
Sumidero de ventana con sello hidráulico. (Vista planta)
Sumidero de ventana con sello hidráulico. (Corte C - C)
Sumidero de ventana con sello hidráulico. (Corte transversal)
Sumidero de rejilla sin sello hidráulico. (Vista planta)
Sumidero de rejilla sin sello hidráulico. (Corte A - A)
Sumidero de rejilla con sello hidráulico. (Vista planta)
Sumidero de rejilla con sello hidráulico. (Corte B - B)
Sumidero especial. (Vista planta)
Sumidero especial. (Corte A - A)
Sumidero especial. (Corte B - B)
Corte cámara de salida A-A - Corte cámara de salida B-B
Corte C-C - Perspectiva
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51
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56
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57
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58
58
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59
59
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60
60
61
11
Figura 37.
Figura 38.
Figura 39.
Figura 40.
Figura 41.
Figura 42.
Figura 43.
Figura 44.
Figura 45.
Figura 46.
Figura 47.
Figura 48.
Figura 49.
Figura 50.
Figura 51.
Figura 52.
Figura 53.
Figura 54.
Figura 55.
Figura 56.
Figura 57.
Figura 58.
Figura 59.
Figura 60.
Figura 61.
Figura 62.
Figura 63.
Figura 64.
Figura 65.
Figura 66.
Figura 67.
Figura 68.
Figura 69.
Figura 70.
Figura 71.
Figura 72.
Figura 73.
Figura 74.
Figura 75.
Sumidero mixto. (Vista planta)
Sumidero mixto. (Sección H – H)
Sumidero mixto. (Sección B – B)
Sumidero lateral de sardinel
Sumidero de fondo
Sumidero mixto o combinado
Sumidero mixto conectado a cámara. (Vista planta)
Sumidero mixto conectado a cámara. (Corte A – A)
Sumidero mixto conectado a cámara. (Corte B – B)
Sumidero mixto conectado a tubería. (Vista planta)
Sumidero mixto conectado a tubería. (Corte A – A)
Sumidero mixto conectado a tubería. (Corte B – B)
Sumidero mixto conectado a tubería. (Corte C – C)
Sumidero horizontal
Sumidero lateral
Sumidero mixto
Sumidero de cuneta Tipo A. (Vista planta)
Sumidero de cuneta Tipo A. (Corte A – A)
Sumidero de cuneta Tipo B. (Vista planta)
Sumidero de cuneta Tipo B. (Corte a – a)
Sumidero mixto. (Vista planta)
Sumidero mixto. (Corte A – A)
Sumidero transversal. (Vista planta)
Sumidero transversal. (Sección)
Sumidero transversal. (Detalle emparrillado)
Sumidero horizontal
Sumidero horizontal
Sumidero lateral. (Vista planta)
Sumidero lateral. (Sección)
Canaleta hormigón polímero y fundición dúctil
Canaleta de fundición
Rejilla de cubrimiento para canaletas
Imbornal de rejilla. (Vista planta)
Imbornal de rejilla prefabricado de hormigón. (Sifónico)
Imbornal de rejilla prefabricado de hormigón. (No Sifónico)
Imbornal de rejilla construido en situ. (Vista planta)
Imbornal de rejilla in situ de hormigón. (No Sifónico)
Imbornal de rejilla in situ de hormigón. (Sección C – C)
Imbornal de rejilla in situ de hormigón. (Sección B – B)
12
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62
65
65
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Figura 76.
Figura 77.
Figura 78.
Figura 79.
Figura 80.
Figura 81.
Figura 82.
Figura 83.
Figura 84.
Figura 85.
Figura 86.
Figura 87.
Figura 88.
Figura 89.
Figura 90.
Figura 91.
Figura 92.
Figura 93.
Figura 94.
Figura 95.
Figura 96.
Figura 97.
Figura 98.
Figura 99.
Figura 100.
Figura 101.
Figura 102.
Figura 103.
Figura 104.
Figura 105.
Figura 106.
Figura 107.
Figura 108.
Figura 109.
Figura 110.
Figura 111.
Figura 112.
Figura 113.
Figura 114.
Rejilla imbornal in situ de hormigón
Imbornal con pozo absorbedero. (Vista planta)
Imbornal con pozo absorbedero. (Sección A – A)
Imbornal con pozo absorbedero. (Sección B – B)
Imbornal con pozo absorbedero. (Sección C – C)
Registro absorbedero
Registro absorbedero (Sección D – D)
Sumidero SL – 100, SL - 150. (Vista planta)
Sumidero SL – 100, SL - 150. (Sección A – A)
Sumidero SL – 100, SL - 150. (Sección B – B)
Sumidero SL – 100, SL - 150. (Sección C – C)
Sumidero SL – 100, SL - 150. (Sección F – F)
Sumidero SL – 200, SL - 250. (Vista planta)
Sumidero SL – 200, SL - 250. (Sección A – A)
Sumidero SL – 200, SL - 250. (Sección B – B)
Sumidero SL – 200, SL - 250. (Sección C – C)
Sumidero transversal ST (L = 6 m). (Vista planta)
Sumidero transversal ST. (Sección A – A)
Sumidero transversal ST. (Sección B – B)
Sumidero transversal ST. (Sección C – C)
Sumidero mixto. (Vista planta)
Sumidero mixto. (Sección A – A)
Sumidero mixto. (Sección B – B)
Sumidero lateral o de ventana genérico
Sumidero lateral o de ventana con depresión
Sumidero de rejilla
Sumidero combinado
Sumidero ranurado
Sumidero SL. (Vista planta)
Sumidero SL. (Corte A – A)
Sumidero SL. (Corte B – B)
Sumidero SL. (Corte C – C)
Sumidero SL. (Corte D – D)
Sumidero ST - 40. (Vista planta)
Sumidero ST 2 - 40. (Vista planta)
Sumidero ST – 40 y ST2 - 40. (Corte A – A)
Sumidero ST – 40 y ST2 - 40. (Corte B – B)
Sumidero ST – 40 y ST2 - 40. (Corte C – C)
Sumidero ST – 40 y ST2 - 40. (Corte D – D)
13
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79
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80
80
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81
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84
84
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91
91
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92
92
93
93
93
94
94
Figura 115.
Figura 116.
Figura 117.
Figura 118.
Figura 119.
Figura 120.
Figura 121.
Figura 122.
Figura 123.
Figura 124.
Figura 125.
Figura 126.
Figura 127.
Figura 128.
Figura 129.
Figura 130.
Figura 131.
Figura 132.
Figura 133.
Figura 134.
Figura 135.
Figura 136.
Figura 137.
Figura 138.
Figura 139.
Figura 140.
Figura 141.
Figura 142.
Figura 143.
Figura 144.
Sumidero ST – 40 y ST2 - 40. (Corte E – E)
Sumidero ST – 40 y ST2 - 40. (Corte F – F)
Sumidero ST – 40 y ST2 - 40. (Corte G – G)
Sumidero ST – 40 y ST2 - 40. (Corte H – H)
Primer caso para la utilización de sumidero especial (Vista
planta)
Primer caso para la utilización de sumidero especial (Corte A –
A)
Primer caso para la utilización de sumidero especial (Vista
planta)
Primer caso para la utilización de sumidero especial (Corte A –
A)
Segundo caso para la utilización de sumidero especial de reja
(Vista planta)
Segundo caso para la utilización de sumidero especial de reja
(Corte A - A)
Sumidero de ventana
Sumidero de ventana – depresión
Sumidero de rejilla
Sumidero de desagüe ranurado
Integridad estructural del sumidero de desagüe ranurado
Canaleta
Canaleta Reforzada Kenadrain HD
Canaletas Ligeras Kenadrain MD
Canaletas Cascada Kenadrain
Canaletas Parking Parkdrain
Detalles de sumideros laterales. (Vista planta)
Detalles de sumideros laterales. (Sección A – A)
Detalles de sumideros laterales. (Sección C – C)
Detalles de sumideros laterales. (Sección D – D)
Capacidad de sumideros de ventana en puntos bajos para
depresión de 5 cm
Capacidad de sumideros normalizados por el INOS en puntos
bajos. Depresión de 2.5 cm
Capacidad de sumideros normalizados por el INOS en puntos
bajos. Depresión de 7.5 cm
Rejas con barras longitudinales con pendiente transversal
uniforme de ángulo, (Vista Planta)
Rejas con barras longitudinales con pendiente transversal
uniforme de ángulo , Elevación
Rejas de barras longitudinales con pendiente transversal
uniforme de ángulo , con nueva longitud L capaz de captar el
14
94
95
95
95
98
98
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99
99
99
100
100
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101
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104
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105
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111
111
111
112
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113
115
116
116
Figura 145.
Figura 146.
Figura 147.
Figura 148.
Figura 149.
Figura 150.
Figura 151.
Figura 152.
Figura 153.
Figura 154.
Figura 155.
Figura 156.
Figura 157.
Figura 158.
Figura 159.
Figura 160.
Figura 161.
Figura 162.
Figura 163.
Figura 164.
Figura 165.
Figura 166.
Figura 167.
Figura 168.
Figura 169.
Figura 170.
Figura 171.
Figura 172.
Figura 173.
Figura 174.
Figura 175.
Figura 176.
Figura 177.
caudal que sobrepasa, (Vista Planta)
Rejas con barras longitudinales con pendiente transversal
variable
Curvas para estimar el caudal de captación en función de la
longitud real del sumidero
Capacidad máxima de sumideros del SERVIU
Sumidero mixto Tipo S1. (Vista en planta)
Sumidero mixto Tipo S1. (Corte A – A)
Sumidero mixto Tipo S1. (Detalle entradas de aguas lluvias)
Sumidero mixto Tipo S1. (Corte B – B)
Rejilla de hierro fundido sumidero mixto Tipo S1
Sumidero mixto con cámara Tipo S2. (Vista planta)
Sumidero mixto con cámara Tipo S2. (Corte A – A)
Sumidero mixto con cámara Tipo S2. (Detalle entradas de
aguas lluvias)
Sumidero horizontal con cámara Tipo S3. (Vista planta)
Sumidero horizontal con cámara Tipo S3. (Corte A – A)
Sumidero horizontal con cámara Tipo S3. (Corte B – B)
Sumidero horizontal Tipo S4. (Vista planta)
Sumidero horizontal Tipo S4. (Corte A – A)
Sumidero horizontal Tipo S4. (Detalle entrada aguas lluvias)
Sumidero horizontal Tipo S4. (Corte B – B)
Sumidero lateral con depresión
Sumidero lateral operando como orificio
Rejilla tipo P-50 y P-50x100. (Vista planta y corte A – A)
Rejilla tipo P-30. (Vista planta y corte A – A)
Rejilla tipo curvada en forma de veleta. (Vista planta y corte A
– A, B – B)
Rejilla tipo de barras inclinadas 45º - 60 y 45º - 85. (Vista
planta y corte A – A, B – B)
Rejilla tipo de barras inclinadas 30º - 85. (Vista planta y corte A
– A, B – B)
Rejilla reticulada “HONEYCOMB”. (Vista planta)
Esquema sumidero de ventana tipo INOS (Vista planta)
Esquema sumidero de ventana tipo INOS (Corte A - A)
Esquema sumidero de ventana tipo INOS (Corte B - B)
Capacidad de sumidero de reja en puntos bajos
Sumidero de ventana ( Sección)
Proporción de caudal interceptado para el sumidero ranurado
Ubicación de coladeras de banqueta
15
116
118
123
124
124
125
125
125
126
126
126
127
127
127
128
128
128
129
135
138
143
143
144
144
145
145
156
156
156
159
161
166
169
Figura 178.
Figura 179.
Figura 180.
Figura 181.
Figura 182.
Figura 183.
Figura 184.
Figura 185.
Figura 186.
Figura 187.
Figura 188.
Figura 189.
Figura 190.
Figura 191.
Figura 192.
Figura 193.
Figura 194.
Figura 195.
Figura 196.
Figura 197.
Figura 198.
Figura 199.
Figura 200.
Figura 201.
Figura 202.
Figura 203.
Figura 204.
Figura 205.
Figura 206.
Figura 207.
Figura 208.
Figura 209.
Figura 210.
Figura 211.
Figura 212.
Figura 213.
Figura 214.
Figura 215.
Ubicación de coladeras de piso
Ubicación de coladeras de piso
Ubicación de coladeras longitudinales de banqueta
Ubicación de coladeras transversales de piso
Ubicación general de sumideros
Localización definitiva de sumideros
Conexión del los sumideros al colector pluvial
Ubicación de sumideros en intersecciones de calles
Sumidero de depresión
Sumidero de rejilla
Ubicación de sumideros de reja en calzada y cuneta
Ubicación de sumideros de reja en cuneta
Disposición relativa de rejas en calzada
Disposición típicas de sumideros mixtos
Disposición típicas de sumideros mixtos
Ubicación de canaletas Kenadrain
Sumidero de banqueta Tipo 1
Sumidero de banqueta Tipo 2
Sumidero de piso y banqueta
Marco rectangular para sumidero de rejilla
Sumidero de ventana. (Vista planta)
Sumidero de ventana. (Sección A - A)
Sumidero de ventana. (Corte B – B)
Sumidero de ventana con sello hidráulico. (Vista planta)
Sumidero de ventana con sello hidráulico. (Corte A - A)
Sumidero de rejilla. (Vista planta)
Sumidero de rejilla. (Corte)
Sumidero de rejilla con sello hidráulico. (Vista planta)
Sumidero de rejilla con sello hidráulico. (Corte A –A)
Sumidero de reja en calzada. (Vista planta)
Sumidero de reja en calzada. (Corte B - B)
Sumidero de reja en calzada. (Corte A - A)
Sumidero de reja en calzada con sello hidráulico. (Vista planta)
Sumidero de reja en calzada con sello hidráulico. (Corte A – A)
Sumidero de reja en calzada con sello hidráulico. (Corte B – B)
Sumidero de reja en calzada. (Pantalla de hierro)
Canaletas para evacuación de aguas superficiales (Partes que
la conforman)
Canaletas para evacuación de aguas superficiales (Partes que
16
169
170
170
171
172
173
174
177
181
182
184
185
185
186
187
187
188
189
190
196
198
199
199
199
200
200
201
201
201
202
202
203
203
203
204
204
206
206
Figura 216.
Figura 217.
Figura 218.
Figura 219.
Figura 220.
Figura 221.
Figura 222.
Figura 223.
Figura 224.
Figura 225.
Figura 226.
Figura 227.
Figura 228.
Figura 229.
Figura 230.
Figura 231.
Figura 232.
Figura 233.
Figura 234.
Figura 235.
Figura 236.
Figura 237.
Figura 238.
Figura 239.
Figura 240.
Figura 241.
Figura 242.
Figura 243.
Figura 244.
Figura 245.
Figura 246.
Figura 247.
Figura 248.
Figura 249.
Figura 250.
Figura 251.
la conforman)
Sumidero de reja mal ubicado
Sumidero mixto sin reja
Sumidero de ventana ubicado después del paso de peatones
Sumidero mixto ubicado en un lugar poco eficiente
Sumidero de reja mal ubicado
Ausencia de sumidero
Ausencia de sumidero en cuneta
Sumidero mixto colmatado por sedimentos y basuras
Sumidero de reja ubicado en sector con alta posibilidad de
arrastre de materiales
Sumidero de ventana ubicado en vía con pendiente superior al
3%
Sumidero de reja con ancho obstruido por anden
Sumidero de reja mal ubicado
Sumideros de ventana mal ubicados
Sumidero de ventana con barras mal instaladas
Sumidero de ventana, con altura de abertura inferior a 7 cm
Sumideros colmatados por basuras, plantas y sedimentos
Mantenimiento de sedimentos para sumideros de reja
Deterioro en el acero y el concreto en sumideros transversales
Deterioro en el acero y el concreto en sumideros de reja
Sumidero de ventana
Sumidero de ventana con barras verticales
Sumidero de ventana con depresión
Sumidero de ventana con sello hidráulico, (Vista planta)
Sumidero de ventana con sello hidráulico, (Corte A - A)
Sumidero de ventana con sello hidráulico, (Vista planta)
Sumidero de reja
Sumidero de reja
Sumidero combinado
Sumidero transversal, (Vista planta)
Sumidero transversal, (Sección
Sumidero transversal, (Detalle emparrillado o rejilla)
Sumidero de desagüe ranurado
Integridad estructural del sumidero de desagüe ranurado
Canaleta 1
Canaleta 2
Canaleta instalada transversalmente a la vía 1
17
213
214
215
216
217
218
219
220
221
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227
228
231
233
234
238
239
239
240
240
241
242
242
243
244
244
244
245
245
246
246
247
Figura 252.
Figura 253.
Figura 254.
Figura 255.
Canaleta instalada transversalmente a la vía 2
Canaleta instalada en sentido longitudinal y transversal a la vía
Sumidero ranurado en vía no confinada
Sumidero ranurado, en vía confinada
18
247
248
272
272
Cuadro 1.
Cuadro 2.
Cuadro 3.
Cuadro 4.
Cuadro 5.
Cuadro 6.
Cuadro 7.
Cuadro 8.
Cuadro 9.
Cuadro 10.
Cuadro 11.
Cuadro 12.
Cuadro 13.
Cuadro 14.
Cuadro 15.
Cuadro 16.
Cuadro 17.
Cuadro 18.
LISTA DE CUADROS
Pág.
Curvas IDF
Grado de protección según el nivel de complejidad del sistema
Variables objeto de estudio
Tipos de sumideros
Capacidad hidráulica de sumideros
Ubicación de sumideros
Configuración de sumideros
Ventajas y desventajas de sumideros
Ventajas y desventajas de sumideros
Criterios de ubicación para sumideros
Criterios de Ubicación para el sumidero de ventana
Criterios de Ubicación para el sumidero de reja
Criterios de ubicación para el sumidero combinado
Criterios de ubicación para sumideros con sello hidráulico
Especificaciones para sumidero de ventana
Especificaciones para sumidero de reja
Especificaciones de canaletas
Ventajas y desventajas para los diferentes tipos de sumideros
33
34
44
46
106
168
188
208
209
269
270
271
271
273
275
276
276
277
19
LISTA DE ANEXOS
Anexo A. Monograma de IZZARD para cálculo de canales triangulares
Anexo B. Costos totales
Anexo C. Estudio experimental del funcionamiento de sumideros de aguas
lluvias
Anexo D. Drenaje Urbano
Anexo E. Sistemas de captación de aguas superficiales para disminución
de contaminación de aguas y con fines de riego de árboles
Anexo F. Video Clip
20
GLOSARIO
ADOSAR: poner una cosa continua a otra en la que se apoya por alguno de sus
lados.
ALBAÑAL: canal o conducto por el que van y salen las aguas sucias o residuales.
ALCANTARILLADO: se denomina alcantarillado o red de alcantarillado, al
sistema de estructuras y tuberías usados para el transporte de aguas residuales o
servidas (alcantarillado sanitario), o aguas de lluvia, (alcantarillado pluvial) desde
el lugar en que se generan hasta el sitio en que se vierten a cauce o se tratan.
ANCHO DE INUNDACIÓN: longitud demarcada en la superficie del pavimento por
las aguas lluvias. Inicia en el borde del anden y finaliza donde la cantidad de
caudal lo demarque.
ÁREA NETA: es la cantidad de sección en una posible línea de ruptura cuando se
restan las perforaciones.
ÁREA TRIBUTARIA: es el área de la cuenca que aporta un caudal de aguas
lluvias.
ÁREA ÚTIL: es la cantidad de sección real a utilizar.
ARQUETA: es un pequeño depósito utilizado para recibir, enlazar y distribuir
canalizaciones subterráneas; suelen estar enterradas y tienen una tapa superior
para evitar accidentes y poder limpiar su interior de impurezas.
ASFALTO: es un material viscoso, pegajoso y de color negro, usado como
aglomerante en mezclas asfálticas para la construcción de carreteras, autovías o
autopistas.
BOCAS DE INSPECCIÓN: orificio que permite inspeccionar la cámara de
recolección de aguas lluvias del sumidero.
BOMBEO: es la inclinación sobre un alineamiento recto que tiene la sección
transversal de la calzada (Pendiente transversal).
CALZADA: es la parte de la carretera destinada a la circulación de los vehículos.
CANALES ABIERTOS: es una construcción destinada al transporte de fluidos;
generalmente se utiliza para el transporte de agua; a diferencia de las tuberías es
abierta a la atmósfera.
21
CAPACIDAD HIDRÁULICA: la capacidad hidráulica de un sumidero corresponde
al caudal que éste es capaz de entregar a los colectores.
CAUDAL: es la cantidad de fluido que pasa por determinado elemento en la
unidad de tiempo. También llamado Gasto.
COLECTOR: se denomina colector o alcantarilla colectora al tramo del
alcantarillado público que colecta diversos ramales de alcantarilla. Se construye
bajo tierra, a menudo al medio de las calles importantes, de manera que cada una
de las viviendas de esa vía puedan conectarse para la evacuación apropiada de
las aguas residuales.
AGUAS RESIDUALES: son materiales derivados de residuos domésticos o de
procesos industriales, los cuales por razones de salud publica y por
consideraciones de recreación económica y estética, no pueden desecharse
vertiéndolas sin tratamiento en lagos o corrientes convencionales.
CONCRETO REFORZADO: es el más popular y desarrollado de estos materiales,
ya que aprovecha en forma muy eficiente las características de buena resistencia
en compresión, durabilidad, resistencia al fuego y moldeabilidad del concreto,
junto con las de alta resistencia en tensión y ductilidad del acero, para formar un
material compuesto que reúne muchas de las ventajas de ambos materiales
componentes. Manejando de manera adecuada la posición y cuantía del refuerzo,
se puede lograr un comportamiento notablemente dúctil en elementos sujetos a
flexión.
CONCRETO SIMPLE: es un material semejante a la piedra que se obtiene
mediante una mezcla cuidadosamente proporcionada de cemento, arena y grava u
otro agregado y agua; mezcla que se endurece en formaletas con la forma y
dimensiones de la estructura deseada. La mayor parte del material consta de
agregado fino y grueso. El cemento y el agua interactúan químicamente para unir
las partículas del agregado y conformar una masa sólida. Es necesario agregar
agua además de aquella que se requiere para la reacción química con el fin de dar
a la mezcla la manejabilidad adecuada que permita llenar las formaletas y rodear
el acero de refuerzo embebido en el concreto antes de que inicie el
endurecimiento.
CUNETA: zanja en cada uno de los lados de un camino para recoger las aguas de
lluvia.
DESARENADOR: también conocido como absorvedero; es una estructura
diseñada para retener la arena que traen las aguas servidas o las aguas
superficiales a fin de evitar que ingresen, al canal de aducción, a la central
hidroeléctrica o al proceso de tratamiento y lo obstaculicen creando serios
problemas.
22
EMULSIÓN ASFÁLTICA: es una dispersión de color negro que contiene asfalto,
agua y un agente emulsionante.
ESCORRENTÍA: es la lámina de agua que circula en una cuenca de drenaje, es
decir, la altura en milímetros de agua de lluvia escurrida y extendida dependiendo
la pendiente del terreno. Normalmente se considera como la precipitación menos
la evapotranspiración real y la infiltración del sistema suelo – cobertura vegetal.
FLUJO ESPACIALMENTE VARIADO: es aquel flujo cuya altura varía a lo largo
del cauce o canal.
FUNDICIÓN DÚCTIL: es la fundición de elementos en hierro con un porcentaje de
grafito nodular.
GRAFITO NODULAR: se presenta en fundiciones maleabilizadas. Proviene de la
descomposición de la cementita a altas temperaturas. El contorno de los nódulos
puede ser más o menos irregular, dando lugar a formas de apariencia de cangrejo
o nodular.
ISLETAS: son zonas bien definidas, situadas entre carriles de circulación,
destinadas a guiar el movimiento de los vehículos y a servir de eventual refugio a
los peatones.
MAMPOSTERÍA: es la unión de bloques o ladrillos de arcilla o de concreto con un
mortero para conformar sistemas monolíticos tipo muro, que pueden resistir
acciones producidas por las cargas de gravedad o las acciones de sismo o viento.
PASO DE CEBRA O SENDA PEATONAL: es un tipo de paso de peatones usado
en muchos lugares alrededor del mundo. La travesía se caracteriza por sus rayas
longitudinales paralelas al flujo del tráfico, alternando un color claro (generalmente
blanco) y oscuro (negro pintado o sin pintar si la superficie de la carretera es de
color oscuro).
PAVIMENTO: es la capa constituida por uno o más materiales que se colocan
sobre el terreno natural o nivelado, para aumentar su resistencia y servir para la
circulación de personas o vehículos.
PENDIENTE LONGITUDINAL: es el grado de inclinación dado en porcentaje, que
puede presentar una vía respecto de la horizontal.
PERÍMETRO: es el contorno de la superficie de una figura, el límite de la misma, o
su longitud.
PUNTOS BAJOS: se hace referencia a la sección de la vía donde su pendiente
longitudinal y transversal es cero.
23
RASANTE: es la cota que determina la elevación del terreno en cada punto.
RUGOSIDAD: El concepto de rugosidad se refiere a cuan áspero es la superficie
de un cuerpo.
SARDINEL: escalón que forma el borde exterior de la acera. También es llamado
Cordón o Solera.
SEDIMENTOS: depósito o acumulación de materiales arrastrados mecánicamente
por las aguas o el viento.
SELLO HIDRÁULICO: en sumideros, son dispositivos ubicados en su estructura
interna, que impiden la salida de malos olores provenientes de las aguas hervidas
o la descomposición de materia orgánica dentro del sistema de alcantarillado.
SUMIDERO: también llamado Imbornal, Tragante, Coladera Pluvial, Boca de
Tormenta. Es la abertura, conducto o canal que sirve de desagüe de aguas lluvias.
TERRAPLÉN: se denomina terraplén a la tierra con que se rellena un terreno para
levantar su nivel y formar un plano de apoyo adecuado para hacer una obra.
VERTEDERO: es la estructura hidráulica sobre la cual se efectúa una descarga a
superficie libre.
VÍAS ARTERIAS: son vías que enlazan entre sí distintas zonas de la ciudad y
conectan la red viaria interurbana con la red viaria propiamente urbana. El tráfico
que las utiliza circula por ellas sin detenerse y realizando recorridos de longitud
superior a los 2 km. Suele estar muy restringido el acceso a las propiedades
colindantes y las intersecciones suelen ser a nivel y controladas mediante
semáforos. En algunas intersecciones la intensidad en las dos direcciones es muy
alta y se hace necesario construir enlaces a distinto nivel. Soportan una parte
importante del tráfico pesado de la ciudad. En las ciudades de tamaño medio pequeño (menos de 200.000 habitantes), constituyen la red principal de la ciudad.
VÍAS CONFINADAS: son aquellas vías que en sus costados se encuentran
limitadas por sardineles o andenes.
VÍAS COLECTORAS – DISTRIBUIDORAS: es la red de calles que conectan las
vías arteriales con la red local de la ciudad. El tráfico realiza, en general,
recorridos cortos, caracterizándose porque la mayoría de los viajes tienen o su
origen o su destino en calles de esta red. Debe haber zonas para el
estacionamiento de vehículos y debe ser posible acceder a los edificios
colindantes en la mayoría de las calles. Las intersecciones son siempre a nivel
pero con elementos (semáforos, señales de preferencia, etc.) que regulen el
tráfico en función de la intensidad de vehículos existente. Soporta un tráfico medio
bajo de vehículos pesados.
24
INTRODUCCIÓN
El Reglamento Técnico del Sector de Agua Potable y saneamiento Básico RAS 20008 define un sumidero como: “estructuras complementarias para la captación
de la escorrentía superficial que pueden ser diseñadas en forma lateral o
transversal al sentido del flujo y se localizarán en las vías vehiculares o peatonales
del proyecto”.
El origen histórico de las estructuras de drenaje según37 comienza desde los
primeros asentamientos humanos. En este sentido, la concentración demográfica
y la protección de vidas e infraestructura han sido razones para la construcción de
dichas estructuras de drenaje. Se ve por ejemplo, cómo en el Imperio Romano, los
sistemas de alcantarillados fueron diseñados para drenar exclusivamente aguas
pluviales. Habiendo resuelto el problema de evacuación de aguas pluviales, el alto
índice de enfermedades a nivel mundial durante el siglo XIX hizo que el hombre
necesitara deshacerse de las aguas residuales y residuos sólidos de las ciudades.
Este fue el comienzo de la utilización de sistemas de alcantarillados como
alternativa de drenaje de aguas y sólidos residuales.
En la actualidad los sistemas de captación de aguas superficiales han tomado
gran importancia en diferentes áreas debido no sólo al crecimiento de los
asentamientos humanos como lo registra la historia sino también a múltiplex
factores como: el desarrollo y crecimiento de las ciudades, la seguridad de las
personas que las habitan, factores de contaminación ambiental, factores estéticos,
valorización e impacto urbano, entre otros.
Bajo este hecho, se hace importante retomar los antecedentes teóricos y prácticos
sobre los sistemas de la captación de las aguas superficiales, pues se profundiza
en los procedimientos que fueron solución en el pasado, que son solución en el
presente y que necesariamente serán implementados en un futuro. De igual
manera, se tienen en cuenta los errores cometidos en el pasado y en el presente,
para no incurrir en la utilización de sistemas de evacuación de aguas lluvias que
son poco operativos y que prestan un servicio ineficiente a una comunidad.
En la presente investigación se desarrolló una revisión del estado del arte para los
sumideros a nivel internacional y Colombia, identificando particularidades en
Bogotá y estableciendo problemas y recomendaciones para su control. En este
sentido, la orientación del estudio se basó en el cumplimiento de la fase heurística
y hermenéutica; elementos que plantean en su desarrollo la búsqueda y
recopilación de fuentes de información que pueden ser de muchas características
8
MINISTERIO DE DESARROLLO ECONÓMICO. Reglamento Técnico del Sector de Agua Potable y
Saneamiento Básico RAS - 2000, Sección II, Titulo D, Sistemas de Recolección y Evacuación de Aguas
Residuales Domésticas y Pluviales. Bogotá: Colombia. 2000. 116 p.
37
[En Línea] [Citado 03-02-2009] <http://es.wikibooks.org/wiki/Hidrosistemas/Drenaje_Urbano/>.
25
y de diferente naturaleza y el análisis, interpretación y clasificación de la
información recopilada.
Ahora bien, el análisis proyectado en el presente estudio se basó en la
identificación de aquellos factores que actualmente rigen el diseño de sumideros,
captura diversidad de problemas determinados mediante registros fotográficos en
algunos sectores de Bogotá y tomó como referencia orientativa diferentes
normatividades en el diseño de sumideros provenientes de empresas de servicios
públicos en Colombia y normativas procedentes de diferentes países.
El documento elaborado aporta a la generación un nuevo conocimiento que ayuda
a mejorar la calidad de vida de una comunidad a través de un mejor entendimiento
del funcionamiento hidráulico de los sumideros, con un énfasis a país y región
Bogotá. Además pretende contribuir a la falta de normatividad completa que sirva
como guía en la definición de los diferentes tipos de sumideros, que especifique su
diseño y su ubicación adecuada. Finalmente, el trabajo fundamenta nuevas fases
de investigación enfocadas a la validación por medio de modelos físicos de las
rejillas en sumideros que garanticen el adecuado funcionamiento de estas
estructuras claves en la movilidad, productividad y bienestar de los ciudadanos en
las ciudades.
26
1.
1.1
EL PROBLEMA
LÍNEA
El Estudio realizado forma parte de los proyectos de investigación a fines a la línea
de investigación Eventos Naturales y Materiales para Obras Civiles, asociada
al Centro de Investigación en Riesgos de Obras Civiles – CIROC, establecida
por la facultad de ingeniería civil; ésta plantea en sus objetivos “un avance en el
conocimiento de las propiedades físico – mecánicas de materiales empleados en
obras civiles y de los procesos naturales involucrados en las etapas de
construcción y de servicio que pueden generar amenaza para las obras civiles,
optimizar la aplicación de materiales como elementos que disminuyen los riesgos
en obras civiles y evaluar cualitativa y cuantitativamente la incidencia de la
aplicación típica de las teorías clásicas en el diseño de estructuras”41. Es por esto,
que el estudio realizado es un aporte significativo al desarrollo y cumplimiento de
los objetivos que rigen la presente línea de investigación, puesto se realizó un
estudio detallado que muestra aquellas amenazas y riesgos que sufre la
infraestructura vial cuando no se contemplan procesos técnicos adecuados de
construcción en obras de captación de aguas lluvias.
1.2
DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA
Actualmente existen diferentes tipos de sumideros implementados como sistemas
de captación de aguas lluvias o escorrentía en entornos urbanos. En esta
variedad, cada sumidero presenta características propias en lo que respecta a
formas, materiales y tamaños. De igual forma, estas estructuras se encuentran
ubicadas en las intersecciones entre calles o en lugares diferentes, en los
costados de la calzada, acompañados de cunetas, transversales a la calzada y
diseñados de acuerdo a las características específicas de un sector.
Los sumideros son estructuras claves para los sistemas de alcantarillado pluvial y
su diseño e implementación debe estar regida por una normativa que permita
estandarizar su uso y maximizar sus objetivos. En Colombia, los sumideros deben
estar normalizados por el Reglamento del Sector de Agua Potable y Saneamiento
Básico (RAS 2000), no obstante, al realizar un análisis detallado de esta normativa
se ha encontrado una gran vacío en este tema. Actualmente, en la normatividad
no se muestra de forma clara y precisa las especificaciones técnicas que se deben
41
UNIVERSIDAD DE LA SALLE. Documento de líneas de investigación. Bogotá: Colombia. [En línea]. [Citado
25-02-2009]. < http://atenea.lasalle.edu.co/facultades/ing_civil/investigaciones.htm>.
27
tener en cuenta en el diseño, construcción y ubicación de los diferentes tipos de
sumideros utilizados en el país.
La falta de parámetros definidos sobre el diseño, construcción e implementación
de sumideros en una normativa conlleva a problemas de utilización de sumideros
no aptos a las características geométricas de las vías, diseños inapropiados sobre
la capacidad hidráulica de estos sistemas, ubicación ineficiente promoviendo el
aumento de inundaciones, sobre costos, y la utilización de materiales inapropiados
para la construcción de estas estructuras.
De forma general, se ha comprobado que si no se cuenta con este tipo de
sistemas de captación hidráulica ubicados en las calles y diseñados mediante
procedimientos teóricos, existe una mayor propensión al aumento de los niveles
de escorrentía en las calles, mayor riesgo de inundaciones y en general, todos los
problemas asociados a un drenaje deficiente.
Con relación a los pavimentos con niveles constantes de almacenamiento de agua
“inundado”, se deteriora más rápidamente que otro que presenta un buen sistema
de drenaje. De igual forma, el agua en las vías se traduce en problemas de
movilidad (limitación del paso de vehículos, reducción de velocidades, deterioro de
vehículos y riesgo de accidentes por el fenómeno de hidroplanear),
improductividad y en un problema de bienestar para los peatones ya que los
grandes almacenamientos de agua impiden el cruce de calles y los carros que
transitan por las vías levantan las aguas mojando a los peatones.
El fenómeno de hidroplanear consiste en: Cuando un neumático encuentra una
película de agua en una vía, el agua trata de pasar a través de las ranuras del
neumático, el cual se mantiene balanceado gracias a capacidad de drenaje de las
ranuras de las llantas y a la rugosidad superficial del pavimento. Cuando el agua
llega a una altura determinada, la capacidad de drenaje de las ranuras de las llantas
disminuye, así como también el agarre de estas con la superficie del pavimento.
Dicha insuficiencia en la capacidad de drenaje ocasiona una cuña de agua delante
de las llantas, la cual produce una fuerza hidrodinámica que hace levantar las llantas
de la superficie del pavimento, ocasionando que el neumático pierda su capacidad
tractiva y que el conductor pierda el control del vehículo17.
17
CASTAÑEDA GALVIS, Luis F. Propuesta metodológica para la ubicación y dimensionamiento de sumideros
de captación de escorrentía superficial y análisis de su comportamiento hidráulico. Tesis de trabajo de grado
Ingeniero Civil. Bucaramanga, Colombia.: Universidad Industrial de Santander. Facultad de Ingeniería Civil.
2004. 193 p.
28
1.3
FORMULACIÓN DEL PROBLEMA
¿Cuáles son los criterios implementados actualmente en Colombia asociados al
diseño e implementación de estructuras tipo sumidero y cómo se pueden mejorar
los posibles vacíos de información?
1.4
JUSTIFICACIÓN
En el campo de la ingeniería se busca mitigar problemas económicos, sociales y
ambientales, con el propósito de garantizar la evolución y bienestar del hombre de
forma permanente y el desarrollo de la sociedad. Hoy son múltiples los problemas
que afronta el hombre y en este sentido, son variadas las estrategias para llegar a
soluciones sustentables en función de cada caso particular.
La carencia de información asociada a sumideros en Colombia genera problemas
de seguridad a personas, infraestructura, propiedades privadas y vehículos;
problemas de productividad y salubridad; deficiencias en el bienestar urbano, los
cuales, definen una necesidad que debe ser atendida por el Estado colombiano.
No obstante, la responsabilidad también involucra a empresas privadas y
universidades que por sus características deben ser actores relevantes en la
búsqueda de soluciones a este tipo de problemas de carácter general.
Identificada la necesidad de nuestra sociedad colombiana de tener claridad acerca
del diseño e implementación de sumideros en entornos urbanos se plantea un
proceso de investigación basado en la recolección de información como
bibliografías, revistas, filmaciones, investigaciones, grabaciones, artículos,
Internet, por medio del cual, mediante un proceso de análisis, interpretación y
clasificación se identifiquen aquellos aspectos y consideraciones fundamentales
requeridas para el buen funcionamiento de este tipo de estructuras dentro de
sistemas de drenaje urbano.
Por otra parte, el haber desarrollado este tipo de investigación sirve como punto
de partida para generar nuevos estudios que determinen diversos modelos de
sistemas de captación de escorrentía en entornos urbanos que respondan a las
necesidades actuales y contribuyan al mejoramiento de la eficiencia y efectividad
de los sistemas de alcantarillado de aguas lluvias. Ahora bien, el haber logrado
identificar la necesidad de una normatividad que oriente el diseño de estas
estructuras en el campo de la ingeniería civil no sólo contribuye al mejoramiento
de los sistemas de alcantarillado pluvial si no que a su vez sirve como elemento
mitigador de problemas asociados.
29
1.5
OBJETIVOS
1.5.1 Objetivo General
Determinar los parámetros de diseño y las tendencias que se presentan
actualmente en Colombia y otras alternativas existentes en el entorno mundial
asociadas a las estructuras tipo sumideros.
1.5.2 Objetivos Específicos

Identificar referentes bibliográficos que permitan conocer diversos parámetros
de diseño usados en la implementación de estructuras tipo sumideros.

Identificar problemas de diseño y funcionamiento para diferentes tipos
sumideros en algunos sectores de la ciudad de Bogotá, mediante entrevistas a
funcionarios de la empresa de acueducto de alcantarillado (EAAB), y bajo el
apoyo de un registro fotográfico.

Especificar que criterios utilizan las empresas e Instituciones como IDU,
INVIAS, EAAB, EPM en el diseño de estructuras de sumideros, bajo diferentes
condiciones operativas.

Determinar de forma teórica, las ventajas, desventajas y deficiencias técnicas y
tecnológicas existentes en el diseño y operación de sumideros.
30
2.
MARCO REFERENCIAL
2.1 MARCO TEÓRICO - CONCEPTUAL
El diseño de los diferentes sistemas de captación de aguas superficiales o de
escorrentía en vías y andenes urbanos, conocidos como sumideros, se encuentra
ligado a características externas que influyen de manera notoria en el caudal que
es captado y en su funcionamiento. En este sentido, el diseño de sumideros está
en función de: las características del flujo de aproximación (caudal de
aproximación, velocidad de aproximación, profundidad del flujo); pendiente
longitudinal y transversal de la vía; la rugosidad del pavimento; “existencia de
cunetas; forma y configuración de las rejillas; ubicación del sumidero”42. Estas
características hidrológicas, viales y propias del tipo de sumidero implementado
influyen en la eficiencia y efectividad de los sumideros y de los sistemas de
alcantarillado de aguas lluvias en zonas urbanas.
2.1.1
Caudal. Variable clave en el diseño y localización de estructuras tipo
sumidero en sistemas de drenaje urbano. Sobre este particular, es necesario
identificar y definir dos tipos de caudales: caudal de escorrentía y caudal de
captación del sumidero.
El caudal de escorrentía define las cantidades de agua que van a confluir en un
sitio y por ende, los niveles y demás consideraciones hidráulicas. Con base en
esta situación, se identifican los problemas y se precisa la necesidad de reducir los
caudales de escorrentía con la instalación de sumideros que captan parcialmente
los caudales en la superficie: vías y andenes. Con base en lo anterior, el caudal de
captación hace referencia al caudal captado por un sumidero en función de las
condiciones de la zona. Este caudal es variable durante la operación de la
estructura, sin embargo, existe un caudal de referencia que define su viabilidad en
un proyecto.
Con relación al caudal de escorrentía, existen diferentes métodos que ayudan a
definir esta variable; a continuación se muestran algunos métodos:




Método racional
Método de la U.S. Soil Conservation Service
Método grafico Alemán
Método del Road Research Laboratory (RRL)
42
VELANDIA, Edder. Planteamiento de la investigación. Propuesta de investigación, programa de ingeniería
civil de la Universidad de La Salle. Bogotá: Colombia. 2007.
31





Método del hidrograma unitario
Método de las curvas
Método del hidrograma instantáneo
Método del hidrograma unitario sintético
Método de Chicago
Para realizar la elección del método que mas se ajuste a las condiciones del
proyecto, es necesario tener en cuenta cada una de sus limitantes contenidas en
estos. A continuación se toma en consideración la teoría expuesta por el RAS
2000 para definir el caudal de escorrentía:
El método racional calcula el caudal pico de aguas lluvias Q  , con base en la
intensidad media del evento i  de precipitación con una duración igual al tiempo
de concentración del área de drenaje  A y un coeficiente de escorrentía C  . La
ecuación del método racional es:

Q  2.78  C  i  A
Donde:
 m3 
 mm 
 , la intensidad media del evento en 
El caudal pico en 
 y el área de
 h 
 s 
drenaje en ha 
Este método permite determinar el gasto máximo provocado por una tormenta,
suponiendo que esto se alcanza cuando la intensidad de lluvia es
aproximadamente constante durante una cierta duración, que se considera es
igual al tiempo de concentración de la cuenca.
De acuerdo con el método racional, el caudal pico ocurre cuando toda el área de
drenaje está contribuyendo, y éste es una fracción de la precipitación media bajo
las siguientes suposiciones:



El caudal pico en cualquier punto es una función directa de la intensidad i 
de la lluvia, durante el tiempo de concentración para ese punto.
La frecuencia del caudal pico es la misma que la frecuencia media de la
precipitación.
El tiempo de concentración está implícito en la determinación de la
intensidad media de la lluvia por la relación anotada en el punto 1 anterior.
El método racional es adecuado para áreas de drenaje pequeñas hasta de 700 ha.
Cuando son relativamente grandes, puede ser más apropiado estimar los
caudales mediante otros modelos lluvia escorrentía que representen mejor los
hietogramas de precipitación e hidrogramas de respuesta de las áreas de drenaje
32
y que eventualmente tengan en cuenta la capacidad de amortiguamiento de las
ondas dentro de la red de colectores. En estos casos, es necesario justificar el
método de cálculo.
2.1.1.1 Curvas de intensidad – duración – frecuencia (IDF). Constituyen la
base climatológica para la estimación de los caudales de diseño. Estas curvas
sintetizan las características de los eventos extremos máximos de precipitación de
una determinada zona y definen la intensidad media de lluvia para diferentes
duraciones de eventos de precipitación con periodos de retorno específicos. Es
necesario verificar la existencia de curvas IDF para la localidad. Si existen, éstas
deben ser analizadas para establecer su validez y confiabilidad para su aplicación
al proyecto. Si no existen, es necesario obtenerlas a partir de información
existente de lluvias. La obtención de las curvas IDF debe realizarse con
información pluviográfica de estaciones ubicadas en la localidad, derivando las
curvas de frecuencia correspondientes mediante análisis puntuales de frecuencia
de eventos extremos máximos.
La distribución de probabilidad de Gumbel se recomienda para estos análisis,
aunque otras también pueden ser ajustadas. Eventualmente, es posible hacer
análisis regionales de frecuencia en caso de disponer de más de una estación
pluviográfica. Si no existe información en la población, debe recurrirse a
estaciones localizadas en la zona lo más cercanas a la población. Si esto no
permite derivar curvas IDF aceptables para el proyecto, deben ajustarse curvas
IDF por métodos sintéticos, preferencialmente derivados con información
pluviográfica colombiana. De acuerdo con el nivel de complejidad del sistema, la
manera mínima permitida de obtención de las curvas IDF se define en el cuadro 1.
Cuadro 1. Curvas IDF
NIVEL DE COMPLEJIDAD
DEL SISTEMA
OBTENCIÓN MÍNIMA DE
CURVAS IDF
Bajo y medio
Sintética
Medio alto
Información pluviográfica regional
Alto
Información pluviográfica local
Para definir la intensidad de la lluvia, es necesario entrar a las curvas IDF,
conociendo el periodo de retorno y el tiempo de concentración.
2.1.1.2
Periodo de retorno de diseño. Se determina de acuerdo con la
importancia de las áreas y con los daños, perjuicios o molestias que las
inundaciones periódicas puedan ocasionar a los habitantes, tráfico vehicular,
33
comercio, industria, etc. La selección del periodo de retorno está asociada
entonces con las características de protección e importancia del área de estudio y,
por lo tanto, el valor adoptado debe estar justificado. En la tabla 1 se establecen
valores de periodos de retorno o grado de protección.
Tabla 1. Periodo de retorno o grado de protección
CARACTERÍSTICAS DEL ÁREA DE
DRENAJE
Tramos
iniciales
en
zonas
residenciales con áreas tributarias
menores de 2 ha
Tramos
iniciales
en
zonas
comerciales o industriales, con áreas
tributarias menores de 2 ha
Tramos de alcantarillado con áreas
tributarias entre 2 y 10 ha
Tramos de alcantarillado con áreas
tributarias mayores de 10 ha
Canales abiertos en zonas planas y
que drenan áreas mayores de 1000
ha*
Canales
abiertos
en
zonas
montañosas (alta velocidad) o a
media ladera, que drenan áreas
mayores a 1000 ha
MÍNIMO
(AÑOS)
ACEPTABLE
(AÑOS)
RECOMENDADO
(AÑOS)
2
2
3
2
3
5
2
3
5
5
5
10
10
25
25
25
25
50
*Parte revestida a 10 años, más borde libre a 100 años
Dependiendo del nivel de complejidad del sistema, las autoridades locales deben
definir el grado de protección, esto es, mínimo, aceptable o recomendado. En
cualquier caso este grado de protección, o periodo de retorno debe ser igual o
mayor al presentado en el cuadro 2. Sin embargo, en casos especiales en los
cuales exista el peligro de vidas humanas, las autoridades locales pueden
incrementar el grado de protección.
Cuadro 2. Grado de protección según el nivel de complejidad del sistema
NIVEL DE COMPLEJIDAD DEL
SISTEMA
Bajo
Medio
Medio alto
Alto
GRADO DE PROTECCIÓN IGUAL O
MAYOR AL
Mínimo
Mínimo
Aceptable
Recomendado
En los casos en los cuales el caudal que exceda el caudal de diseño tenga la
posibilidad de verter por una ladera o escarpe con potencialidad de
desestabilización del terreno y deslizamientos, debe considerarse el aumento del
34
periodo de retorno. Para las canalizaciones y canales es necesario proveer un
borde libre que debe incrementar la capacidad total de conducción de agua. Es
necesario verificar en la corriente receptora efectos de remanso y reflujo.
2.1.1.3 Intensidad de precipitación. En la estimación del caudal pico de aguas
lluvias corresponde usar la intensidad media de precipitación dada por las curvas
IDF para el periodo de retorno de diseño definido con base en lo establecido en el
literal 2.1.1.2, y una duración equivalente al tiempo de concentración de la
escorrentía, cuya estimación se define en el literal 2.1.1.5.
Los valores de intensidad dados por las curvas IDF corresponden a valores
puntuales representativos de áreas relativamente pequeñas. En la medida en que
las áreas de drenaje consideradas se hacen más grandes, la intensidad media de
la lluvia sobre éstas se reduce en razón de la variabilidad espacial del fenómeno
de precipitación. En consecuencia, resulta conveniente considerar factores de
reducción de la intensidad media de la precipitación en la medida en que el área
de drenaje se incremente. Los valores de la tabla 2 corresponden a factores de
reducción para convertir la intensidad puntual en intensidad media espacial.
Tabla 2. Factor de reducción
ÁREAS DE DRENAJE
(ha)
FACTOR DE
REDUCCIÓN
50 – 100
100 – 200
200 – 400
400 – 800
800 – 1600
0,99
0,95
0,93
0,90
0,88
2.1.1.4 Coeficiente de escorrentía. El coeficiente de escorrentía C  , es función
del tipo de suelo, del grado de permeabilidad de la zona, de la pendiente del
terreno y otros factores que determinan la fracción de la precipitación que se
convierte en escorrentía. En su determinación deben considerarse las pérdidas
por infiltración en el suelo y otros efectos retardadores de la escorrentía. De igual
manera, debe incluir consideraciones sobre el desarrollo urbano, los planes de
ordenamiento territorial y las disposiciones legales locales sobre uso del suelo. El
valor del coeficiente C debe ser estimado tanto para la situación inicial como la
futura, al final del periodo de diseño.
Para áreas de drenaje que incluyan subáreas con coeficientes de escorrentía
diferentes, el valor de C  representativo del área debe calcularse como el
promedio ponderado con las respectivas áreas.
35

C
 C  A
A
Para la estimación de C existen tablas de valores y fórmulas, algunas de las
cuales se presentan en la tabla 3 como guía para su selección. La adopción de
determinados valores debe estar justificada.
Tabla 3. Coeficiente de escorrentía o impermeabilidad
TIPO DE SUPERFICIE
Cubiertas
Pavimentos asfálticos y superficies de concreto
Vías adoquinadas
Zonas comerciales o industriales
Residencial, con casas contiguas, predominio de zonas duras
Residencial multifamiliar, con bloques contiguos y zonas duras entre éstos
Residencial unifamiliar, con casas contiguas y predominio de jardines
Residencial, con casas rodeadas de jardines o multifamiliares
apreciablemente separados
C
0,75-0,95
0,70-0,95
0,70-0,85
0,60-0,95
0,75
0,60-0,75
0,40-0,60
0,45
Residencial, con predominio de zonas verdes y parques-cementerios
Laderas sin vegetación
Laderas con vegetación
Parques recreacionales
0,30
0,60
0,30
0,20-0,35
2.1.1.5 Tiempo de concentración. Está compuesto por el tiempo de entrada y el
tiempo de recorrido en el colector. El tiempo de entrada corresponde al tiempo
requerido para que la escorrentía llegue al sumidero del colector, mientras que el
tiempo de recorrido se asocia con el tiempo de viaje o tránsito del agua dentro del
colector.

TC  Te  Tt
- Tiempo de entrada, Te
Existen varias fórmulas para estimar el tiempo de entrada. La ecuación de la FAA
de los Estados Unidos se utiliza frecuentemente para la escorrentía superficial en
áreas urbanas. Esta ecuación es
1

Te 
0.707  11
.  C  L 2
1
S 3
36
Donde:
C  Coeficiente de escorrentía
L  Longitud desde el punto más lejano de la cuenca, hasta la entrada al
sumidero
S  Pendiente promedio de la línea L 
La fórmula de Kerby también permite estimar Te

 Lm 
Te  1.44   1 
S 2 
0.467
m Puede ser estimado a partir del tipo de superficie, con base en los valores de
la tabla 4
Tabla 4. Coeficiente de retardo
TIPO DE SUPERFICIE
Impermeable
Suelo sin cobertura, compacto y liso
Superficie sin cobertura moderadamente rugosa
Pastos
Terrenos arborizados
Pastos densos
m
0,02
0,10
0,20
0,30
0,70
0,80
- Tiempo de recorrido, Tt
El tiempo de recorrido en un colector se puede calcular como

Tt 
LC
60  V 
Donde:
Tt  Tiempo de viaje para un segmento, min 
LC  Longitud del tramo, m 
m
V  Velocidad en el tramo,  
s
37
Dado que Tt debe corresponder a la velocidad real del flujo en el colector, el
tiempo de concentración puede determinarse mediante un proceso iterativo, tal
como se describe a continuación:
A. Suponer un valor de la velocidad real en el colector.
B. Calcular Tt
C. Calcular Te
D. Obtener TC
E. Obtener i  para este valor de TC y el periodo de retorno adoptado.
F. Estimar Q  con el método racional.
G. Con este valor de Q  , estimar Tt real; si el valor estimado en el paso B difiere
en más de 10% por defecto o exceso con respecto al valor calculado en el paso G,
es necesario volver a repetir el proceso.
El tiempo de concentración mínimo en pozos iniciales es 10 minutos y máximo 20
minutos. El tiempo de entrada mínimo es 5 minutos.
Si dos o más colectores confluyen a la misma estructura de conexión, debe
considerarse como tiempo de concentración en ese punto el mayor de los tiempos
de concentración de los respectivos colectores.
2.1.2 Profundidad del flujo de aproximación. Esta característica propia del
flujo de aproximación, representa la altura del agua de escorrentía justo antes del
sumidero; diferentes especialistas en le diseño de sumideros están de acuerdo en
que esta variable Y A , puede definirse usando monograma de IZZARD que se
muestra en el anexo A.
2.1.3
Velocidad del flujo de aproximación. La velocidad del flujo que se
aproxima al sumidero, se determina definiendo el área compuesta por el flujo de
aproximación y el caudal de aproximación. Se usa la siguiente ecuación:

Q V  A
Donde:
Q  Caudal
V  Velocidad
A  Área
38
2.1.4 Pendiente longitudinal de la vía. Es un concepto con el cual se hace
referencia al grado de inclinación longitudinal de la vía. Sus valores pueden ser
positivos o negativos según la dirección de la corriente de agua. A mayor
pendiente, mayor será el grado inclinación de la vía.
2.1.5 Pendiente transversal de la vía. Es un término que describe el grado de
inclinación que presenta cada carril que conforma la vía en sentido contrario al
grado de inclinación longitudinal. En el diseño geométrico de vías, común mente
se le conoce como bombeo; sus valores pueden variar desde - 8 hasta + 8 % y su
valor mas común en vías urbanas es del 2 %. La figura 1 representa un corte
transversal en una vía y en ella se refleja una pendiente transversal del 2% en
cada carril.
43
Figura 1. Pendiente transversal de la vía
2.1.6
Rugosidad del pavimento. Es el factor que expresa cuan áspero es la
superficie de la vía. En términos generales, este factor se conoce como el índice
de rugosidad de Manning (n) y varía según sea las condiciones de cada superficie.
En la tabla 14, se pueden observar valores de rugosidad para diferentes
superficies.
2.2 MARCO NORMATIVO
La normatividad utilizada para el desarrollo y análisis del actual trabajo de grado
se expresa a continuación:
43
LE RAY, Jean. Conservador de aguas y montes. Centre Technique Forestier Tropical. Nogent-sur-Marne:
Francia.
[En
línea]
[Citado
17
–
02
09]
<http://images.google.com.co/imgres?imgurl=http://www.fao.org/docrep/g3200s/g3200s05.gif&imgrefurl=http://
www.fao.org/docrep/g3200s/g3200s07.htm&usg=__MaHipNG2Mz005ZwN3hhB9xAQi2M=&h=280&w=714&sz
=4&hl=es&start=115&tbnid=LkBq_Tx5NedMIM:&tbnh=55&tbnw=140&prev=/images%3Fq%3Dpendiente%2Btr
ansversal%26start%3D100%26gbv%3D2%26ndsp%3D20%26hl%3Des%26sa%3DN>.
39











Sistemas de Recolección y Evacuación de Aguas Residuales Domésticas y
Pluviales, Titulo D, Sección II, apartes D.4.3 y D.6.5, Reglamento Técnico
del Sector de Agua Potable y Saneamiento Básico RAS - 2000. Colombia.
Norma técnica de producto NS – 047 - Sumideros, Acueducto y
alcantarillado de Bogotá EAAB. Colombia. 2002
Redes y acometidas de alcantarillados ESP 818 - Sumideros, Empresas
Publicas de Medellín, E. P. M. Colombia.
Reglamento Técnico de Diseño para Proyecto de Sumideros, Dirección
General de Saneamiento Básico, (DIGESBA). La Paz, Bolivia, 2001.
Urban Drainage Design Manual, HEC 22, Chapter 4 Pavement Drainage,
FEDERAL HIGHWAY ADMINISTRATION, 1996.
Hydraulic Design Manual, Chapter 10 - Section 5, TEXAS DEPARTMENT
OF TRANSPORTATION, (TxDOT), March 2004.
Normas para redes de saneamiento, anexo 3 – Drenaje superficial urbano,
CANAL DE ISABEL II (CYII). Madrid, España. 2006.
Normativa técnica de saneamiento, Capitulo 3 – Art 36, CONSORCIO DEL
HUESNA. Sevilla, España.
Normas técnicas de saneamiento, Capitulo 3, aparte 3.2, EMPRESA
MUNICIPAL DE AGUA DE BENALMÁDENA (EMABESA). Málaga, España.
Reglamentación técnica para diseño y construcción de urbanizaciones,
condominios y fraccionamientos, Capitulo 1 - aparte 1.3.13, Capitulo 2 aparte 2.3.5, Capitulo 3 – aparte 3.3.2, INSTITUTO COSTARRICENSE DE
ACUEDUCTO Y ALCANTARILLADO. Costa Rica. Marzo, 2007.
Normas Técnicas Del Reglamento Nacional De Edificaciones (RNE), Titulo
II - O.S.060 Drenaje Pluvial Urbano. MINISTERIO DE VIVIENDA,
CONSTRUCCIÓN Y SANEAMIENTO. Perú. Junio, 2006.
40
3.
3.1
METODOLOGÍA
DISEÑO DE INVESTIGACIÓN
Esta investigación se desarrolló bajo los criterios de una investigación descriptiva,
“su interés principal se centra en describir y no en comprobar explicaciones,
solamente específica las propiedades del objeto de estudio; se requiere un
conocimiento en el área que se investiga”38.
En este sentido, para lograr conocer cuales son los parámetros de diseño y
tendencias que se presentan actualmente en el diseño de sumideros en Colombia,
se realizaron una serie de actividades por medio de las cuales se logró el
desarrollo de la presente investigación. Las fases que hicieron parte del desarrollo
de las actividades, son las siguientes:
3.1.1
Fases de la investigación
FASE 1: Recopilación de información
Se recopiló información bibliográfica acudiendo a las normativas de empresas de
servicios públicos en tres ciudades de Colombia:



Empresa de Acueducto y alcantarillado de Bogotá (EAAB16).
Empresas Públicas de Medellín (EPM11).
Aguas de Manizales39
De igual forma, se realizó una revisión de la normativa nacional con competencia:
RAS 2000 y se acudió a otras empresas que tienen como objeto el diseño y
construcción de sumideros como el Instituto Nacional de Vías (INVIAS).
Adicionalmente, se acudió en busca de bibliografía a universidades como:
38
ALDANA, PASTRANA. Alicia. Guía didáctica para el diseño de proyectos de investigación. Bogotá: Unisalle.
2002. 40 p.
16
ACUEDUCTO Y ALCANTARILLADO DE BOGOTÁ (EAAB). Norma técnica de producto NS -047. Bogotá:
Colombia. 2002. 26 p.
11
EMPRESAS PÚBLICAS DE MEDELLÍN (E. P. M). Redes y acometidas de alcantarillados, ESP 818.
Medellín: Colombia. 82 p.
39
AGUAS DE MANIZALES S.A.E.S.P. Especificaciones técnicas de construcción. Manizales: Colombia.
Agosto, 2007. 213 p.
41





La Universidad Nacional de Colombia (Bogotá)
Universidad de los Andes (Bogotá)
Universidad Javeriana (Bogotá)
Universidad Industrial de Santander UIS (Bucaramanga)
Universidad de la Salle (Bogotá)
Otras actividades desarrolladas, fueron la consulta permanente en buscadores de
la Internet como Google, Altavista y Yahoo con el fin de recopilar normas,
manuales, libros y catálogos internacionales asociados al tema. Algunos de los
países consultados fueron:









Venezuela (Drenaje Urbano)
Bolivia (Reglamento Técnico de Diseño para Proyecto de Sumideros)
Perú (Normas Técnicas del Reglamento Nacional de Edificaciones)
Chile (Guía de diseño y especificaciones de elementos urbanos de
infraestructuras de aguas lluvias)
Argentina (diseño de desagües pluviales urbanos)
México (Alcantarillado pluvial)
Costa rica (Reglamentación técnica para diseño y construcción de
urbanizaciones, condominios y fraccionamientos)
España (Normas técnicas de saneamiento)
Estados unidos (Urban Drainage Design Manual)
De igual forma, se indagó a personas que trabajan en la EAAB con el fin de
aprovechar su conocimiento empírico e identificar diferentes problemas y
características de algunas estructuras que se operan actualmente en la ciudad.
Con esta actividad se buscó identificar algunos parámetros utilizados el diseño de
sumideros y los criterios para su localización.
Finalmente, se llevo acabo un registro fotográfico donde se identificaron algunas
estructuras tipo sumidero que presentan problemas de diseño, problemas de
ubicación, problemas en la resistencia de los materiales, problemas de seguridad,
problemas de contaminación, problemas estéticos y problemas de funcionamiento.
Estas tareas se realizaron principalmente en la zona 3 y 5 zonas según el
esquema de servicio de la EAAB en Bogota. Figura 2.
42
40
Figura 2. Zonas de Bogotá
FASE 2: Análisis, interpretación y clasificación de la información
Posterior a recolección de la información se desarrolló un trabajo de análisis,
interpretación y clasificación de la información. Posteriormente, se desechó la
información incompleta y se clasificó toda la información bibliográfica en función
de 5 parámetros importantes en el diseño de sumideros. Los parámetros fueron
los siguientes: tipos de sumideros; capacidad hidráulica; ubicación; configuración
de sumideros; ventajas y desventajas de sumideros.
Seguidamente se analizó, interpretó y clasificó el registro fotográfico hecho en la
ciudad mostrando diversos problemas de sumideros usados en la actualidad.
Se realizó un cuestionario a diferentes operarios de la EAAB, expertos en el tema
de sumideros, con preguntas enfocadas a los diversos parámetros que influyen en
el diseño de sumideros, logrando encontrar algunos aspectos importantes de
diseño y las falencias presentes al momento de diseñar y construir sumideros.
FASE 3: Redacción del documento final.
En esta última fase se desarrolla un texto que recopila los diferentes tipos de
sumideros usados a nivel nacional e internacional, se presenta una alternativa de
diseño sobre la capacidad hidráulica en función de las variables identificadas y se
definieron las recomendaciones para la ubicación de sumideros en el casco
urbano. Finalmente se presentan las recomendaciones básicas asociadas a tipos
de materiales, resistencia de los materiales y especificaciones de sus
componentes.
40
EAAB. [En línea]. [Citado 04-02-2009]. <http://www.acueducto.com.co/wpsv5/wps/portal>.
43
3.2
OBJETO DE LA INVESTIGACIÓN
El objeto del presente trabajo fue definir los parámetros de diseño que inciden en
el diseño, construcción y ubicación de sumideros, así como la tendencia de los
sumideros como sistemas de captación de aguas superficiales.
3.3
VARIABLES
Las variables definidas para la investigación se presentan en el cuadro 3.
Cuadro 3. Variables objeto de estudio
FACTOR DE ANÁLISIS
VARIABLE
INDICADOR










Pendiente
longitudinal de la
vía
Pendiente
Transversal de la
vía
Rugosidad de la
superficie
Parámetros en el diseño de
sumideros
Altura de la
lámina del flujo
de aproximación
Área del flujo de
aproximación
Velocidad del
flujo de
aproximación
Aceleración de la
gravedad
Ancho de
inundación
Caudal de
aproximación
3.4

Velocidad del flujo de aproximación
Profundidad del flujo de aproximación
Caudal de aproximación
Velocidad del flujo de aproximación.
Profundidad del flujo de aproximación
Ubicación del sumidero
Caudal de aproximación
Velocidad del flujo de aproximación
Profundidad del flujo de aproximación
Altura de la lamina del flujo antes del
sumidero
Caudal de aproximación

Caudal

Caudal de aproximación

Caudal de aproximación










Profundidad del flujo de aproximación
Caudal captado
Área del flujo de aproximación
Caudal de aproximación
Velocidad de flujo de aproximación
Inundaciones
Seguridad peatonal y vehicular
Área de inundación
Ancho de inundación
Altura del flujo de aproximación
COSTOS DE LA INVESTIGACIÓN
Los costos totales de la investigación fueron un millón ochocientos treinta tres mil
novecientos pesos ($1.851.048), Anexo B.
44
4.
4.1
TRABAJO INGENIERIL
DESARROLLO
4.1.1
Clasificación de la información. El diseño de sumideros como
estructuras que complementan los sistemas de alcantarillados, contempla el uso
de diversas variables que hacen posible el manejo adecuado de dichas
estructuras dentro del sistema urbano; por tal razón, para lograr un mejor
conocimiento de aquellos factores que inciden en el diseño y ubicación de estas
estructuras, a continuación se desarrolla un análisis de toda la información
recopilada mediante un proceso de clasificación. El análisis se desarrolla teniendo
en cuenta 5 aspectos muy importantes: Los diferentes tipos de sumideros
utilizados a nivel nacional e internacional, la capacidad hidráulica de estas
estructuras, su ubicación, su configuración y finalmente las ventajas y desventajas
propias de los mismos.
La clasificación de la información se realizó en 5 cuadros; cada cuadro muestra los
aspectos de clasificación mencionados anteriormente, pero la realización de cada
cuadro se llevo acabo teniendo en cuenta los conceptos y procedimientos
originales que maneja cada autor.





Tipos de sumideros
Capacidad hidráulica de sumideros
Ubicación de sumideros
Configuración de sumideros
Ventajas y desventajas de sumideros
Finalizado el proceso de clasificación de los 5 aspectos mencionados, se
desarrolló un texto que recopila los diferentes tipos de sumideros usados a nivel
nacional e internacional, se presenta una alternativa de diseño sobre la capacidad
hidráulica en función de las variables identificadas, se definen recomendaciones
para la ubicación adecuada de sumideros dentro del casco urbano, se presentan
recomendaciones básicas asociadas a tipos de materiales, resistencia de los
materiales y especificaciones de sus componentes y finalmente se dan a conocer
las ventajas y desventajas a asociadas a los diferentes tipos de sumideros.
A
continuación
se
muestra
el
análisis
45
de
la
información
recopilada:
Cuadro 4. Tipos de sumideros
1. La UNNE1 clasifica los tipos de sumideros de la siguiente manera:
A. De cuneta
B. De cordón
C. Mixto
A. De cuneta. Un imbornal de cuneta es aquel que tiene barras lo
suficientemente largas para que el agua pueda caer en la abertura sin chocar
con el borde del emparrillado de aguas abajo. Su posición como lo muestra la
figura 3 y lo indica el nombre es en la cuneta de la calzada de hormigón o
asfalto.
Figura 3. Sumidero de cuneta
B. De cordón. Es el imbornal que se encuentra ubicado en el sardinel o en el
borde del andén. Su posición como lo muestra la figura 4 y lo indica el nombre
es en el sardinel o cordón.
Figura 4. Sumidero de cordón
C. Mixto. Lo conforma un sumidero de cuneta y un sumidero de sardinel.
1
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL NOROESTE (UNNE). Departamento de hidráulica, Guía de trabajos
prácticos N° 11, Diseño de desagües pluviales urbanos. Argentina. – Todas las imágenes fueron tomadas de
la guía y adaptadas en cuanto a número y titulo.
2. Breña2 menciona que existen varios tipos de bocas de tormenta o
coladeras pluviales y de acuerdo a su diseño y ubicación en las calles, se
clasifican en coladeras de:
A. Piso
B. Banqueta
C. Piso y banqueta
D. Longitudinales de banqueta
E. Transversales de piso
A. Piso. Las coladeras de piso o de cuneta, son aquellas que se instalan en la
vía mediante una rejilla. Cuando las vías presentan cunetas, los sumideros son
instalados en estas. Figura 5.
B. Banqueta Las coladeras de banqueta son aquellas que se instalan en el
borde del anden o sardinel. Su instalación se realiza mediante una ventana
ubicada en el sardinel.
C. Piso y banqueta. Los sumideros de piso y banqueta o llamados
normalmente como sumideros mixtos, es una combinación de los dos
sumideros mencionados anteriormente. Figura 6.
Figura 5. Sumidero de piso (Vista Planta)
2
BREÑA PUYOL, Agustín F. Hidrología Urbana. México. – Todas las imágenes fueron tomadas del texto y
adaptadas en cuanto a número y titulo.
Figura 6. Sumidero de piso y banqueta (Sección)
D. Longitudinales de banqueta. Las coladeras longitudinales de banqueta,
son aquellos sumideros que presentan una longitud de captación grande, con el
fin de captar grandes caudales.
E. Transversales de piso. Los sumideros transversales de piso son aquellos
sumideros ubicados transversalmente al sentido del flujo.
3. El INH3 ha desarrollado un estudio en Chile que pretende resolver el
problema de aguas lluvias habituales; dicho problema resulta ser la falta
de capacidad de captación o mal funcionamiento de los sumideros. El
estudio fue realizado sobre los siguientes tipos de sumideros:
A. Sumideros Mixtos
B. Sumideros de Cuneta
A. Sumideros Mixtos. Los sumideros mixtos son sumideros conformados por
un sumidero de cuneta y un sumidero de ventana. Las figuras 7 y 8 muestran
las rejillas de los sumideros mixtos usados en la investigación.
3
INSTITUTO NACIONAL DE HIDRÁULICA (INH). Dirección de Obras Hidráulicas y Centro de Innovación
Tecnológica. Estudio Experimental del Funcionamiento de Sumideros de Aguas Lluvias. Chile. – Todas las
imágenes fueron tomadas del texto y adaptadas en cuanto a número y titulo.
Figura 7. Sumidero mixto. (0.70 m x 1.0 m)
Figura 8. Sumidero mixto. (0.70m x 2.0m)
B. Sumideros de Cuneta. Los sumideros de cuneta son aquellas estructuras
ubicadas sobre la superficie de la calzada; cuando las vías presentan un
sistema de cunetas en sus extremos, los sumideros son instalados sobre las
mimas y su principal objetivo es la recolección de las aguas superficiales,
provenientes de las aguas lluvias. Figuras 9, 10 y 11.
Figura 9. Sumidero de cuneta. (0.40 m x 1.0 m)
Figura 10. Sumidero de cuneta. (0.50 m x 1.40 m)
Figura 11. Sumidero de cuneta. (0.80 m x 1.0 m)
4. La CONAGUA4, clasifica los tipos de sumideros ya sea de acuerdo a la
importancia del conducto dentro del sistema de drenaje o según el
material y método de construcción del conducto que se utilice.
A. De banqueta
Figura12. Sumidero de banqueta
4
COMISIÓN NACIONAL DEL AGUA (CONAGUA). Subdirección General Técnica. Alcantarillado pluvial.
Coyoacán: México D.F. 2001. – Todas las imágenes fueron tomadas del texto y adaptadas en cuanto a
número y titulo.
B. De banqueta deprimida
Figura13. Sumidero de banqueta deprimida
C. De banqueta con canalizaciones
Figura14. Sumidero de banqueta con canalizaciones
D. De piso y banqueta
Figura15. Sumidero de piso y banqueta
E. De piso y banqueta deprimida
Figura16. Sumidero de piso y banqueta deprimida
F. De piso deprimida
Figura17. Sumidero de piso deprimida
G. Transversal combinada con una de piso y banqueta
Figura18. Sumidero transversal combinado con uno de piso y banqueta
5. La Mankomunitatea5 como entidad de derecho público define los
sumideros como:
A. Sumideros Sifónicos
B. Sumideros No Sifónicos
A. Sumideros Sifónicos. Son aquellos sumideros que en su configuración
interna permiten la presencia de agua que forma una barrera para impedir que
los malos olores salgan a la superficie. Figura 19.
B. Sumideros No Sifónicos. Entiéndase como sumideros No Sifónicos,
aquellos sumideros que no presentan un sistema estructural interno el cual
impida el acceso de los malos olores a la superficie. Figuras 20 y 21.
Figura19. Sumidero Sifónico prefabricado
5
MANCOMUNIDAD COMARCA DE PAMPLONA (Mankomunitatea). Ordenanzas sobre redes de
saneamiento. Pamplona/ Iruña: España. Octubre, 2007. 118 p. – Todas las imágenes fueron tomadas del
texto y adaptadas en cuanto a número y titulo.
Nota: Las medidas del sumidero Sifónico se encuentran en mm.
Figura 20. Sumidero no Sifónico prefabricado (Sección y planta)
Figura 21. Sumidero no Sifónico en – situ
6. La DIGESBA6 muestra que los sumideros se pueden dividir en 4 tipos:
A. Sumideros de ventana
B. Sumideros de reja
6
DIRECCIÓN GENERAL DE SANEAMIENTO BÁSICO (DIGESBA). Reglamento Técnico de Diseño para
Proyecto de Sumideros. La Paz: Bolivia. Diciembre, 2001. – Todas las imágenes fueron tomadas del texto y
adaptadas en cuanto a número y titulo.
C. Sumideros mixtos
D. Sumideros especiales
A. Sumideros de ventana. A continuación se muestran algunas características
propias de los sumideros de ventana:







Abertura a manera de ventana, situada en el cordón o acera.
Utilizados en vías confinadas por cordones de acera.
Posee además de la ventana, un canal lateral de desagüe, una cámara
de recolección de desechos, y una tubería de conexión con el colector
principal.
Su eficiencia es minima cuando se ubica en pendientes longitudinales
pronunciadas y cuando no presenta depresión.
Su mayor ventaja radica en la poca interferencia con el tráfico.
Sus costos de construcción son elevados.
Son sumideros que captan fácilmente sedimentos y basuras. Para
conocer más a cerca de este tipo de sumideros, obsérvese las figuras 21,
22, 23, 24, 25, 26 y 27.
B. Sumideros de reja. A continuación se muestran algunas características
propias de los sumideros de reja:





El sumidero de reja es una cámara donde penetran las aguas pluviales y
esta cubierta por una reja que impide el paso de elementos no deseados
al sistema.
Su estructura consta de una cámara, reja y tubería de conexión.
Las barras rectangulares o redondas de las rejas deben ser en la
dirección del flujo.
Su capacidad hidráulica es muy grande en comparación con el sumidero
de ventana, y esta se aumenta cuando la pendiente longitudinal de la vía
es muy pronunciada.
Su desventaja son los inconvenientes que causa al transito, su facilidad
de captación de desperdicios que tapona el área útil de la reja y el ruido
que se produce al paso vehicular por el mismo. Obsérvese este tipo de
sumideros en las figuras 28, 29, 30 y 31.
C. Sumideros mixtos. A continuación se muestran algunas características
propias de los sumideros mixtos:

Los sumideros mixtos son una combinación de los sumideros de ventana
y reja.

Para su ubicación se toma lo mejor de la eficiencia de los sumideros de
ventana y reja, tratando de reducir la ocupación de los sumideros de reja
en la calzada.
D. Sumideros especiales. Son aquellos que tienen una configuración algo
diferente a los anteriores y son utilizados en los siguientes casos:



Conexión de calles con canales abiertos o cauces naturales.
Colección de aguas superficiales de áreas extensas.
Conexión directa entre colectores y pequeñas calles naturales.
Los sumideros especiales a los cuales hace referencia la DIGESBA, se pueden
observar en las figuras 32, 33, 34, 35 y 36.
Figura 22. Sumidero de ventana. (Vista planta)
Figura 23. Sumidero de ventana. (Corte A-A)
Figura 24. Sumidero de ventana. (Corte B - B)
Figura 25. Sumidero de ventana con sello hidráulico. (Vista planta)
Figura 26. Sumidero de ventana con sello hidráulico. (Corte C - C)
Figura 27. Sumidero de ventana con sello hidráulico. (Corte transversal)
Figura 28. Sumidero de rejilla sin sello hidráulico. (Vista planta)
Figura 29. Sumidero de rejilla sin sello hidráulico. (Corte A - A)
Figura 30. Sumidero de rejilla con sello hidráulico. (Vista planta)
Figura 31. Sumidero de rejilla con sello hidráulico. (Corte B - B)
Figura 32. Sumidero especial. (Vista planta)
Figura 33. Sumidero especial. (Corte A - A)
Figura 34. Sumidero especial. (Corte B - B)
Figura 35. Corte cámara de salida A - A
Corte cámara de salida B - B
Figura 36. Corte C - C
Perspectiva
7. El Instituto Costarricense7 sin excluir el criterio propio que debe adoptar
cada proyectista, da a conocer algunos criterios de diseño sobre
sumideros mixtos.
A. Sumidero mixto. El sumidero presenta una abertura en el sardinel, y dos
bocas de inspección a nivel de cuneta o calzada. Figuras 37, 38 y 39.
Figura 37. Sumidero mixto. (Vista planta)
7
INSTITUTO COSTARRICENSE DE ACUEDUCTO Y ALCANTARILLADO. Reglamentación técnica para
diseño y construcción de urbanizaciones, condominios y fraccionamientos. Costa Rica.: Marzo, 2007. – Todas
las imágenes fueron tomadas del texto y adaptadas en cuanto a número y titulo.
Figura 38. Sumidero mixto. (Sección H – H)
Figura 39. Sumidero mixto. (Sección B – B)
8. La RAS-2000 menciona que los sumideros pueden ser de varios tipos y
su selección está determinada por las características topográficas, el
grado de eficiencia del sumidero, la importancia de la vía y la posibilidad
de acumulación y arrastre de sedimentos en el sector. Los principales
tipos de sumideros a los cuales hace referencia la RAS-2000, son los
siguientes:
A. Sumidero de ventana
B. Sumidero de rejilla
C. Sumidero mixto
D. Sumideros de rejillas en calzada
En complementación para la definición de los diferentes tipos de sumideros, la
RAS - 2000, expone que de acuerdo con el diseño de la caja interna de
cualquiera de los tipos de sumideros referenciados anteriormente, estos pueden
clasificarse como:
E. Sumideros con sello hidráulico
F. Sumideros con desarenador
A. Sumidero de ventana. Los sumideros de ventana presentan las siguientes
características:





Presenta una abertura en la acera a modo de ventana lateral.
La ventana puede estar deprimida con respecto a la cuneta.
Por su ubicación, no interfiere en el transito.
Su mayor desventaja es que capta fácilmente sedimentos y desperdicios.
La mitigación de desperdicios puede hacerse mediante rejillas en la
ventana.
B. Sumidero de rejilla. Los sumideros de reja presentan las siguientes
características:




Consiste en una caja y rejilla donde penetran las aguas de escorrentía.
Las barras de las rejillas pueden ubicarse en sentido del flujo o en
diagonal para facilitar el paso de bicicletas.
Su mayor ventaja es la capacidad hidráulica que presenta en pendientes
longitudinales pronunciadas.
Su mayor desventaja es la captación de desperdicios que reducen el
área útil de la rejilla.
C. Sumidero mixto. Es una combinación de los dos sumideros anteriores.
D. Sumideros de rejillas en calzada. Los sumideros de rejilla en calzada
presentan las siguientes características:



Es una caja transversal a la vía y en todo lo ancho de esta.
La caja se encuentra cubierta por rejillas.
Su desventaja radica en el fácil deterioro por el peso de los vehículos y
por la fácil captación de desperdicios que disminuyen su capacidad
hidráulica.
E. Sumideros con sello hidráulico. Cualquiera de los sumideros mencionados
anteriormente puede presentar en su interior un sistema con sello hidráulico,
pero se debe tener en cuenta lo siguiente:



Se utiliza en sistemas combinados.
Su propósito es evitar la salida de gases y olores y la proliferación de
mosquitos.
El mantenimiento que debe realizársele, es mayor.
F. Sumideros con desarenador. Cualquiera de los sumideros mencionados
anteriormente puede presentar en su interior un sistema con desarenador pero
se debe tener en cuenta lo siguiente:


Se utilizan cuando es previsible el arrastre de arena al sistema, ya sea
por medio de calles cercanas sin pavimentar o por áreas tributarias con
cobertura vegetal deficiente.
El mantenimiento que se le debe realizar a los sumideros que presenten
en su interior un sistema de desarenador, es mayor.
9. En el RNE9 se presentan 66 normas entre las cuales se encuentra la
norma técnica de drenaje pluvial urbano, la cual muestra y clasifica los
diferentes tipos de sumideros de la siguiente manera:
A. Sumidero lateral en sardinel o solera
B. Sumidero de fondo o de cuneta
C. Sumideros mixtos
D. Sumidero de rejilla en calzada
A. Sumidero lateral en sardinel o solera. Su ingreso consiste en una abertura
vertical del sardinel a través del cual pasa el flujo en las cunetas. Figura 40.
B. Sumidero de fondo o de cuneta


9
Consiste en una abertura en la cuneta, cubierta por uno o más
sumideros.
Las rejillas para estos sumideros deben ser paralelas a la cuneta.
MINISTERIO DE VIVIENDA, CONSTRUCCIÓN Y SANEAMIENTO. Normas Técnicas Del Reglamento
Nacional De Edificaciones (RNE). O.S.060 Drenaje Pluvial Urbano. Perú.: Junio, 2006. 434 p. – Todas las
imágenes fueron tomadas del texto y adaptadas en cuanto a número y titulo.

Pueden tener una depresión para aumentar su eficiencia de captación.
Figura 41.
C. Sumideros mixtos. Estas unidades consisten en un Sumidero Lateral de
Sardinel y un Sumidero de Fondo actuando como una unidad. Figuras de la 42
hasta la 49.
D. Sumidero de rejilla en calzada. Canal transversal a la calzada, con rejilla y
a lo largo de la longitud transversal de la vía.
Figura 40. Sumidero lateral de sardinel
Figura 41. Sumidero de fondo
Figura 42. Sumidero mixto o combinado
Figura 43. Sumidero mixto conectado a cámara. (Vista planta)
Figura 44. Sumidero mixto conectado a cámara. (Corte A – A)
Figura 45. Sumidero mixto conectado a cámara. (Corte B – B)
Figura 46. Sumidero mixto conectado a tubería. (Vista planta)
Figura 47. Sumidero mixto conectado a tubería. (Corte A – A)
Figura 48. Sumidero mixto conectado a tubería. (Corte B – B)
Figura 49. Sumidero mixto conectado a tubería. (Corte C – C)
10. El SERVIU10 dentro de su guía sobre diseño y especificaciones de
elementos urbanos de infraestructuras de aguas lluvias, muestra los
diferentes tipos de sumideros utilizados en Chile:
A. Sumideros horizontales
B. Sumideros laterales de abertura en solera
C. Sumideros mixtos
A. Sumideros horizontales. Son sumideros que se encuentran ubicados en
cunetas. Figura 50.
B. Sumideros laterales de abertura en solera. Son sumideros ubicados en el
sardinel de las calzadas mediante una abertura. Figura 51.
C. Sumideros mixtos. Son sumideros que presentan una combinación de
abertura horizontal en la cuneta y abertura lateral en la solera. Figura 52.
10
SERVICIO DE VIVIENDA Y URBANISMO (SERVIU). Subdirección de pavimentación y obras viales. Guía
de diseño y especificaciones de elementos urbanos de infraestructuras de aguas lluvias, Cap .C. Chile. –
Todas las imágenes fueron tomadas del texto y adaptadas en cuanto a número y titulo.
Figura 50. Sumidero horizontal
Figura 51. Sumidero lateral
Figura 52. Sumidero mixto
11. Las EPM dentro de las normas de redes y acometidas de alcantarillados,
presenta dos tipos de sumideros.
A. Sumidero de cuneta
B. Sumidero mixto
A. Sumidero de cuneta. En las normas y especificaciones generales de
construcción de la empresa de servicios públicos de Medellín se presentan dos
tipos de sumideros (A y B), que hacen referencia a los sumideros de cuneta.
Figuras de la 53 a la 56.
B. Sumidero mixto. Un tercer tipo de sumidero se muestra en las normas de
redes y acometidas de alcantarillados. Figuras 57 y 58.
Figura 53. Sumidero de cuneta Tipo A. (Vista planta)
Figura 54. Sumidero de cuneta Tipo A. (Corte A – A)
Figura 55. Sumidero de cuneta Tipo B. (Vista planta)
Figura 56. Sumidero de cuneta Tipo B. (Corte a – a)
Figura 57. Sumidero mixto. (Vista planta)
Figura 58. Sumidero mixto. (Corte A – A)
12. El Consorcio de Huesna12 esta dotado para dictar Normativas sobre
Redes Locales de Saneamiento y Alcantarillado. Dicha entidad a
realizado algunas especificaciones sobre sumideros en lo que conviene a
tipos, ubicación y configuración. A continuación se muestra un tipo de
sumideros expuestos dentro de la normativa:
A. Sumidero transversal. Figuras 59, 60 y 61.
Figura 59. Sumidero transversal. (Vista planta)
12
CONSORCIO DEL HUESNA. Normativa técnica de saneamiento. Sevilla: España. 105 p. – Todas las
imágenes fueron tomadas del texto y adaptadas en cuanto a número y titulo.
Figura 60. Sumidero transversal. (Sección)
Figura 61. Sumidero transversal. (Detalle emparrillado)
13. GEOSUPORT13 el boletín informativo Nº 123 muestra de manera gráfica
los posibles tipos de sumideros utilizados en la actualidad.
A. Sumidero horizontal
B. Sumidero lateral
C. Sumidero mixto
A. Sumidero horizontal. Figuras 62 y 63.
B. Sumidero lateral. Figuras 64 y 65.
Figura 62. Sumidero horizontal
13
GEOSUPORT. Drenaje superficial. BOE núm. 123. España.: Mayo 1990. – Todas las imágenes fueron
tomadas del texto y adaptadas en cuanto a número y titulo.
Figura 63. Sumidero horizontal
Figura 64. Sumidero lateral. (Vista planta)
Figura 65. Sumidero lateral. (Sección)
Nota: W = Ancho de la depresión.
14. EMABESA14, mediante la elaboración de una normativa sobre
saneamiento, estableció criterios de diseño para estructuras de
captación de aguas lluvias. En la normativa se muestra los tipos de
sumideros generales a utilizar en cualquier obra de minimización de
agua superficial, los cuales se mencionados a continuación:
14
EMPRESA MUNICIPAL DE AGUA DE BENALMÁDENA (EMABESA). Normas técnicas de saneamiento.
Málaga: España. 70 p.
A. Sumideros horizontales
B. Sumideros verticales
A. Sumideros horizontales. Son Sumideros ubicados en las cunetas.
B. Sumideros verticales. Sumideros ubicados en los sardineles.
15. El CYII15 como Empresa Pública responsable de la gestión del ciclo
integral del agua en la Comunidad de Madrid, busca ampliar su marco
normativo, para lo cual se crea una norma sobre redes de saneamiento.
El documento incluye algunas especificaciones sobre tipos de sumideros
o imbornales. Los diferentes tipos de sumideros se muestran a
continuación:
A. Sumidero de rejilla
B. Sumidero de buzón
C. Sumidero Mixto.
D. Canales y rejillas de desagüe
A. Sumidero de rejilla





15
Consistente en una abertura cubierta por una reja sobre la que cae el
agua.
Los sumideros de rejilla pueden tener desarenador o absorbedero y ser
sifónicos o no sifónicos.
Los imbornales sifónicos impiden el ingreso de malos olores a la
superficie.
Los imbornales de rejilla con absorbedero presentan una estructura
paralela a la rejilla, la cual permite el depósito de arenas dentro del
sumidero sin que estos tengan la posibilidad de entrar al colector
principal; además presenta un registro que permite el fácil acceso en su
interior. Figuras 77 hasta la 82.
Para ver una descripción gráfica de todos los sumideros de reja,
obsérvese las figuras de la 69 a la 82.
CANAL DE ISABEL II (CYII). Normas para redes de saneamiento. Madrid: España. 2006. 268 p. – Todas
las imágenes fueron tomadas del texto y adaptadas en cuanto a número y titulo.
B. Sumidero de buzón


Consistente en una abertura o buzón, situada en el bordillo de la acera
con una rejilla adosada.
Los sumideros de buzón pueden tener desarenador y ser sifónicos o no
sifónicos.
C. Sumidero Mixto. Consiste en un sumidero de rejilla y un sumidero de buzón.
D. Canales y rejillas de desagüe. Consta de una canaleta de recogida cubierta
por una rejilla de fundición dúctil. Figuras 66, 67, y 68.
Figura 66. Canaleta hormigón polímero y fundición dúctil
Figura 67. Canaleta de fundición
Figura 68. Rejilla de cubrimiento para canaletas
Figura 69. Imbornal de rejilla. (Vista planta)
Figura 70. Imbornal de rejilla prefabricado de hormigón. (Sifónico)
Figura 71. Imbornal de rejilla prefabricado de hormigón. (No Sifónico)
Figura 72. Imbornal de rejilla construido en situ. (Vista planta)
Figura 73. Imbornal de rejilla in situ de hormigón. (No Sifónico)
Figura 74. Imbornal de rejilla in situ de hormigón. (Sección C – C)
Figura 75. Imbornal de rejilla in situ de hormigón. (Sección B – B)
Figura 76. Rejilla imbornal in situ de hormigón
Figura 77. Imbornal con pozo absorbedero. (Vista planta)
Figura 78. Imbornal con pozo absorbedero. (Sección A – A)
Figura 79. Imbornal con pozo absorbedero. (Sección B – B)
Figura 80. Imbornal con pozo absorbedero. (Sección C – C)
Figura 81. Registro absorbedero
Figura 82. Registro absorbedero (Sección D – D)
16. La EAAB clasifica los sumideros de la siguiente manera:
A. Sumideros Laterales o Longitudinales (SL)
B. Sumideros Transversales (ST)
C. Sumidero Especial o mixto
A. Sumideros Laterales o Longitudinales (SL). Los sumideros longitudinales,
son sumideros que la EAAB clasifica de acuerdo a su longitud de captación;
estos se clasifican de la siguiente manera: SL - 100, SL - 150, SL - 200, SL –
250. El número que acompaña las letras, corresponde a la longitud del
sumidero en cm. Figuras de la 83 a 91.
Figura 83. Sumidero SL – 100, SL - 150. (Vista planta)
Figura 84. Sumidero SL – 100, SL - 150. (Sección A – A)
Figura 85. Sumidero SL – 100, SL - 150. (Sección B – B)
Figura 86. Sumidero SL – 100, SL - 150. (Sección C – C)
Figura 87. Sumidero SL – 100, SL - 150. (Sección F – F)
Figura 88. Sumidero SL – 200, SL - 250. (Vista planta)
Figura 89. Sumidero SL – 200, SL - 250. (Sección A – A)
Figura 90. Sumidero SL – 200, SL - 250. (Sección B – B)
Figura 91. Sumidero SL – 200, SL - 250. (Sección C – C)
Nota: SL – 100 m, SL – 150 m, SL – 200 m, SL – 250 m. El número indica la longitud del
sumidero.
B. Sumideros Transversales (ST). Figuras de la 92 a la 95.
C. Sumidero Especial o mixto. Consta de un sumidero lateral y un sumidero
horizontal. Figuras de la 96 a la 98.
Figura 92. Sumidero transversal ST (L = 6 m). (Vista planta)
Figura 93. Sumidero transversal ST. (Sección A – A)
Figura 94. Sumidero transversal ST. (Sección B – B)
Figura 95. Sumidero transversal ST. (Sección C – C)
Figura 96. Sumidero mixto. (Vista planta)
Figura 97. Sumidero mixto. (Sección A – A)
Figura 98. Sumidero mixto. (Sección B – B)
17. CASTAÑEDA en su propuesta metodológica, ha realizado una
investigación que da a conocer el concepto que manejan diferentes
autores sobre los tipos de sumideros a nivel nacional e internacional.
Dentro de la propuesta metodológica se puede apreciar como se definen
los diferentes tipos de sumideros. A continuación se relacionan los
conceptos manejados por FHWA18, y por la CDMB20, para cada tipo de
sumideros.
18
FEDERAL HIGHWAY ADMINISTRATION (FHWA). Urban Drainage Design Manual, HEC 22. Washington
D.C.: 1996. 478 p.
De acuerdo a la forma para captar las aguas lluvias, los sumidero se clasifican
según la FHWA en:
A. Sumideros laterales o de ventana
B. Sumideros de rejilla
C. Sumideros Combinados
D. Sumideros de ranura o ranurados
A. Sumideros laterales o de ventana




Consiste en una abertura rectangular en la cara vertical de la acera.
Presenta un canal lateral de desagüe.
Presenta una pequeña cámara de recolección de sedimentos.
Presenta una tubería de conexión con el conector público. Figuras 99 y
100.
B. Sumideros de rejilla


Consiste en una gran abertura donde entran las aguas lluvias y se
encuentra cubierto por una rejilla.
Estos sumideros constan de una cámara de desagüe, tubería de
conexión al colector y rejilla. Figura 101.
C. Sumideros Combinados. Este tipo de sumideros es una combinación del
sumidero lateral y el sumidero de rejilla. Figura 102.
D. Sumideros de ranura o ranurados



20
Consta de una ranura muy delgada que se construye a nivel de la
superficie del pavimento. Figura 103.
La ranura va conectada longitudinalmente a un tubo por donde drena el
agua.
Este tipo de sumideros es recomendable reforzarlos adecuadamente
para garantizar su integridad estructural.
CORPORACIÓN AUTÓNOMA REGIONAL PARA LA MESETA DE BUCARAMANGA (CDMB). Normas
Técnicas para diseño y presentación de proyectos de Alcantarillado, Convenio Sena – Camacol.
Bucaramanga.: 2000.
19
HIDROESTUDIOS LTDA. Ingenieros Consultores. Informe No. 032- 91. Alcantarillado maestro diseño de
sumideros. Bucaramanga.: 1979.
Figura 99. Sumidero lateral o de ventana genérico
Figura 100. Sumidero lateral o de ventana con depresión
Figura 101. Sumidero de rejilla
Figura 102. Sumidero combinado
Figura 103. Sumidero ranurado
Con base en los estudio realizado por Hidroestudios LTDA19, ingenieros
consultores, la CDMB clasifica los diferentes tipos de sumideros en:
A. Sumideros Transversales
B. sumideros Laterales
A. Sumideros Transversales. Se clasifican de acuerdo a la luz libre de las
rejillas en el sentido del eje longitudinal de la calzada, es decir de acuerdo a el
ancho del sumidero. Los sumideros transversales se clasifican en: ST – 40 Y
ST2 – 40.


ST- 40: Sumidero transversal con una rejilla de luz libre igual a 40 cm.
ST2 – 40: Sumidero transversal con una rejilla con apoyo intermedio y
una luz libre de 90 cm. La estructura tiene dos compartimentos de 40 cm
de luz libre. Figuras de la 109 a la 118.
B. Sumideros Laterales. Son sumideros que se construyen siguiendo
delineamiento del anden.
La CDMB clasifica los sumideros laterales en SL-200, SL-400, SL-600 y sus
longitudes son de 2.0, 4.0 y 6.0 m respectivamente. Para conocer los
sumideros laterales contemplados por la CDMB, obsérvese las figuras de la
104 a la 108.
Figura 104. Sumidero SL. (Vista planta)
Figura 105. Sumidero SL. (Corte A – A)
Figura 106. Sumidero SL. (Corte B – B)
Figura 107. Sumidero SL. (Corte C – C)
Figura 108. Sumidero SL. (Corte D – D)
Figura 109. Sumidero ST - 40. (Vista planta)
Figura 110. Sumidero ST 2 - 40. (Vista planta)
Figura 111. Sumidero ST – 40 y ST2 - 40. (Corte A – A)
Figura 112. Sumidero ST – 40 y ST2 - 40. (Corte B – B)
Figura 113. Sumidero ST – 40 y ST2 - 40. (Corte C – C)
Figura 114. Sumidero ST – 40 y ST2 - 40. (Corte D – D)
Figura 115. Sumidero ST – 40 y ST2 - 40. (Corte E – E)
Figura 116. Sumidero ST – 40 y ST2 - 40. (Corte F – F)
Figura 117. Sumidero ST – 40 y ST2 - 40. (Corte G – G)
Figura 118. Sumidero ST – 40 y ST2 - 40. (Corte H – H)
18. LARA, CALDERÓN y NAPOLEÓN25, en su texto sobre Alcantarillados
define los tipos de sumideros mas utilizados en su medio; la definición de
la estructura tipo sumidero así como sus diferentes tipos, se muestran a
continuación:
A. Sumideros. Son sistemas destinados a captar las aguas lluvias que fluyen
por las cunetas o por la superficie del pavimento. Son cajas provistas de rejillas
u orificios que se ubican generalmente en las cunetas para interceptar las aguas
lluvias y conducirlas al alcantarillado. Ordinariamente se conectan a cámaras de
inspección.
LARA clasifica este tipo de estructuras de la siguiente forma:
B. Sumideros de ventana que posee rejilla vertical
C. Sumideros de cuneta con rejilla horizontal
D. Sumideros Mixtos
B. Sumideros de ventana. Los sumideros tipo ventana son muy utilizados en
andenes, sardineles e isletas.
C. Sumideros de reja horizontal. Los sumideros de reja horizontal se
construyen directamente en la cuneta.
19. BOLINAGA24 clasifica los sumideros de la siguiente manera:
A. Sumidero de ventana
B. Sumidero de rejas
C. Sumideros mixtos
D. Sumideros especiales
A. Sumidero de ventana. Consiste en una abertura a manera de ventana
practicada en la cara vertical de la acera, generalmente deprimida con respecto
al brocal – cuneta o si la cuneta no existe, deprimida con respecto a la calzada.
El sumidero posee, además de la ventana, un canal lateral de desagüe, un
tanque de recolección y una tubería de conexión con el colector respectivo.
25
LARA DE CASTILLO, Benilda; CALDERÓN RAMÍREZ John y NAPOLEÓN ZAMBRANO, Alfonso.
Alcantarillados. Popayán: Colombia. Abril, 1994.
24
BOLINAGA, Juan J. Drenaje Urbano, Instituto Nacional de Obras Sanitarias. Caracas: Venezuela. 1979. –
Todas las imágenes fueron tomadas del texto y adaptadas en cuanto a número y titulo.
BOLINAGA menciona que el INOS28 usa este tipo de sumideros en dimensiones
de 1.50 m, 3.00 m y 4.50 m y con una depresión minima de 2.5 cm.; en las
figuras desde la 198 a la 202, se puede observar los sumideros de ventana.
B. Sumidero de rejas. Este tipo de sumideros consiste en la apertura de un
gran orificio o ranura por donde penetran las aguas, el cual se cubre con una
reja para impedir la caída de vehículos, personas u objetos de cierto tamaño.
Generalmente consta de la reja propiamente dicha, el canal de desagüe, y la
tubería de conexión al colector.
Existen numerosos tipos de rejas, tales como aquellas de barras paralelas a la
dirección del flujo, de barras inclinadas entre otras.
El INOS usa este tipo de sumideros los cuales se pueden apreciar en las figuras
desde la 203 a 213.
C. Sumideros mixtos. Como lo indica su nombre, este sumidero es una
combinación del sumidero de ventana y sumidero de reja, tratando de tomar de
cada uno de ellos lo más positivo, es decir, mejorando la eficiencia del sumidero
de ventana y reduciendo la ocupación de la calzada para el sumidero de rejas.
Un sumidero mixto esta formado generalmente por una o dos rejas, un canal
colector de desagüe combinado para rejas y ventanas, el tanque y la tubería de
conexión al colector.
D. Sumideros especiales. Además de los tipos de sumideros descritos
anteriormente, existen sumideros especiales empleados en los siguientes
casos:

El primer caso: conexión de calles con canales abiertos o causes
naturales.

El segundo caso: recolección de aguas superficiales provenientes de
áreas extensas.
El primer caso consiste en conexiones directas de continuidad desde la calle
hasta el canal o cause natural, teniendo cuidado de proveer una adecuada
protección a la caída de vehículos y personas. Figuras 119 a 122.
28
VENEZUELA, INSTITUTO NACIONAL DE OBRAS SANITARIAS (INOS). DIRECCIÓN GENERAL DE
PROYECTOS. Normas e instructivos para el proyecto de alcantarillado. Caracas.: 1975.
Figura 119. Primer caso para la utilización de sumidero especial (Vista planta)
Figura 120. Primer caso para la utilización de sumidero especial (Corte A –A)
Figura 121. Primer caso para la utilización de sumidero especial (Vista planta)
Figura 122. Primer caso para la utilización de sumidero especial (Corte A – A)
El segundo caso hace referencia a sumideros de rejas ubicados en puntos
bajos, los cuales trabajan, en consecuencia, ahogados y como orificios.
Obsérvese las figuras 123 y 124 que se muestran a continuación:
Figura 123. Segundo caso para la utilización de sumidero especial de reja (Vista planta)
Figura 124. Segundo caso para la utilización de sumidero especial de reja (Corte A - A)
20. La TxDOT34 en su manual de diseño hidráulico define los diferentes tipos
de sumideros de la siguiente forma:
A. Sumideros de ventana
B. Sumidero de rejilla o cuneta
C. Sumidero de desagüé ranurado
D. Sumidero combinado
A. Sumideros de ventana. Los sumideros de ventana se utilizan en las
secciones de las zonas urbanas, a lo largo de la orilla del andén o en el
sardinel.
Figura 125. Sumidero de ventana
La mayoría de los sumideros de ventana dependen de una depresión al lado de
la cuneta para facilitar la entrada del flujo al sistema. Obsérvese figura 126. Sin
embargo, una depresión grande puede ser insegura para el flujo del tráfico en
movimiento cerca de la línea de la cuneta. Por lo tanto, es un compromiso
seleccionar un valor adecuado para la depresión de la cuneta.
Figura 126. Sumidero de ventana – depresión
34
TEXAS DEPARTMENT OF TRANSPORTATION (TxDOT). Hydraulic Design Manual. March, 2004. – Todas
las imágenes fueron tomadas del texto y adaptadas en cuanto a número y titulo.
B. Sumidero de rejilla o cuneta. La figura 127, ilustra una típica entrada de
reja (Sumidero de rejilla). El agua ingresa al sumidero por medio de una reja en
vez de ingresar por medio de un orificio en el borde del sardinel.
Los diseñadores utilizan muchas variaciones en este tipo de entradas y el
formato o el diseño de la reja en si varia, ya que cada empresa que fabrica los
tipos de reja, tiene su propia serie de fabricación y moldes.
Figura 127. Sumidero de rejilla
La configuración de las rejas del sumidero de cuneta, deben ser ubicadas en
sentido de la dirección del flujo para maximizar su eficiencia hidráulica, además
el diseño de las rejas debe garantizar el paso de las bicicletas y sillas de ruedas
sin que estas introduzcan sus ruedas en la rejilla.
C. Sumidero de desagüé ranurado. La figura 128, ilustra el sumidero de
desagüé ranurado; el sistema de drenaje ranurado normalmente es reforzado
para conservar su integridad estructural.
La parte superior del sumidero ranurado se construye a ras o al mismo nivel con
la superficie del pavimento o la cuneta.
Figura 128. Sumidero de desagüe ranurado
Los sumideros ranurados pueden ser una alternativa de sistemas de drenaje
que se instalan a lo largo de la orilla del sardinel. También pueden ser
instalados en caminos y en intersecciones de calles.
Uno de los requerimientos en la construcción de sumideros ranurados, es que
para garantizar su resistencia, es necesario aplicar una capa de concreto
alrededor del sumidero. Figura 129.
Figura 129. Integridad estructural del sumidero de desagüe ranurado
D. Sumidero combinado. Los sumideros Combinados, (conformado por
sumidero de ventana y un sumidero de rejilla) pueden ser útiles en muchas
configuraciones, especialmente en puntos bajos.
Debido a la presencia de basuras en puntos bajos, y debido a la configuración
del sumidero combinado en la cual presenta una abertura que permite el
ingreso de las aguas lluvias, este tipo de estructuras tiende a presentar
problemas de obstrucción fácilmente. Su mantenimiento se facilita puesto que la
reja es extraíble.
Para determinar la capacidad de los sumideros combinados se asume el cálculo
por separado para el sumidero de ventana y para el sumidero de reja y se
procede a sumar los dos caudales determinados.
21. JIMTEN36, como empresa dedicada a ofrecer una amplia gama de
soluciones para el drenaje de aguas superficiales, saca al mercado un
sistema innovador de captación de aguas lluvias que esta enfocado en
cumplir con el creciente desarrollo de las infraestructuras viales y de las
superficies impermeabilizadas dentro de ciudades y zonas habitadas.
Dicho sistema se muestra a continuación:
36
JIMTEN. Canaletas y rejillas uso público. [En Línea]. [Citado 22-01-2009]. <http://www.jimten.com>. – Todas
las imágenes fueron tomadas del texto y adaptadas en cuanto a número y titulo.
A. Canaletas Kenadrain. Las canaletas Kenadrain, obsérvese figura 130, es un
sistema que permite la recogida y canalizada de aguas superficiales a través de
una rejilla y una canaleta. Estas canaletas tiene adosado un desarenador que
permite separar las aguas lluvias de las arenas y gravillas.
Figura 130. Canaleta
JIMTEN en su diseño de canaletas para recogida de aguas superficiales, a
definido 4 tipos de canaletas, las cuales se muestran a continuación:
Tipos de canaletas:
A.1 Reforzadas Kenadrain HD
A.2 Ligeras Kenadrain MD
A.3 Cascada Kenadrain
A.4 Parking Parkdrain
A.1 Reforzadas Kenadrain HD. Las canaletas reforzadas Kenadrain HD,
obsérvese figura 131, han sido concebidas para aplicaciones de dominio
público, que necesitan soportar cargas rodantes, vehículos y camiones en:



Ciudades y calles peatonales.
Parkings, fábricas,
Autopistas/autovías, zonas de autopistas/autovías
Figura 131. Canaleta Reforzada Kenadrain HD
A.2 Ligeras Kenadrain MD. Las canaletas Ligeras Kenadrain MD, obsérvese
figura 132, ha sido concebida para soportar cargas rodantes poco frecuentes
en:



• Edificios y sus alrededores.
• Pavimentos y entornos urbanos.
• Parkings, fábricas.
Figura 132. Canaletas Ligeras Kenadrain MD
A.3 Cascada Kenadrain. En ocasiones surge en proyectos de importancia, la
necesidad de aumentar puntualmente la capacidad hidráulica de las Canaletas
de Uso Público. Para estos casos se propone la gama “Cascada”. Esta gama se
define en 4 profundidades distintas repartidas regularmente, para las Canaletas
Hidráulicas de Uso Público Reforzadas Kenadrain HD. Figura 133.
Figura 133. Canaletas Cascada Kenadrain
A.4 Parking Parkdrain. Para las obras de parkings en varias plantas, o en
terrazas, se ha desarrollado la gama de Canaletas Parking. Con una altura total
limitada a sólo 8 cm, se pueden integrar fácilmente en losas de hormigón o
sobre capas de mortero de cemento sobre losa de hormigón. Figura 134.
Figura 134. Canaletas Parking Parkdrain
Cuadro 5. Capacidad hidráulica de sumideros
1. La UNNE en su guía de trabajos prácticos Nº 11, define la capacidad
hidráulica para sumideros de cuneta y de cordón de la siguiente manera:
A. Capacidad hidráulica para sumideros de cuneta. El caudal captado por
este tipo de sumideros, esta dado por las siguientes dos ecuaciones:

Q  1.7  P  y
2
3
Donde:
 m3 

Q  Caudal en 
 s 
P  Perímetro de la reja en m 
y  Profundidad de la lámina de agua que se aproxima  y  12cm 
1

Q  2.91  A  y 2
Donde:
 m3 

Q  Caudal en 
s


A  Área de la reja, excluida las áreas de las barras m 2
y  Profundidad de la lámina de agua que se aproxima y  42cm
 
Para profundidades de lamina de agua entre los 12 y 42 cm, queda a criterio del
proyectista utilizar cual quiera de las dos ecuaciones.
B. Capacidad hidráulica para sumideros de cordón. El caudal captado por
este tipo de sumideros, esta dado por la siguiente ecuación:

Q  1.7  L  y
2
3
Donde:
 m3 

Q  Caudal de aproximación en la cuneta en 
 s 
L  Longitud de la reja vertical en m 
y  Profundidad del flujo de aproximación
2. El INH ha elaborado un estudio en el cual mide la capacidad hidráulica
de los sumideros más utilizados en chile; a continuación se muestra el
análisis de la capacidad hidráulica de estos sumideros en base ha
algunos factores que influyen de manera significativa en el diseño de
estas estructuras, como la pendiente longitudinal (PL), la pendiente
transversal (PT) y la configuración de cada uno de los sumideros. En el
análisis que se presenta a continuación se resalta los sumideros que
mayor capacidad tienen.


Para una pendiente longitudinal del 0,1%, una pendiente transversal del
l
1%, y un caudal máximo de 120
a captar, la mayor capacidad
s
hidráulica es dada para el sumidero Nº 2, obsérvese figura 8; así mismo,
este tipo de sumidero presenta la mayor capacidad de captación, cuando
la pendiente longitudinal es del 0,1%, y la pendiente transversal del 2%,
cuando la PL de 0,1%, y la PT 3%, cuando la PL del 1% y la PT 1%,
cuando PL del 1% y la PT del 2%, cuando la PL 1% y la PT del 3%,
cuando la PL del 3% y la PT del 1%, cuando la PL del 3% y una PT del
2%.
l
Para una PL del 3%, una PT del 3%, y un caudal máximo de 120
a
s
captar, la mayor capacidad hidráulica es dada para el sumidero N° 5.
Figura 11.
Para conocer más detalladamente el estudio sobre capacidad hidráulica que se
realizo a los tipos de sumideros mas usados en Chile, obsérvese el anexo C.
3. La CONAGUA en su texto sobre alcantarillado pluvial, generaliza el
cálculo de la capacidad hidráulica de los sumideros, asumiendo que
estas estructuras funcionan como orificios, por tal razón, se sugiere que
capacidad hidráulica puede ser determinada mediante la formula del
orificio.
A. Capacidad hidráulica de sumideros. La capacidad hidráulica de los
sumideros puede definirse mediante la siguiente ecuación:

Q  1,000  C d  A 2  g  h
Donde:
Q  Capacidad de la coladera o sumidero
C d  Coeficiente de descarga, se recomienda C d  0.6
A  Área neta libre entre las rejillas ( m 2 )
g  Aceleración de la gravedad
h  Tirante del agua sobre la coladera
Es conveniente aplicar un factor, por obstrucción de basura, que puede ser de
2; por lo que la capacidad de la coladera se multiplica por 0.5.
4. La DIGESBA, en la elaboración de su reglamento técnico de diseño para
proyectos de sumideros, expone el procedimiento a desarrollar para
definir la capacidad hidráulica de sumideros de ventana, de rejilla y
mixtos.
Teniendo en cuenta que la capacidad hidráulica depende de factores como la
altura de agua en el tramo de acera aguas arriba del sumidero, pendiente
longitudinal de la vía, pendiente transversal de la vía y rugosidad del pavimento
o de la cuneta; la DIGESBA presenta los siguientes procedimientos para definir
la capacidad hidráulica de los sumideros de ventana, reja y mixtos:
A. Capacidad hidráulica de sumidero de ventana
B. Capacidad hidráulica de sumidero de reja
C. Capacidad hidráulica de sumideros mixtos
A. Capacidad hidráulica (CH) de sumidero de ventana. Para realizar el
cálculo del caudal que será captado por un sumidero de ventana con depresión
o sin depresión Qi  , es necesario conocer algunas variables:






Pendiente longitudinal de la vía S 0  .
Pendiente transversal S X  .
Índice de rugosidad n  del suelo por donde transita el caudal de
aproximación al sumidero. Coeficiente de Manning n  .
Caudal o gasto de aproximación Q A  .
Altura de la lámina de agua Y A  en la cuneta.
Longitud de la Ventana L  .
Para el cálculo del caudal de aproximación y la altura de la lámina de agua en la
cuneta, se puede utilizar el Monograma de IZZARD mostrado en el anexo A.
A.1 CH de sumidero de ventana sin depresión. El procedimiento expuesto
por DIGESBA, hace referencia a los estudios realizados por Johns Hopkins
University29. La mayoría de sumideros de ventana se encuentran ubicados en
vías confinadas, cuando esto sucede, se utiliza la pendiente transversal de la
vía para determinar una sección triangular que reemplazaría la cuneta.
El caudal intersectado Qi  por el sumidero se determina mediante la siguiente
formula:

K
Qi
L  YA  g  YA
Donde:
K  Depende solo de la pendiente transversal de la calzada S x . Para valores
de S x de 8%, 4% y 2%, K  0.23, 0.20, 020 respectivamente. La ecuación
puede aplicarse hasta un valor de
VA
g  YA
 3 , correspondiente al límite
superior del ensayo.
Un ejemplo sobre el procedimiento anterior, se puede observar en el anexo D,
capitulo 8, Pág. 260.
A.2 CH de sumidero de ventana con depresión. El procedimiento para el
sumidero de ventana con depresión, procede de las investigaciones realizadas
por Johns Hopkins University 29.
Su capacidad se determina mediante las siguientes ecuaciones:



29
K ¨C 
Qi
L  YA  g  Y A
0,45
C
1,12 M
M 
L F2
a  tan 
LI, W. H; SORTEBERG, K. K; y GEYER, J. C. Flow into curb–opening inlets. Appendix 2 of the design of
storm–water inlets. Johns Hopkins University, Department of Sanitary Engineering and Water Resources.
Baltimore.: 1956.

F2 
V A2
g  YA
Donde:
Qi  Caudal interceptado por el sumidero
a  Depresión.
T  Ancho del flujo en la sección de inundación
YA ,V A , Q A  Corresponden al flujo de aproximación
L  Largo de la ventana del sumidero
L1 , debe ser por lo menos 10 veces la profundidad de la depresión a .
Igualmente, las ecuaciones se han obtenido con la longitud de la transición
aguas abajo L2 igual a 4 veces la depresión a .
Las figuras 135 a 138 relacionan las variables que contemplan la definición de
la capacidad hidráulica de los sumideros mencionadas en los procedimientos
anteriores.
Un ejemplo sobre el procedimiento anterior, se puede observar en el anexo D,
capitulo 8, Págs. 261 y 262.
Figura 135. Detalles de sumideros laterales. (Vista planta)
32
LI, W. H; GEYER, J. C.; y BENTON, G. S. Flow into gutter inlets in a straight-gutter without depression.
Appendix 1 of the design of storm–water inlets. Johns Hopkins University, Department of Sanitary Engineering
and Water Resources. Baltimore.: 1956.

Figura realizada por: PRADA, F. Oscar J.
33
JOHNS HOPKINS UNIVERSITY, DEPARTMENT OF SANITARY ENGINEERING AND WATER
RESOURCES (Baltimore). The design of storm-water inlets. Baltimore.: 1956.
Figura 136. Detalles de sumideros laterales. (Sección A – A)
Figura 137. Detalles de sumideros laterales. (Sección C – C)
Figura 138. Detalles de sumideros laterales. (Sección D – D)
A.3 CH de sumideros de ventana en puntos bajos. El sumidero puede estar
operando como un vertedero de cresta cuando el flujo no supera la altura de la
ventana o puede estar operando como un orificio cuando el flujo es superior a la
altura de la ventana.
Para determinar la capacidad del sumidero de ventana en puntos bajos, se han
diseñado una serie de gráficos: figuras 139, 140 y 141; estos gráficos están
dados para depresiones de 5.0 cm, 2.5 cm y 7.5 cm. respectivamente. Los
gráficos manejan unas longitudes estándar de sumideros y los gráficos han sido
diseñados para los sumideros que presenta el estudio realizado por el INOS.
Para ingresar a los gráficos es necesario conocer:






La depresión a  .
Pendiente transversal S X  .
Pendiente Longitudinal S 0 
La longitud de la ventana del sumidero L  .
La altura máxima de la lámina de agua en la cuneta. YMax  , cm.
Caudal de aproximación Q A 
Para conocer la pendiente transversal y longitudinal, es necesario conocer el
diseño geométrico de la vía; las características propias del flujo de aproximación
se determinan teniendo definido el caudal que va ser captado por el sumidero..
Figura 139. Capacidad de sumideros de ventana en puntos bajos para depresión de 5 cm
Figura 140. Capacidad de sumideros normalizados por el INOS en puntos bajos. Depresión de 2.5 cm
Figura 141. Capacidad de sumideros normalizados por el INOS en puntos bajos. Depresión de 7.5 cm
El procedimiento anterior sobre el cálculo de capacidad hidráulica de sumideros
de ventana en puntos bajos, solo es aplicable a flujo con superficie libre, es
decir que el flujo no supere la altura de la ventana.
B. Capacidad hidráulica de sumidero de reja. El procedimiento que se
pretende exponer a continuación, es un proceso conocido como el método de
Johns Hopkins University32, el cual es solo aplicable a imbornales con barras
longitudinales paralelas al flujo, es decir en la misma dirección del flujo y sin
depresión
El flujo que descarga sobre la reja se asemeja a un flujo espacialmente variado
con descarga de fondo.
L0  Longitud requerida para captar toda el agua que fluye sobre la reja; L0 no
es la longitud total de la reja y se puede expresar como:

L0  K  Y A 
VA
g  YA
La longitud real de la rejilla L , tiene que ser mayor o igual a L0 , lo cual sucede
VA
cuando el valor de
 4 , en estos casos el valor de L no limita la
g  YA
capacidad de la reja.
Donde:
K  Coeficiente que depende de la separación y geometría de las barras que
conforman la reja. Este coeficiente se define mediante los gráficos 8.9, 8.10, y
8.11 que se muestran en el anexo D.
Y A , V A , Q A  Corresponde al flujo de aproximación.
Sin embargo, es necesario determinar el caudal que no es captado por la reja,
dicho caudal QS permite plantear la posibilidad de ingresar un nuevo sumidero
que disminuya las aguas lluvias en la superficie del pavimento.
El gasto QS que sobrepasa la reja será la suma de Q1 y Q2 aunque usualmente
Q1 es despreciable. Estos dos valores se determinan de la siguiente manera:

Q1
VA
d 
 6
 
V A  YA  d
g  YA  L 
2
3


1
B 2

Q2   L´ L  g   Y A 
4
Tang 0 

Q2 puede determinarse con la anterior formula, siempre y cuando L´ se
determine de la siguiente manera:


L´ 1.2 
Q2 
VA
g  YA
 YA  1 
B
 Tang
Y A  Tang 0
3
1
 L´ L  g  Y ´ 2
4
Q2 también puede determinarse con la anterior formula, siempre y cuando L´ se
determine de la siguiente manera:

L´
1. 2  V A
Y´

Tang 0
g
Conocidos Q1 y Q2 , se determina QS , siendo entonces el caudal interceptado
por el sumidero QI  Q A  Q S .
El procedimiento anterior se puede observar en el ejemplo Nº 8.5 del anexo D,
las figuras 142 a 145 relacionan las variables anteriormente mencionadas.
Figura 142. Rejas con barras longitudinales con pendiente transversal uniforme de ángulo  ,
(Vista Planta)
Figura 143. Rejas con barras longitudinales con pendiente transversal uniforme de ángulo  , Elevación
Figura 144. Rejas de barras longitudinales con pendiente transversal uniforme de ángulo  , con nueva
longitud L´ capaz de captar el caudal que sobrepasa, (Vista Planta)
Figura 145. Rejas con barras longitudinales con pendiente transversal variable
B.1 CH de sumidero de reja en puntos bajos. Para determinar el caudal
captado de un sumidero de reja en puntos bajos se puede utilizar la siguiente
expresión obtenida del trabajo de Johns Hopkins University33:

Q1  0,6  A  2  g  YP
Donde:
Q1  Caudal interceptado
YP  Profundidad promedio del agua sobre la reja. Esta variable es determinable
y en función del tipo analizado por el INOS en los gráficos 8-12, 8-13 y 8-14 del
anexo D.
A  Área útil de la reja.
C. Capacidad hidráulica de sumideros mixtos. Para calcular la Capacidad
hidráulica de sumideros mixtos, hay que tener en cuenta la ubicación donde se
instalara cada sumidero y las variables determinables tanto del sumidero de
ventana como del sumidero de reja.
Se calcula por separado los caudales de entrada de cada sumidero (ventana y
reja) y se suman.
5. La RAS-2000 en su normativa sobre sistemas de recolección y
evacuación de aguas residuales domésticas y pluviales, presenta el
diseño de la capacidad hidráulica de los sumideros de ventana y rejilla;
dichos procedimientos se muestran a continuación:
A. Capacidad Hidráulica sumidero de ventana. Para determinar la capacidad
hidráulica de un sumidero de ventana, la RAS-2000 dirige sus cálculos en base
a un gráfico que determina el caudal captado por metro lineal de sumidero,
dicho cálculo se realiza entrando al gráfico con una profundidad de
aproximación de flujo en la cuneta y con una depresión ya bien sea de 0, 0.30,
0.60, o 0.90 m.
Las variables de entrada y salida del gráfico son las siguientes:
Qa
 Caudal de captación por metro lineal.
La
d  Profundidad de aproximación del flujo en la cuneta.
a  Depresión de la ventana.
La figura 146 permite obtener el caudal por metro lineal:
Figura 146. Curvas para estimar el caudal de captación en función de la longitud real del sumidero


La longitud de la ventana del sumidero es aquella que sea capaz de
captar todo el caudal de aproximación.
Su eficiencia hidráulica puede disminuir si no existe depresión en la
cuneta o si se encuentra en cunetas con pendiente longitudinal
pronunciada.
B. Capacidad hidráulica de sumidero de rejilla. La RAS-2000 dentro del
cálculo para determinar la capacidad hidráulica de un sumidero de rejilla, dirige
su procedimiento en base a una ecuación que permite determinar la longitud
necesaria de sumidero capaz de captar el caudal de aproximación en la cuneta.
Para determinar dicha longitud se ha enfocado el procedimiento en base a la
siguiente ecuación:

L  0.94  V  h 0.5
Donde:
V  Es la velocidad del flujo de aproximación en la cuneta.
h  Es la profundidad del flujo de aproximación en la cuneta, más el espesor de
la rejilla.
La Velocidad y la profundidad del flujo en la cuneta , pueden ser estimados
mediante la siguiente ecuación:
Q  0.375  YO8 / 3  ( Z / n)  S 1O/ 2

Donde:
 m3 
 en la cuneta.
Q  Es el caudal en 
 s 
Y0  La mayor profundidad de flujo de en m  , este valor no incluye el espesor
de la rejilla.
Z  Es el inverso de la pendiente transversal.
n  Índice de rugosidad de Manning de la cuneta.
S 0  Pendiente longitudinal.

Aquí se define la longitud de rejilla que sea capaz de captar el caudal de
aproximación.
La longitud libre debe ser suficiente para que el agua pueda caer por las
aberturas sin golpear el extremo de aguas de abajo de la rejilla.

B.1 Capacidad hidráulica de sumidero de rejilla cuando se comporta como
vertedero. Los sumideros de rejillas con agua estancada, es decir con
velocidad de aproximación despreciable, y cabeza H menor que 12 cm, se
comportan como vertederos con una longitud de cresta LC igual al perímetro del
sumidero sobre el cual fluye el agua y con un coeficiente de descarga de
aproximadamente 1,65. Si un lado del sumidero es adyacente a la acera, aquel
no debe ser incluido en el perímetro. En consecuencia, la capacidad del
sumidero bajo estas condiciones es:

Q  1.65  LC H 3/ 2
Donde:
m3
Q está en
, y LC y H en m  . Si H es menor de aproximadamente 0,4 m, el
s
sumidero funciona como un orificio con un área igual a la correspondiente a las
aberturas de las rejillas y un coeficiente de descarga de alrededor de 0.6. Si H
está entre 0,12 y 0,40 m, existen condiciones de transición y la capacidad del
sumidero está entre la de un orificio y la de un vertedero.
6. El SERVIU en su guía de diseño y especificaciones de elementos
urbanos de infraestructura de aguas lluvias, presenta los procedimientos
para determinar la capacidad hidráulica de un sumidero horizontal o de
cuneta y un sumidero lateral o de ventana. De igual forma, el SERVIU ha
desarrollado algunos procedimientos basados en formulas que permiten
determinar la eficiencia de los sumideros, ya sea que se hable de
sumideros horizontales o sumideros laterales; de esta manera se puede
determinar el caudal real captado por un sumidero. Las formulas y
procedimientos para cada tipo de sumidero así como su eficiencia se
muestran a continuación:
A. Capacidad hidráulica máxima de sumidero horizontal. Su capacidad
depende del tamaño, tipo, y diseño de la rejilla. Su capacidad se puede estimar
suponiendo que funciona como un vertedero para pequeñas alturas de agua, y
que funciona como orificios para altura de aguas mayores.
Si el sumidero funciona como un vertedero, el caudal captado se calcula de la
siguiente manera:

Q m  1.66   L  2  b   h1.5
El caudal captado por el sumidero puede determinarse mediante la formula
A
h  1.6 
L  2b .
anterior siempre y cuando
Donde:
Qm  Caudal captado.
L  Largo del sumidero
b  Ancho del sumidero.
A  Área útil de la reja.
h  Altura de la lámina de agua en el sumidero.
Si el sumidero funciona como un orificio, el caudal captado se calcula de la
siguiente manera:

Qm  2.66  A  h 0.5
El caudal captado por el sumidero puede determinarse mediante la formula
A
h  1.6 
L  2b
anterior siempre y cuando
B. Capacidad hidráulica máxima de sumideros laterales. El caudal captado
dependerá, de si el sumidero funciona como orificio o vertedero. Si el sumidero
funciona como un vertedero, el caudal captado se calcula de la siguiente
manera:

Q m  1.27  L  h1.5
La anterior formula se puede usar si h  a
Donde:
Qm  Caudal captado.
L  Longitud de la ventana del sumidero.
a  Altura de abertura en la solera o sardinel.
h  Altura de la lámina de agua en la ventana del sumidero.
Si el sumidero funciona como un orificio, el caudal captado se calcula de la
siguiente manera:

Q m  2.66  L  a  h 0.5
La anterior formula se puede usar si h  a
C. Capacidad de diseño de sumideros. Los sumideros no necesariamente
logran captar el caudal correspondiente a la capacidad máxima del sumidero, es
por esto que se hace necesario determinar la eficiencia de estos sumideros y
así saber el caudal real captado del sumidero instalado.
El método para determinar la eficiencia del sumidero es el siguiente:
C.1 Método de cálculo para la eficiencia de un sumidero. El caudal captado
por un sumidero QS ya sea horizontal, lateral o mixto, debe ser determinado
considerándose como el valor mínimo entre las dos formulas siguientes:

Q S  E  Q  E H  E L   Q
Si E H  E L   Q  Qm
La anterior formula es valida siempre y cuando el caudal captado sea inferior a
la capacidad máxima del sumidero.

QS  Qm
Si E H  E L   Q  Q m
La anterior formula es valida siempre y cuando el caudal captado sea mayor a
la capacidad máxima del sumidero.
Donde:
E H  E L   E , Eficiencia global del sumidero CUYO VALOR MAXIMO ES 1.
Q S  Caudal captado por el sumidero.
Q  Caudal que escurre por la cuneta aguas arriba del sumidero.
Q m  Capacidad máxima de captación del sumidero.
E H  Eficiencia de sumidero horizontal, y E L  Eficiencia de sumidero lateral.
El cálculo de la eficiencia horizontal se realiza mediante las siguientes formulas:

E H  E 0  R S  1  E 0 

b

E 0  1  1  
 T

RS 
0  EH  1
2.67
0  E0  1
1
 0.0828  V 1.8 
1 


S x  L2.3 

0  RS  1
Donde:
b  Ancho del sumidero.
T  Ancho superficial del caudal en la calle.
V  Velocidad del flujo.
S x  Pendiente trasversal de la cuneta.
L  Largo del sumidero.
El cálculo de la eficiencia lateral se realiza mediante las siguientes ecuaciones:


L 

E L  1  1 
LT 

1.8
La anterior formula es valida, siempre y cuando la altura de la lamina de agua
sea inferior a la abertura de la ventana del sumidero. h  a , 0  E L  1
La eficiencia lateral puede ser igual a 1 cuando la altura de la lamina de agua es
superior o mayor a la abertura de la ventana del sumidero; E L  1 Si h  a

LT  0.817Q 0.42 S L0.3 nS x 
0 , 6
LT Mínimo igual a (L).
Donde:
a  Altura de la ventana del sumidero,
h  Altura de la lamina de agua
L  Largo del sumidero
S L  Pendiente longitudinal, y S x  Pendiente transversal
n  Coeficiente de Manning
Cuando la altura de la lámina de agua es superior a la abertura de la ventana
del sumidero h  a  , se dice que la eficiencia del sumidero es de un 100%, por
tal razón el caudal captado por el sumidero se convierte en la capacidad
máxima del sumidero. Q S  Q m , Entonces: QS  2.66  L  a  h 0.5
D. Eficiencias y características de captación de sumideros S1, S2, S3, S4.
El SERVIU maneja una serie de sumideros para los cuales a desarrollado un
gráfico que permite determinar la capacidad hidráulica de los mismos, dichos
sumideros y el gráfico se muestra a continuación:
Figura 147. Capacidad máxima de sumideros del SERVIU
El anterior gráfico muestra la capacidad máxima de captación (caudal captado
l
en ) de los sumideros Tipo S1, S2, S3, S4, en función de la altura de
s
escurrimiento h  utilizados por el servicio de vivienda y urbanismo de Chile.
A continuación se puede observar los sumideros utilizados por el SERVIU y la
eficiencias y características de cada uno de ellos:
Figura 148. Sumidero mixto Tipo S1. (Vista en planta)
Figura 149. Sumidero mixto Tipo S1. (Corte A – A)
Figura 150. Sumidero mixto Tipo S1. (Detalle entradas de aguas lluvias)
Figura 151. Sumidero mixto Tipo S1. (Corte B – B)
Figura 152. Rejilla de hierro fundido sumidero mixto Tipo S1
Figura 153. Sumidero mixto con cámara Tipo S2. (Vista planta)
Figura 154. Sumidero mixto con cámara Tipo S2. (Corte A – A)
Figura 155. Sumidero mixto con cámara Tipo S2. (Detalle entradas de aguas lluvias)
Figura 156. Sumidero horizontal con cámara Tipo S3. (Vista planta)
Figura 157. Sumidero horizontal con cámara Tipo S3. (Corte A – A)
Figura 158. Sumidero horizontal con cámara Tipo S3. (Corte B – B)
Figura 159. Sumidero horizontal Tipo S4. (Vista planta)
Figura 160. Sumidero horizontal Tipo S4. (Corte A – A)
Figura 161. Sumidero horizontal Tipo S4. (Detalle entrada aguas lluvias)
Figura 162. Sumidero horizontal Tipo S4. (Corte B – B)
Tabla 5. Eficiencias y características de captación de sumideros
7. El boletín Nº 123 generado por la GEOSUPORT da a conocer la
capacidad hidráulica en términos generales para los sumideros
horizontales y laterales. La capacidad hidráulica esta basada en
comparaciones entre los diferentes tipos de sumideros y analizada en
base a las características que influyen en su determinación como
pendientes de la vía, altura de la lámina de agua, entre otros.
A. Capacidad hidráulica de sumidero horizontal

En términos de capacidad hidráulica, esta aumenta cuando aumenta la
profundidad de la corriente, es decir cuando la altura de la lamina de flujo
es mayor; también aumenta cuando la pendiente transversal de la vía
aumentan.

Cuando la pendiente longitudinal es muy grande, disminuye la
profundidad del flujo y a su vez la cantidad de agua captada por el
sumidero.
B. Capacidad hidráulica de sumidero lateral. La capacidad hidráulica del
sumidero lateral aumenta cuando la longitud del sumidero aumenta es decir la
longitud de la ventana del sumidero es más grande.
8. La EMABESA en su normativa da a conocer uno de los factores más
importantes y que influyen en la eficiencia de la capacidad hidráulica de
los sumideros, este es la pendiente longitudinal de la vía.
A. Capacidad hidráulica de sumideros horizontales y verticales. La
capacidad hidráulica de los sumideros depende de muchos factores de diseño,
pero un factor muy importante en el diseño de sumideros es la pendiente
longitudinal de vía; es por esto que EMABESA resume en una tabla ensayos
hechos sobre la variación en captación de caudal de un sumidero cuando se
aumenta la pendiente longitudinal de la vía. En la tabla 6 que se muestra a
continuación se pueden observar los resultados de los ensayos:
Tabla 6. Capacidad de sumideros horizontales y verticales en l/s.
En la anterior tabla se puede observar que el aumento de la pendiente
longitudinal de la vía para sumideros verticales y horizontales hace que la
capacidad hidráulica de estas estructuras disminuya. Adicionalmente se puede
observar que el sumidero horizontal presenta más captación de agua que el
sumidero vertical bajo las mismas condiciones de pendiente longitudinal.
9. La EAAB en la elaboración de sus normativas técnicas y con base a los
diferentes tipos de sumideros, muestra como los sumideros de ventana o
verticales con longitudes de 1.0 m, 1.5 m, 2.0 m y 2.5 m presentan una
capacidad hidráulica en función de la pendiente longitudinal de la vía. A
continuación se observa dicho análisis que es la base de los sumideros
utilizados en la mayor parte del casco urbano de la ciudad de Bogotá:
A. Capacidad hidráulica de sumideros laterales o longitudinales. Los
sumideros laterales SL – 100, SL – 150, SL – 200, SL – 250, los cuales se
pueden apreciar desde figuras 83 a 91, son sumideros en los cuales la empresa
de EAAB ha querido enfocar su capacidad hidráulica en función de un factor
muy importante como lo es la pendiente longitudinal de las vías que conforman
el casco urbano en la ciudad de Bogotá. Dicho análisis para pendientes que
varían entre 0.3% y 4% se muestra resumido en la tabla que se muestra a
continuación:
Tabla 7. Caudal máximo captado por los sumideros de la EAAB
En el recuadro se puede observar que el aumento de la capacidad hidráulica de
los sumideros laterales no solo depende de la pendiente longitudinal de la vía, si
no que también de pende de la longitud de la ventana del sumidero; a mayor
longitud del sumidero, mayor capacidad de captación. Nótese también que la
empresa de acueducto y alcantarillado de Bogotá afirma que para pendientes
longitudinales superiores al 4%, el flujo en la superficie debe ser captado por
sumideros transversales al eje de la vía.
10. CASTAÑEDA ha elaborado un texto que contiene la recopilación del
concepto y desarrollo de capacidad hidráulica de estructuras tipo
sumidero, la cual es realizada por diversos autores de diferentes países.
Los autores dentro de sus diferentes textos muestran los diferentes
procedimientos sobre el cálculo de la capacidad hidráulica para
sumideros como: Sumideros laterales con y sin depresión, sumideros
laterales ubicados en puntos bajos con y sin depresión, Sumideros de
rejilla, sumideros de rejilla en puntos bajos, sumideros combinados,
sumideros combinados en puntos bajos y finalmente sumideros
ranurados.
A. Sumideros laterales
B. Sumideros de rejilla
C. Sumideros Combinados
D. Sumideros ranurados
A. Sumideros laterales. La capacidad hidráulica de los sumideros laterales
depende de diversos factores los cuales se muestran a continuación:





Condiciones del flujo de aproximación al sumidero, como el caudal de
aproximación ( Q A ) y la altura de la lamina de agua en la cuneta antes de
llegar al sumidero ( Y A ).
La pendiente longitudinal ( S Y ) y la rugosidad del pavimento ( n ).
Longitud ( L ) de la ventana del sumidero.
La pendiente transversal de la vía. ( S X )
La ubicación de una depresión en el sector adyacente a la abertura
lateral del sumidero.
A.1 Capacidad hidráulica del sumidero lateral sin depresión adyacente,
metodología de MATERÓN. Según la metodología de MATERÓN21, se
considera que la capacidad de un sumidero lateral sin depresión debe
analizarse teniendo en cuenta un factor muy importante, el cual es la presencia
o no de barras verticales a lo largo del sumidero, las cuales impiden el fácil
ingreso de las basuras al sistema.
A.1.1 Capacidad hidráulica de sumidero lateral sin depresión adyacente y
sin barras verticales. MATERÓN expone que un sumidero lateral sin
depresión y sin barras, funciona como un vertedero, por lo tanto la ecuación
para determinar su capacidad es la siguiente:

Q  1.84  Le  H
3
2
Donde:
 m3 

Q  Caudal a captar por la captación lateral, 
 s 
Le  Longitud efectiva de la captación lateral, m 
H  Carga sobre la cresta de captación, m 
21
MATERÓN, Hernán. Obras Hidráulicas Rurales. Editorial Universidad del Valle. Cali.: 1997.
A.1.2 Capacidad hidráulica de sumidero lateral sin depresión adyacente y
con barras verticales. MATERÓN considera que hay que tener en cuenta las
pérdidas de energía debido a las barras ubicadas a lo largo del sumidero; para
ello se toma la ecuación de Kirshmmer mostrada en CHOW 22 y la cual se
expresa continuación:
4

W  3
H  B     hV  sen
b
Donde:
H  Pérdida de carga, m 
B  Factor de forma de la rejilla. El valor de B es igual a 1.79 para barras
circulares y 2.42 para barras rectangulares
W  Espesor de la barra en la rejilla, m 
b  Espacio entre barras, m 
  Angulo de la barra con la horizontal, (grados)
hV  Cabeza de velocidad del agua a la entrada de la rejilla, m 

hV 
V2
2 g
Donde:
m
V  Velocidad promedio del agua de la captación lateral,  
s
m
g  Valor de la gravedad, 9.81  2 
s 
El anterior sistema de ecuaciones se ha creado para determinar una nueva
altura H , que permite calcular la capacidad hidráulica del sumidero teniendo en
cuenta las perdidas de energía generadas por las barras que posee.
Finalmente se retoma la ecuación utilizada para determinar la capacidad del
sumidero lateral adyacente sin depresión y sin barras y así determinar la
capacidad del sumidero.
22
CHOW, V. T. Hidráulica De Canales Abiertos. Editorial MC GRAW Hill. 1994.
JOHNS HOPKINS UNIVERSITY. The Design of Stormwater inlets, Report of the Storm Drainage
Community. 1956.
35
TEXAS DEPARMENT OF TRANSPORTATION. Hydraulics and Design Manual. Texas.: 2002.
23

Q  1.84  Le  H
3
2
MATERÓN recomienda que debido a la obstrucción de la rejilla por arrastre y
acumulación de material flotante y en suspensión, se deben aumentar las
Pérdidas de 2 a 3 veces. Los diseñadores de sumideros generalmente
recomiendan una pérdida mínima de 6.0 cm.
A.2 Capacidad hidráulica del sumidero lateral sin depresión adyacente,
metodología de la FHWA. La FHWA expone que para realizar el cálculo de la
longitud del sumidero que debe captar el caudal que se encuentra en la
superficie del pavimento, se debe utilizar la siguiente formula:

LT  K C  Q
0.42
S
0.3
Y
 1 

 
n

S

X 
0.6
Donde:
K C  0.817 o (0.6 en unidades inglesas)
LT  Longitud requerida para captar el 100% del flujo en el canal. m 
S Y  Pendiente longitudinal.
n  Coeficiente de Manning
S X  Pendiente transversal
 m3 

Q  Caudal total en el canal o vía. 
 s 
Adicionalmente la FHWA expone que para determinar el cálculo de la eficiencia
de un sumidero lateral ya construido se debe utilizar la siguiente formula:


L 

E  1  1 
LT 

1.8
Donde:
L  Longitud real del sumidero construido
E  Eficiencia del sumidero
La FHWA sugiere que la altura de la ventana del sumidero lateral debe estar
entre los 100 y 150 mm.
A.3 Capacidad hidráulica de sumidero lateral con depresión adyacente
según la metodología de Johs Hopkins University. La metodología de la
Johns Hopkins University23, la cual permite determinar la capacidad hidráulica
de los sumideros de ventana con depresión, ha sido expuesta en el numeral 4
del presente cuadro 5 por DIGESBA.
A.4 Capacidad hidráulica de sumidero lateral con depresión adyacente
según la metodología de la FHWA. Para determinar la capacidad hidráulica de
un sumidero lateral sin depresión es necesario tener en cuenta la pendiente
transversal de la vía o de la cuneta; para el caso de un sumidero lateral con
depresión es necesario según la FWHA, encontrar una pendiente transversal
equivalente, ( S e ) en lugar de ( S X ); dicho procedimiento se debe realizar como
se expresa a continuación:

S e  S X  S `'W  E 0
Donde:
S´W  Pendiente Transversal de la depresión, medida desde la pendiente
a
 100%
Transversal del pavimento, ( S X ), (m/m). S´W 
W 
E 0  Relación del caudal determinado en la zona deprimida, con relación al
caudal hallado en un punto aguas arriba del sumidero.
S X  Pendiente transversal.
W  Ancho de la depresión.
a  Altura de la depresión.
Figura 163. Sumidero lateral con depresión
Determinando la pendiente equivalente, se procede a determinar la longitud del
sumidero que captara el 100% del caudal que se encuentra en la cuneta, para
ellos se utiliza la siguiente ecuación:

LT  K C  Q
0.42
S
0.3
Y
 1 

 
 Se  n 
0.6
Donde:
K C  0.817 o (0.6 en unidades inglesas).
n  Rugosidad del pavimento.
S Y  Pendiente longitudinal de la vía.
Q  Caudal en la cuneta. Caudal a captar.
A.5 Capacidad hidráulica de sumidero lateral en puntos bajos.
Metodología de la FHWA. Según la FHWA Los sumideros laterales en puntos
bajos pueden funcionar como vertederos o como orificios; funcionará como
vertedero cuando la altura del flujo es igual a la altura de la ventana del
sumidero y funcionará como orificio cuando la altura del flujo en la ventana del
sumidero es 1.4 veces la altura de la abertura del sumidero. Cuando la
profundidad del flujo se encuentre entre 1.0 y 1.4, se considerara en periodo de
transición y la capacidad hidráulica se define como el menor cálculo de
capacidad obtenido cuando funciona como orificio y cuando funciona como
vertedero.
A continuación se muestra el procedimiento de cálculo de la capacidad
hidráulica de un sumidero lateral en puntos bajos cuando funciona como
vertedero o como orificio, ya sea que presente o no un sistema de depresión.
A.5.1 Sumidero lateral en puntos bajos sin depresión cuando funciona
como un vertedero. La capacidad de un sumidero lateral sin depresión,
cuando funciona como un vertedero, se puede estimar de la siguiente manera:

Q  CW  L  d 1.5
La anterior ecuación es útil cuando disponemos de una longitud de sumidero ya
establecida, de esta manera se evalúa el caudal captado por el sumidero lateral
bajo una longitud de sumidero conocida.
Si se conoce el caudal a evacuar de las calles, se procede a determinar la
longitud del sumidero que permite evacuar dicho gasto; tal procedimiento se
lleva acabo despejando de la ecuación anteriormente mostrada.

L
Q
CW  d 1.5
Donde:
 m3 

Q  Caudal total a captar. 
 s 
 m 0.5 
 Valor para sumideros sin depresión.
CW  Coeficiente del vertedero 1.6 
 s 
d  Profundidad del agua, sobre la abertura en el sardinel (m).
L  Longitud de la abertura del sumidero en el anden o sardinel.
La profundidad del agua, sobre la abertura en el sardinel d  , se puede calcular
mediante una ecuación siempre y cuando cumpla una limitante donde d  h :

d  T  SX
Donde:
T  Ancho de inundación
S X  Pendiente transversal.
h  Altura del sumidero lateral.
A.5.2 Sumidero lateral en puntos bajos sin depresión cuando funciona
como un orificio. La capacidad de un sumidero lateral sin depresión, cuando
funciona como un orificio, según la FWHA se puede estimar mediante la
siguiente ecuación:
1

h 2

Q  C 0  Ag   2  g  di  
2

Donde:
Ag  Área libre de la abertura m 2  .
C 0  Coeficiente del orificio, valor recomendado 0.67
m
g  Aceleración de la gravedad, 9.8 2
s
d i  Profundidad en el borde de la abertura, m 
h  Altura de la abertura en el sardinel, m 
d i se puede determinar mediante la siguiente ecuación: di  S X  T  a
El procedimiento anterior se puede llevar acabo siempre y cuando la
profundidad del agua sea 1.4 veces más alta que la abertura del sumidero.
La figura 164 relaciona las variables mencionadas anteriormente.
Figura 164. Sumidero lateral operando como orificio
Si se determina la capacidad del sumidero lateral sin depresión cuando funciona
como orificio y vertedero, (es decir, h < d ≤ 1.4h), elija la mayor de las dos
longitudes computarizadas como la longitud requerida para captar todo el
caudal.
Finalmente seleccione una longitud de sumidero estándar que sea mayor a la
longitud requerida.
A.5.3 Sumidero lateral en puntos bajos con depresión cuando funciona
como un vertedero. Según la FHWA la capacidad de un sumidero lateral con
depresión, cuando funciona como un vertedero, se puede estimar de la
siguiente manera:

Q  CW  L  1.8  W   d
Donde:
 m3 

Q  Caudal total que alcanza la abertura o capacidad máxima. 
s


 m 0.5 
 Valor para sumideros con depresión.
CW  Coeficiente del vertedero 1.25 
s


W  Ancho de la depresión.
L  Longitud de la abertura del sumidero en el anden o sardinel.

 a 
d h
1000 
Donde:
d  Profundidad del agua, sobre la abertura en el sardinel (m).
h  Altura de la abertura del sumidero en el andén o sardinel (m).
a  Profundidad de la depresión (mm).
A.5.4 Sumidero lateral en puntos bajos con depresión cuando funciona
como un orificio. Según la FHWA la capacidad de un sumidero lateral con
depresión, cuando funciona como un orificio, se puede estimar de la siguiente
manera:
1

Q  C 0  h  L  2  g  d 0  2
Donde:
C 0  Coeficiente de orificio, valor recomendado 0.67
d 0  Cabeza efectiva en el centro de la boca del orificio, obsérvese figura 164
L  Longitud de la abertura del sumidero en el anden o sardinel
h  Altura de la abertura en el andén o sardinel m 
m
g  Valor de la gravedad, 9.81 2
s
h
d 0 se puede determinar mediante la siguiente ecuación:
d 0  di 
2
Para entender las variables expuestas anteriormente se puede observar la
figura 164.
B. Sumidero de rejilla. El caudal captado por este tipo de sumideros puede
considerarse como un flujo espacialmente variado con descarga en el fondo. A
continuación se podrá observar las diferentes metodologías en el cálculo de la
capacidad hidráulica de estas estructuras.
B.1 Capacidad hidráulica de sumidero de rejilla según la metodología de
Johns Hopkins University. Para conocer diseño de sumideros de reja según la
metodología de la Johns Hopkins University, obsérvese el numeral 4 del cuadro
5 expuesto por DIGESBA.
B.2 Capacidad hidráulica de sumidero de rejilla según la metodología
Americana. Según la Texas Deparment of Transportation35 La eficiencia de
captación de los sumideros de rejilla depende de diversos factores:





Pendiente longitudinal y transversal de la vía.
Geometría de las rejillas.
Caudal total en la Vía.
Profundidad del flujo.
Rugosidad del pavimento.
La FHWA ha llevado acabo una serie de experimentos los cuales permiten
determinar la eficiencia de un grupo de rejillas mediante un sistema de
ecuaciones. La eficiencia finalmente permite determinar la capacidad hidráulica
de un sumidero de rejilla.
A continuación se muestran las ecuaciones experimentales desarrolladas por la
FHWA y al final se muestran las rejillas que hacen parte del experimento.
1. Relación E 0 , entre el caudal frontal
sección de la vía.

Q
 W
E 0  W  1  1  
Q
T 

y el caudal total circundante en la
2.67
Donde:
m
Q  Caudal total que circula en la sección de la vía  
s
 m3 

QW  Caudal en el ancho W o caudal que se encuentra frente a la rejilla. 
 s 
W  Ancho de la depresión de la sección o de la rejilla m 
T  Ancho total de inundación en la sección de la vía m 
2. Relación R f . Caudal frontal interceptado por la rejilla y el caudal total en la
vía.

R f  1  K c  V  V0  ,
R f  1.0
Donde:
K c = 0.295 para unidades métricas
m
V = Velocidad del flujo en la sección de la vía  
s
m
V0  Velocidad del flujo cuando el agua sobrepasa la rejilla sin ser captada  
s
V0  , se definió mediante un sistema de ecuaciones que depende del tipo de
rejilla que hizo parte de la investigación, rejillas que se muestran en las figuras
165 a 170. Las dos tablas 8 y 9 que se muestran a continuación expresan la
ecuación de V0  en función del tipo de rejilla.
Tabla 8. Ecuaciones para la velocidad del flujo que sobre pasa las rejillas (S. Ingles)
Tabla 9. Ecuaciones para la velocidad del flujo que sobre pasa las rejillas (S. Métrico)
3. Relación R S . Flujo interceptado cercano a la rejilla y el flujo total cercano a la
rejilla.





1


RS  
1.8 
K V
1 C


S X  L2.3 

Donde:
K C  0.0828 para unidades métricas.
S X  Pendiente Transversal de la vía.
L  Longitud de la rejilla o sumidero.
m
V = Velocidad del flujo en la sección de la vía  
s
4. Eficiencia de la rejilla E

E  R f  E 0  R S  1  E 0 
Donde:
E 0  Es la relación entre el caudal frontal interceptado y el caudal total en la
Sección de la vía.
R S  1  E 0   Es la relación del caudal interceptado cercano a la rejilla con el
caudal total interceptado al lado de la rejilla, este término es insignificante
cuando las velocidades son altas.
5. Eficiencia de captación de un sumidero de rejilla.
La eficiencia de captación de un sumidero de rejillas es igual a la eficiencia de la
rejilla multiplicada por el caudal total en la sección de la vía.

QI  E  Q
A continuación se muestra el grupo de rejillas que permitieron llevar acabo el
sistema de ecuaciones anteriormente mostrado para determinar la eficiencia de
captación de un sumidero de rejilla.
Figura 165. Rejilla tipo P-50 y P-50x100. (Vista planta y corte A – A)
Figura 166. Rejilla tipo P-30. (Vista planta y corte A – A)
Figura 167. Rejilla tipo curvada en forma de veleta. (Vista planta y corte A – A, B – B)
Figura 168. Rejilla tipo de barras inclinadas 45º - 60 y 45º - 85. (Vista planta y corte A – A, B – B)
Figura 169. Rejilla tipo de barras inclinadas 30º - 85. (Vista planta y corte A – A, B – B)
Figura 170. Rejilla reticulada “HONEYCOMB”. (Vista planta)
Nota: Para la selección del tipo de rejilla se deben considerar factores tales como la eficiencia
hidráulica, la capacidad de retener desechos, la seguridad para el peatón, para las bicicletas y
cierta capacidad de carga.
La FHWA ha estudiado la eficiencia de las rejillas mostradas en las figuras 165
a 170. Estudios realizados por la FHWA enuncian que la rejilla P-50 (Figura
165) es hidráulicamente superior a las otras, pero no se considera segura para
las bicicletas, las rejillas curvadas en forma de veleta (Figura 167) y las rejillas
P-30 (Figura 166) tienen buenas características hidráulicas con flujos a alta
velocidad, las otras rejillas como honeycomb (Figura 170) y barras inclinadas
45º-60 (Figura 168) son hidráulicamente eficaces a velocidades más bajas.
B.3 Capacidad hidráulica de sumideros de rejillas en puntos bajos.
Metodología según la Texas Deparment of Transportation. Para la Texas
Deparment of Transportation un sumidero de rejilla en punto bajo funciona como
vertedero o como orificio.
B.3.1 La capacidad de un sumidero de rejilla cuando opera como vertedero
3

QW  CW  P  h 2
Donde:
 m3 

QW  Capacidad del sumidero funcionando como vertedero 
s


CW  Coeficiente del vertedero = 1.66 en unidades métricas
P  Perímetro de la rejilla. Un factor multiplicador cercano a 0.5 se recomienda
ser aplicado al perímetro medido, como factor de seguridad.
h  Cabeza de altura permisible sobre la rejilla m 
Cuando la rejilla se encuentra adyacente al anden, el perímetro de la rejilla se
determina mediante la siguiente formula:

P  2  W  ancho de las barras   L
Donde:
W  Ancho de la rejilla
L  Longitud del sumidero.
Cuando la rejilla no se encuentra ubicada a un andén adyacente, el perímetro
de la rejilla se determina mediante la siguiente formula.

P  2  W  L  barras 
El Área de las rejillas se calcula mediante la siguiente formula:

A  W  L  Área de las barras
B.3.2 La capacidad de un sumidero de rejilla cuando opera como orificio

Q0  C 0  A  2  g  h
Donde:
m
Q0  Capacidad de la rejilla  
s
C 0  Coeficiente del orificio, valor recomendado 0.67
 
A  Área de las aberturas de la rejilla m 2 , es decir el área total de la rejilla
menos el área de las barras. “Área total disponible para en flujo”. Se
recomienda aplicar un factor multiplicador de 0.5 aplicada al área modificada
como factor de seguridad.
m
g  Aceleración de la gravedad 9.81  
s
h  Cabeza de altura permisible del flujo sobre la rejilla m 
Finalmente para determinar la capacidad hidráulica de un sumidero de rejilla en
puntos bajos, se comparan los valores de capacidad obtenidos para una rejilla
cuando trabaja como vertedero y como orificio y se toma el menor valor como
capacidad.
B.4 Sumideros ranurados. A un que el mayor problema de este tipo de
sumideros sea las basuras, estos sumideros pueden ser limpiados con agua a
alta presión.
Su principal característica es que son sumideros que no afectan el tráfico.
B.4.1 Capacidad hidráulica de sumideros ranurados según la metodología
de la FHWA. La FHWA ha hecho pruebas con sumideros ranurados, con ancho
de ranuras ≥ a 45 mm. Estos estudios indican que la longitud requerida para
captar todo el flujo, se puede determinar de la siguiente manera:

LT  K C  Q
0.42
S
0.3
Y
 1 

 
 n SX 
0.6
Donde:
K C  0.817para unidades métricas o (0.6 en unidades inglesas)
LT  Longitud requerida para captar el 100% del flujo en el canal m 
S Y  Pendiente longitudinal
 m3 

Q  Caudal Total en el canal o vía 
s


S X  Pendiente transversal.
La eficiencia de sumideros ranurados puede determinarse mediante la siguiente
formula:
1.8


L 

E  1  1 
L

T 
Donde:
L  Longitud real del sumidero m 
B.5 Sumideros combinados. La unión de un sumidero lateral y un sumidero de
reja en su formación como sumideros combinados hace este tipo de estructura
más eficiente que si cada sumidero trabajara por separado.
B.5.1 Capacidad hidráulica de sumideros combinados según la
metodología de BOLINAGA (INOS Venezuela). Según BOLINAGA, para
determinar la capacidad de captación de estos sumideros, se debe llevar acabo
la metodología expuesta en el Numeral 13 del cuadro 5 – Capacidad hidráulica
de sumideros.
B.5.2 Capacidad hidráulica de sumideros combinados según la
metodología FHWA. Dentro del diseño de los sumideros combinados, la FHWA
establece una metodología para determinar la capacidad captación de estas
estructuras; la metodología se basa en un supuesto de que en un sumidero
combinado, tiene dos puntos de predominio, la primera es la ubicación de la
abertura lateral en la parte aguas arriba de de la rejilla, permitiendo la llegada
del flujo en primera instancia al sumidero lateral y la segunda es cuando el flujo
de aproximación llega en primera instancia a la rejilla.
A continuación se presentan las variables de diseño más importantes:
W  Ancho de la rejilla m 
Q  Caudal circulante m 
m
S Y  Pendiente longitudinal  
m
m
S X  Pendiente transversal  
m
n  Coeficiente de rugosidad de Manning
LC  Longitud útil del sumidero lateral
A continuación se establece la longitud útil del sumidero lateral, como la
diferencia entre la longitud del sumidero lateral y la longitud de la rejilla.

LC  LL  LR
Donde:
LL  longitud del sumidero lateral, m 
LR  Longitud de la rejilla, m 
Seguidamente se realiza el cálculo de la capacidad hidráulica del sumidero
lateral con depresión adyacente expuesto anteriormente en la metodología por
la FHWA y el caudal que sobre pase el sumidero lateral se determina mediante
la metodología americana en donde la FHWA expone una serie de ecuaciones
para determinar la eficiencia de captación de los sumideros de rejilla y para la
cual se ensayaron diferentes tipos de rejillas.
B.5.3 Capacidad hidráulica de sumideros combinados en puntos bajos.
Según la FHWA, los sumideros combinados son recomendables en puntos
bajos donde se acumula el agua. El sumidero lateral en este caso es de igual
longitud que el ancho de la rejilla, o la longitud es igual al ancho de varias
rejillas. Usualmente se suele colocar un sumidero lateral más largo que la rejilla,
esto con el fin de que el sumidero lateral pueda interceptar cualquier tipo de de
desecho que puedan estorbar la eficiencia de captación de la rejilla. Dicha
disposición de los sumideros suelen denominarse “sweeper inlets” o sumideros
limpiadores. Los sumideros limpiadores o “sweeper inlets” suelen ser más
eficientes que los sumideros combinados de igual longitud de rejilla y de
sumidero lateral. La capacidad de captación de un sumidero combinado de igual
longitud es igual a la capacidad de captación de la rejilla cuando esta
funcionando como vertedero.
Cuando el sumidero ésta trabajando como un orificio, es decir, cuando ésta
sumergido, la capacidad de captación es la suma de la capacidad de captación
de la rejilla con la capacidad de captación de el sumidero lateral.
Su capacidad se puede determinar como se muestra a continuación:

Q  0.67  Ag  2  g  d 
0.5
 0.67  h  L  2  g  d o 
0.5
Donde:
 
Ag  Área de las aberturas de la rejilla m 2 de la rejilla, área total disponible
 
2
para el flujo m
m
g  9,81  2 
s 
d  Profundidad del agua en la acera o anden, m 
h  Altura de a abertura del sumidero lateral, m 
L  Longitud del sumidero lateral, m 
d 0  La profundidad efectiva en el centro del orificio de la abertura del sumidero
lateral, m 
11. LARA, CALDERÓN y NAPOLEÓN, han determinado que tanto la
capacidad hidráulica de los sumideros de ventana como los sumideros
de reja horizontal, se puede realizar de manera aproximada asumiendo el
funcionamiento de estas estructuras como vertederos laterales con caída
libre y orificios con caída libre. A continuación se muestra el
procedimiento de cálculo para cada tipo de sumidero:
A. Capacidad hidráulica de Sumidero de ventana. El cálculo hidráulico de un
sumidero de reja vertical puede hacerse de manera aproximada, considerándolo
como un vertedero lateral funcionando con caída libre, de acuerdo con la
siguiente expresión:
3

Q  1.84  L  H 2
Donde:
 m3 

Q  Caudal de diseño, en 
s


L  Longitud del sumidero en m 
H  Altura de la lamina de agua, en m 
B. Capacidad hidráulica de Sumidero de reja horizontal. La determinación
de las dimensiones adecuadas para este tipo de sumidero, puede hacerse
utilizando la formula empleada para orificios con descarga libre.

Q  K  AN  2  g  h
Donde:
 m3 

Q  Caudal de captación, en 
 s 
K  Coeficiente que depende de la forma de las aristas de entrada a la rejilla;
para casos prácticos puede tomarse K  0.6
AN  Área neta de la rejilla en m 2 
m

g  Valor de la aceleración de la gravedad igual a  9.8 2 
s 

h  Altura de la lamina de agua, en m 
Algunos autores recomiendan, para el cálculo del caudal que penetra en una
rejilla, la siguiente formula:

Q  K  AN  V
Donde:
 m3 

Q  Caudal que debe captar la rejilla, en 
 s 
m
, para evitar que
s
salte la rejilla y se disminuya la capacidad de captación del sumidero.
K  0.90; Valor determinado considerando la condición para la velocidad.
V  Velocidad de flujo en la rejilla; debe ser menor que 0.20
12. RIVAS27 muestra en su texto sobre abastecimientos de aguas y
alcantarillados, algunos experimentos hechos por W. W. Horner en San
Luis, Missouri, los cuales dan a conocer los valores obtenidos sobre
capacidad hidráulica para sumideros laterales y de rejillas. A continuación
se muestran los cuadros que resumen los resultados de capacidad
arrojados en el experimento para diferentes características de sumideros
de ventana y de rejilla.
A. Capacidad hidráulica de sumideros laterales. Los valores obtenidos por
RIVAS en sus experimentos y que se muestran en la tabla 6, fueron logrados
para un sumidero lateral, con una longitud de 1.37 m de largo y 15 cm de alto.
En la tabla 10 se puede observar el aumento en la capacidad de captación del
sumidero, cuando aumenta la depresión, y también se puede observar la
disminución en la capacidad de captación del sumidero cuando aumenta la
pendiente longitudinal de la vía.
Tabla 10. Capacidad hidráulica sumideros laterales de 1.37 m de largo y 15 cm abertura de la ventana
La tabla 11 que se muestra mas adelante, refleja los resultados obtenidos
mediante una serie de ensayos sobre la capacidad hidráulica de los sumideros
de ventana con depresión; los resultados se obtuvieron para pendientes
longitudinales que varían entre 0.5 % y 6,0 %, para depresiones de 0 , 9.0 cm,
15 cm y 20cm y para diferentes longitudes de sumidero.
27
RIVAS MIJARES, Gustavo. Abastecimientos de aguas y alcantarillados. 3 ed. Caracas: Venezuela.
Ediciones Vega, s.r.l. 1983. ISBN 84 – 499 – 6534 – 9. Todas las tablas fueron tomadas de texto y adaptadas
en cuanto a número y titulo.
Tabla 11. Capacidad hidráulica sumideros laterales
B. Capacidad hidráulica de sumideros de rejillas
A continuación en la tabla 15 se muestra los valores de capacidad hidráulica
obtenidos en sumideros con rejillas 0.65 m por 0.915 m, con platinas de (1/2 in),
y espacio libre entre barras de 1 pulg.
Las platinas fueron colocadas paralelas a la dirección del flujo y se le dio 5cm de
depresión a la calzada.
Tabla 12. Capacidad hidráulica sumideros de rejillas
13. BOLINAGA contempla en su texto sobre drenaje superficial, el cálculo de
la capacidad hidráulica de los diferentes tipos de sumideros, que según a
su criterio son los más usados en los sistema de drenaje de aguas
lluvias; los cálculos expuestos hacen referencia a los estudios elaborados
por diferentes autores. A continuación se exponen los procedimientos de
cálculo sobre capacidad hidráulica:
A. Capacidad hidráulica para sumideros de ventana con o sin depresión a
adyacente. La capacidad hidráulica de los sumideros de ventana dependerá
principalmente de los siguientes factores:




Condiciones del flujo de aproximación, expresadas por el gasto Q A y la
profundidad en el sardinel Y A , a su vez interrelacionados por la geometría
de la vía, su pendiente longitudinal S 0 y rugosidad K .
Longitud de la ventana L .
Para un mismo gasto Q A y haciendo referencia a un sumidero de
longitud L , su capacidad de captación Qi disminuye con la pendiente
longitudinal de la vía, puesto que Y A se hace menor y, por lo tanto se
reducen las cargas hidráulicas que inducen al alivio lateral.
Especificando Q A , L , S 0 , la capacidad de los sumideros de ventana
aumenta con incrementos de la pendiente transversal de la vía.
A continuación se expone el método de cálculo de sumideros de ventana, sin
depresión o con ella, que Johns Hopkins University29 plantea entre los diversos
trabajos existentes sobre hidráulica de sumideros.
A.1 Capacidad hidráulica de sumidero de ventana sin depresión. El
procedimiento que muestra el cálculo y definición de las variables sobre la
capacidad hidráulica de sumideros de ventana sin depresión elaborado por
Johns Hopkins University29, se muestra en el numeral 4 del cuadro 5 –
Capacidad hidráulica de sumideros expuesto por DIGESBA.
A.2 Capacidad hidráulica de sumidero de ventana con depresión. El
procedimiento que describe el cálculo y definición de las variables sobre la
capacidad hidráulica de sumideros de ventana con depresión elaborado por
Johns Hopkins University29, se muestra en el numeral 4 del cuadro 5 –
Capacidad hidráulica de sumideros expuesto por DIGESBA.
A.3 Capacidad hidráulica del sumidero de ventana con depresión tipo
INOS. BOLINAGA define la capacidad de los sumideros de ventana con
depresión, haciendo referencia al trabajo elaborado por el INOS; este
procedimiento se expone a continuación:
Para el cálculo de la capacidad de los sumideros que aparecen en las normas
de INOS, tipificados en las figuras 171, 172 y 173, se requiere usualmente la
magnitud del gasto que sobrepasa el sumidero, correspondiente a un gasto de
aproximación establecido. La relación entre las variables, que mejor se ajusta a
las condiciones reales, corresponde a la de la investigación realizada sobre
modelos30 de la cual se han obtenido los gráficos de las figuras Nº 8.3, 8.4 y
8.531 del anexo D. La ultima corresponde a un sumidero que se usa en
situaciones muy excepcionales, por tener una zona deprimida tan ancha, que
resulta peligrosa para vehículos y peatones.
A continuación se muestra un ejemplo expuestos en el texto de BOLINAGA el
cual da a conocer el procedimiento de cálculo para la capacidad hidráulica de
sumideros de ventana del INOS, mediante el sistema de gráficos mencionados
anteriormente:
Ejemplo:
Se requiere determinar la magnitud del gasto interceptado por un sumidero de
ventana colocado a un lado de una calle con pendiente longitudinal de 0.03 y
pendiente transversal de 0.02, donde el ancho de inundación alcanza 2.5 m. el
sumidero es tipo INOS, con 3.0 m de longitud de ventana y 5.0 cm de depresión
de 60 cm de ancho.
Solución:
Para determinar la capacidad del sumidero, hay que hacer uso del gráfico 8.3
mostrado en el anexo D para L  3.0 m, con T  2.5 m y S 0  0.03, y se
QI
 0.5 interpolando para S X  0.02. Teniendo T  2.5 m y
QA
S X  0.02, se determino la profundidad del flujo de aproximación Y A  0.05 m,
Y Y
mediante la formula de pendiente la cual dice que m  2 1 . Como el gasto
X 2  X1
total Q A , determinado mediante MONOGRAMA DE IZZARD es igual a 90 lps ,
resulta entonces Q I  45 lps .
determina
30
BAUER, W. J. Hydraulic design of depressed curb-opening inlets. Highway research record Nº 58. Highway
Research Board of National Academy of Sciences. Washington.: 1964.
31
VENEZUELA MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS. DIRECCION DE VIALIDAD. Manual de drenajes.
Caracas.: 1967.
Figura 171. Esquema sumidero de ventana tipo INOS (Vista planta)
Figura 172. Esquema sumidero de ventana tipo INOS (Corte A - A)
Figura 173. Esquema sumidero de ventana tipo INOS (Corte B - B)
A.4 Capacidad hidráulica del sumidero de ventana en puntos bajos. Según
menciona BOLINAGA en su texto, se debe tener en cuanta unos factores muy
importantes en el momento de definir la capacidad de estas estructuras; estos
factores se exponen a continuación:


Si para el gasto del proyecto y las dimensiones de la abertura prevalece
un régimen con superficie libre, la estructura opera como un vertedero de
cresta ancha.
Cuando la carga de agua llega a ser mayor que la altura de la ventana, el
sumidero se comportará como un orificio.
A.4.1 Capacidad hidráulica del sumidero de ventana en puntos bajos
cuando opera como vertedero. Tipo INOS. El gráfico de la figura 8.6 del
anexo D, permite determinar la capacidad de sumideros de ventana en puntos
bajos, con una depresión de 5 cm. Los gráficos de la figura 8.7 del anexo D,
proporcionan la misma información para depresiones de 2.5 cm y 7.5 cm,
aplicable solo a la condición de flujo con superficie libre. Cuando se presente un
caso en cual el sumidero trabaje como orificio, lo que quiere decir que y  h (la
profundidad del flujo es mayor que la altura de la ventana del sumidero), se
procederá a solucionar el problema instalando un sumidero en un punto aguas
arriba del punto bajo, este sumidero permitirá disminuir el caudal y por
consiguiente la profundidad del flujo en el punto bajo; obteniendo una
disminución de la profundidad del flujo inferior a la altura de la ventana, se
procederá a utilizar los gráficos anteriormente mencionados para determinar la
capacidad de un sumidero de ventana tipo INOS.
El procedimiento que se debe seguir para ingresar a los gráficos 8.7 del anexo
D, es el siguiente:


Se debe saber las características del sumidero de ventana del INOS a
utilizar y las características del entorno. Características como: Depresión
del sumidero, ancho de depresión, pendiente transversal de las calzadas
de confluyen en el punto bajo, pendiente longitudinal, caudal de
aproximación y longitud del sumidero.
Seguidamente al reconocimiento de las variables, se debe ingresar a los
gráficos ya mencionados y determinar el caudal que interceptaría dicho
sumidero.
El procedimiento anterior se puede analizar en el ejemplo 8.4 del anexo D.
B. Capacidad hidráulica de sumideros de reja. BOLINAGA expresa que el
flujo que se aproxima al sumidero puede asimilarse a un flujo espacialmente
variado con descarga de fondo. Sin embargo, la compleja configuración del
movimiento, la dificultad de una cuantificación precisa del coeficiente de
descarga de fondo, y la gran variedad de dimensiones y formas de la platinas
que se utilizan, desalientan cual intento de desarrollar un procedimiento general
para el proyecto hidráulico de este tipo de sumideros.
B.1 Capacidad hidráulica de sumideros de reja según la metodología de
Johns Hopkins University. BOLINAGA expone el método de cálculo para
sumideros de reja conocido como el método de Johns Hopkins University32, el
cual se muestra en el numeral 4 del cuadro 5 expuesto por DIGESBA.
B.2 Capacidad hidráulica de sumideros de reja tipo INOS. Para determinar
la capacidad de las rejas del INOS, se requiere conocer tanto la pendiente
transversal, como la pendiente longitudinal de las calles, además de las
características de las rejas.
El INOS ha creado una serie de gráficos mostrados en las figuras Nº 8.12, 8.13
y 8.14 del anexo D que permiten determinar la capacidad de los sumideros de
reja; la línea que limita en los gráficos, se refiere al máximo gasto que puede ser
interceptado por una reja de cierta longitud, en una calle de pendiente conocida.
Tal como se puede observar en los gráficos citados, el gasto máximo
interceptado disminuye al aumentar la pendiente longitudinal de la calle.
Las rejas que utiliza el INOS, son las siguientes: La reja tipo calzada tiene 1.50
m x 0.72 m; el área neta de ranuras es de 0.68 m2, que representa un 72% de la
superficie de la tanquilla. La reja tipo cuneta es más pequeña; tiene 66 cm de
ancho por 96 cm de largo y 10 ranuras, con un área neta 0.27 m2, que
representa casi el 50% del área de la tanquilla.
Cuando en el sentido del flujo se tenga más de una reja en sucesión, se podrá
calcular aproximadamente el gasto interceptado mediante la siguiente formula:

1
2
0
3
S
S  B2

Q I  400  B 
 Y A  X
n 
2 
Donde:
Q I , viene expresado en lps cuando las demás variables están en unidades
métricas, siempre y cuando:

1
2
0
7
S
L  0.8 
 YA6
n
Para conocer más acerca de las variables que interfieren en el proceso de
cálculo, obsérvese figura 143; el ejemplo 8.6 del anexo D, define la capacidad
de interceptación de los sumideros del INOS.
B.3 Capacidad hidráulica de sumideros de reja en puntos bajos. Para
estimar la capacidad de sumideros de rejas en puntos bajos, se puede utilizar
una formula obtenida del trabajo de la Johns Hopkins University33, la cual se
muestra a continuación:

QI  0,6  A  2  g  YP
Figura 174
Donde:
Q I  Caudal interceptado.
YP  Profundidad promedio del agua sobre la reja. se determina mediante los
gráficos 8.12, 8.13 y 8.14 del anexo D; este valor depende del tipo de rejilla
usado por el INOS
A  Área neta útil de la reja.
Figura 174. Capacidad de sumidero de reja en puntos bajos
C. Capacidad hidráulica de sumideros mixtos. Para calcular la capacidad
combinada de este tipo de sumideros, BOLINAGA recomienda llevar acabo una
metodología que consiste en sumar juiciosamente los gastos de entrada. Es
decir determinar por separado y sumar los caudales interceptados. El cálculo
debe hacerse con condiciones del flujo de aproximación diferentes y se
recomienda recurrir a factores de seguridad.
El ejemplo 8.7 del anexo D, define la capacidad de interceptación de los
sumideros mixtos.
14. La TxDOT en su manual sobre diseño hidráulico, describe el
procedimiento a llevar acabo en el diseño los sumideros de ventana,
ranurados y los sumideros de reja. A continuación se describe los
procedimientos de diseño para cada tipo de sumidero:
A. Capacidad hidráulica de sumideros de ventana
B. Capacidad hidráulica de sumideros ranurados
C. Capacidad hidráulica de sumideros de reja
A. Capacidad hidráulica de sumideros de ventana. El diseño de los
sumideros de ventana implica determinar la longitud de sumidero que captaría
la totalidad del flujo.
La TxDOT propone usar el siguiente procedimiento para diseñar los sumideros
de ventana:
- Calcular la profundidad de flujo y la anchura (T) en la sección de la cuneta
antes del sumidero.
- Determinar la relación del ancho del flujo en la sección deprimida (W) y el
ancho total antes del sumidero (T) mediante la siguiente ecuación:

E0 
KW
KW  K 0
Donde:
E 0  Porcentaje de flujo en la depresión, con respecto al flujo total a captar
 m3 

K W  Caudal en la sección deprimida 
s


K 0  Caudal que sobrepasa el sumidero (caudal que se encuentra en la
 m3 

sección de la cuneta, después del sumidero) 
s


La depresión a  , el ancho de flujo antes del sumidero T  y el ancho de
depresión W  se pueden observar en la siguiente imagen:
Figura 175. Sumidero de ventana ( Sección)
Para determinar el caudal en la sección deprimida K W  y el caudal que
sobrepasa el sumidero K 0  , use la siguiente ecuación:
5

K
z  A3
n P
2
3
Donde:
 m3 

K  Caudal en la sección transversal. 
s


z  1.486 para sistema ingles y 1.0 para sistema métrico.
A  Área en la sección transversal m 2
n  Coeficiente de Manning
P  Perímetro mojado m 
 
Para determinar el área en la sección deprimida
ecuación:

W 1

Aw  W  Sx   T     a  W
2 2

 Aw , use la siguiente
Donde:
AW  Área en la sección deprimida de la cuneta
W  Ancho de la depresión del sumidero de ventana
Sx  Pendiente transversal en la sección deprimida.
T  Ancho de inundación
a  Depresión
Para determinar el perímetro mojado en la sección deprimida de la cuneta PW  ,
use la siguiente ecuación:

PW 
W  Sx  a 2  W 2
Donde:
 
PW  Perímetro mojado en la sección deprimida de la cuneta m 2
W  Ancho de la depresión del sumidero de ventana m 
m
Sx  Pendiente transversal en la depresión  
m
a  Depresión m 
Para determinar el área de la sección de la calle aguas debajo de la depresión
del sumidero  A0  , use la siguiente ecuación:
Sx
2

A0  T  W 
2
Donde:
 
A0  Área en la sección de la cuneta más allá de la depresión m 2
m
Sx  Pendiente transversal en la sección deprimida  
m
W  Ancho de la depresión m 
T  Ancho de inundación m 
Para determinar el perímetro mojado de la sección de la cuneta aguas debajo
de la depresión P0  , use la siguiente ecuación:

P0  T  W
Donde:
P0  Perímetro mojado de la sección de la cuneta, aguas debajo de la
 
depresión. m 2
T  Ancho de inundación m 
W  Ancho de la depresión m 
- Para determinar una pendiente transversal equivalente S e  para el sumidero
de ventana con depresión, use la siguiente ecuación:

Se  S X 
a
 E0
W
Donde:
m
S e  Pendiente transversal equivalente  
m
m
S X  Pendiente transversal en la calle  
m
a  Depresión m 
W  Ancho de depresión en la cuneta m 
E 0  Porcentaje de flujo en la depresión, con respecto al flujo total a captar
- Para determinar la longitud total de interceptación
ecuación:

Lr  z  Q
0.42
S
0.3
 1 

 
 n  Se 
0.6
Donde:
Lr  Longitud requerida para el sumidero de ventana m 
z  0.6 para sistema ingles o 0.82 sistema métrico
 m3 

Q  Caudal de aproximación en la cuneta 
s


m
S  Pendiente longitudinal de la vía  
m
n  Coeficiente de Manning
Lr  , use la siguiente
m
S e  Pendiente transversal equivalente  
m
- Para determinar el caudal que sobrepasa el sumidero QCO  , utilice la siguiente
ecuación:
1.8

 L 
QCO  Q  1  a 
 Lr 
Donde:
 m3 

QCO  Descarga o caudal que sobrepasa 
 s 
 m3 

Q  Caudal total 
 s 
La  Longitud de diseño del sumidero de ventana m 
Lr  Longitud requerida para captar todo el flujo m 
 m3 
 .
El caudal que sobrepase el sumidero no debe sobrepasar los 0.03 
 s 
- Finalmente para determinar el caudal interceptado, reste al caudal de
aproximación al sumidero de ventana, el caudal que sobrepasa el sumidero.
A.1 Capacidad hidráulica de sumideros de ventana en puntos bajos. La
TxDOT en su manual de diseño hidráulico presenta un procedimiento de diseño
para sumideros de ventana cuando funcionan como vertedero o como orificio;
Dicho diseño se encuentra expuesto anteriormente en el numeral 10, cuadro 5 –
Capacidad hidráulica de sumideros, en la propuesta metodológica que hace
CASTAÑEDA; allí se expone el diseño que se extrajo de la FHWA.
B. Capacidad hidráulica de sumideros ranurados. La TxDOT propone utilizar
el siguiente procedimiento para determinar la capacidad hidráulica del sumidero
ranurado:
- Para Determinar la longitud del sumidero ranurado requerida para interceptar
toda el agua en la cuneta Lr  , Utilice la siguiente ecuación:

Lr 
z  Qa0.442  S E  S X0.849
n 0.384
Donde:
Lr  Longitud requerida del sumidero ranurado que interceptar la totalidad del
caudal en la cuneta m 
z  0.706 para el sistema ingles ó 1.04 para el sistema métrico
 m3 

Qa  Caudal total a descargar o interceptar 
 s 
m
S  Pendiente longitudinal de la cuneta  
m
m
S X  Pendiente transversal  
m
n  Coeficiente de rugosidad de Manning
E  Esta en función de S  y de S X  según lo determinado en la siguiente
ecuación:

E  0.207  19.084 S 2  2.613S  0.0001S X2  0.007 S X1  0.049 S  S X1
La anterior tiene limitantes en las siguientes variables:
 m3 

Qa  Caudal total a descargar o interceptar ≤ 0.156 
 s 
m
S  Pendiente longitudinal de la cuneta ≤ 0.09  
m
n  Coeficiente de rugosidad de Manning en la cuneta: 0.011 ≤ n ≤ 0.017
Las anteriores restricciones, se deben a que las ecuaciones son empíricas. La
extrapolación no se recomienda.
Del procedimiento anterior, se puede definir la longitud de sumidero ranurado
necesaria para captar la totalidad del caudal a evacuar.
- Para determinar la capacidad de interceptación Qi  de un sumidero ranurado
estándar (como se encuentra en el mercado), realice el siguiente procedimiento:
- Seleccione la longitud del sumidero ranurado La  basado en tamaños de
sumideros estándar. Si La < Lr , la capacidad de interceptación puede ser
estimada usando la figura 176;
Para determinar el caudal que sobrepase la longitud del sumidero ranurado
estándar, se usa la siguiente ecuación:
:
1.769

 L 
QCO  0.918  Q  1  a 
 Lr 
Donde:
 m3 

QCO  Caudal que sobrepasa 
 s 
 m3 

Q  Caudal de aproximación 
s


La  Longitud del sumidero ranurado m 
Lr  Longitud del sumidero ranurado requerida para captar la totalidad del
caudal m 
Figura 176. Proporción de caudal interceptado para el sumidero ranurado
C. Capacidad hidráulica de sumideros de reja. La capacidad hidráulica del
sumidero de rejilla depende de su geometría, pendiente transversal de la vía,
pendiente longitudinal de la vía, flujo total en la cuneta, profundidad del flujo y la
rugosidad del pavimento.
La profundidad del agua en la cuneta es el factor principal que afecta a la
capacidad de la interceptación del sumidero de rejilla. A velocidades bajas, toda
el agua que fluye en la sección de la cuneta, ocupada por la rejilla, llamado flujo
frontal, es interceptada por las rejillas del sumidero y una pequeña porción del
flujo a lo largo de la longitud de la rejilla, llamada flujo lateral, es interceptada.
En pendientes pronunciadas, solamente la porción del flujo frontal será
interceptada debido a que la velocidad flujo se hace más alta.
En lo que respecta a la seguridad que se debe tener en cuenta para las
bicicletas debido a la instalación de rejillas en la vía, se dice lo siguiente: Una
rejilla con barras paralelas a la dirección del flujo, es el tipo más eficiente de
sumidero de cuneta; sin embargo, cuando las barras de la rejilla se ubican
transversales a la dirección del flujo para la seguridad de las bicicletas, se
reduce la capacidad hidráulica del sumidero. Para cumplir con la seguridad de
las bicicletas y la capacidad hidráulica de los sumideros se recomienda utilizar
un diseño de rejillas curvadas o rejillas con barras en diagonal.
La TxDOT toma como referencia en el diseño de sumideros de reja, la teoría
expuesta por la FHWA. El procedimiento de diseño que determina la eficiencia
de captación de un grupo de rejillas estándar, se puede ver en el numeral 10 del
cuadro 5 - Capacidad hidráulica de sumideros, expuesto por CASTAÑEDA en
su propuesta metodológica y en la cual expone la teoría de la FHWA sobre
capacidad hidráulica de sumideros de reja.
C.1 Capacidad hidráulica de sumideros de reja en puntos bajos. El
procedimiento que muestra el diseño de sumideros de reja en puntos bajos
cuando funcionan como vertedero o como orificio, se expuso anteriormente en
el numeral 10 del cuadro 5 - Capacidad hidráulica de sumideros, por
CASTAÑEDA en su propuesta metodológica.
Cuadro 6. Ubicación de sumideros
1. BREAÑA ha clasificado los diferentes tipos de sumideros como
sumideros de cuneta, banqueta o ventana, piso y banqueta,
longitudinales de banqueta, y transversales de banqueta; adicionalmente
ha recomendado la ubicación más efectiva para cada tipo de sumidero,
las cuales se muestran a continuación:
A. Ubicación de sumideros de Piso o de cuneta. Este tipo de sumideros se
instalan cuando la pendiente longitudinal de la vía, es superior al 5%.
B. Ubicación de sumideros de Banqueta o ventana. Los sumideros de
banqueta deben instalarse cuando la pendiente longitudinal de la vía sea inferior
al 2%. Figura Nº 177
C. Ubicación de sumideros de Piso y Banqueta. Este tipo de sumideros se
instalan cuando se tiene pendientes longitudinales entre el 2 y 5%.
D. Ubicación de sumideros Longitudinales de banqueta. Este tipo de
sumideros debe instalarse cuando la pendiente longitudinal de la vía es superior
al 5% y cuando los caudales por captar sean grandes.
E. Ubicación de sumideros Transversales de piso. Este tipo de sumideros se
instalan en calles con anchos de 6.0 m y menores.
F. Ubicación general de sumideros





Cuando la pendiente longitudinal de la vía sea superior al 3%, es
necesario realizar una depresión al sumidero para facilitar la entrada de
las aguas lluvias a la estructura.
Su ubicación debe realizarse cerca a las esquinas o en los cruces de las
calles.
Procurar que la separación entre sumideros no exceda los 100 m.
La distancia entre sumideros no debe ser mayor a 25 m en zonas
comerciales y para pavimentos de concreto.
Es recomendable una distancia de 50 m para vías en adoquín o
empedrados, y en donde se tengan velocidades bajas de transito.
2. La CONAGUA en su normativa muestra la ubicación que deben tener los
diferentes sistemas de captación de aguas lluvias. La ubicación de cada
coladera se debe hacer teniendo en cuenta lo siguiente:
A. Ubicación de coladeras de banqueta. En la figura 177, Se puede observar
que este tipo de estructuras deben ubicarse en vías con pendientes inferiores al
2 %; para conocer el tipo de sumidero sobre el cual se hace referencia,
obsérvese la figura 12.
Figura 177. Ubicación de coladeras de banqueta
B. Ubicación de coladeras de piso. Como se puede observar en la imagen
que se muestra a continuación, este tipo de sumideros debe ubicarse en vías
donde su pendiente longitudinal sea superior al 5%. Para conocer más acerca
de este tipo de sumideros, obsérvese la figura 17.
Figura 178. Ubicación de coladeras de piso
C. Ubicación de coladeras de piso y banqueta. Como se puede observar en
la figura 179, los sumideros de piso y banqueta o también llamados sumideros
mixtos, son estructuras que deben ubicarse en vías donde la pendiente
longitudinal se encuentre entre el 2% y el 5%. Para conocer más acerca de este
tipo de sumideros, obsérvese la figura 15.
Figura 179. Ubicación de coladeras de piso
D. Ubicación de coladeras longitudinales de banqueta. En la imagen que se
muestra a continuación, se puede observar que los sumideros longitudinales de
banqueta se deben ubicar en vías donde la pendiente longitudinal sea superior
al 5%.
Figura 180. Ubicación de coladeras longitudinales de banqueta
E. Ubicación de coladeras transversales de piso. Este tipo de sumideros
como lo muestra la imagen a continuación, deben ubicarse en sentido
transversal a la dirección del flujo y en las esquinas o cruces de calles.
Figura 181. Ubicación de coladeras transversales de piso
3. La DIGESBA dentro de su reglamentación técnica para proyectos de
sumideros, ha elaborado de manera general y especifica, algunos
parámetros de ubicación para estructuras tipo sumideros; dichos
parámetros o especificaciones se muestran a continuación:
A. Ubicación general de sumideros. DIGESBA menciona que los sumideros
deben ser ubicados en las vías teniendo en cuenta los siguientes aspectos:






Se ubican en puntos bajos y depresiones.
Se ubican antes de puentes y terraplenes.
Se ubican en los cruces de calles.
Se ubican antes de las cebras.
Se ubican en ambos costados de la calzada, cuando existen una
pendiente transversal en ambos costados de la vía.
Se ubican en lugares donde no interfiera con las redes de otros servicios
públicos como electricidad y teléfono.
Las figuras 182, 183 y 184, muestran una ubicación general de sumideros, un
ajuste a la ubicación de sumideros mal instalados, y algunas formas de
conexión al colector principal. Es importante tener en cuenta las características
de ubicación expuestas en los gráficos, para evitar problemas de inundaciones e
incomodidades a los peatones y vehículos.
Figura 182. Ubicación general de sumideros
La localización de los sumideros se debe realizar teniendo en cuenta la
Pendiente transversal, y la Pendiente Longitudinal de la vía, pues estos factores
definen la dirección y ubicación del flujo.
Figura 183. Localización definitiva de sumideros
La conexión de la tubería que conecta al sumidero con el colector pluvial debe
hacerse de dos formas: perpendicular a la tubería del colector pluvial y en “Y”,
pero en todo momento debe ser recta como se muestra a continuación:
Figura 184. Conexión del los sumideros al colector pluvial
B. Ubicación de sumideros de ventana. Se debe tener en cuenta las
siguientes recomendaciones para la ubicación de sumideros de ventana:


No utilizarlos en zonas donde halla un cuantioso acarreo de basuras.
Es recomendable su uso en puntos bajos.
C. Ubicación de sumideros de reja. Para la ubicación de este tipo de
sumideros, se debe tener presente lo siguiente:


Los sumideros de reja se deben ubicar cuando la pendiente longitudinal
de la vía sea igual o superior al 3 %.
No ubicarlos en puntos bajos, salvo cuando no sea posible utilizar los
sumideros de ventana.
D. Ubicación de sumideros mixtos. La ubicación de los sumideros mixtos
debe hacerse teniendo en cuenta lo siguiente:

Se utilizan en lugares donde en principio es mejor el sumidero de
ventana, pero donde la eficiencia de captación de estos sea menor al
75%.
4. El Instituto Costarricense plantea en su normativa la ubicación de
sumideros en las vías de la siguiente manera:
A. Especificaciones generales para la ubicación de sumideros


La distancia máxima entre sumideros no debe sobrepasar los 120 m.
Para impedir inundaciones se deben colocar dos sumideros en las
esquinas de las calles.
5. La RAS - 2000 expresa que la ubicación de este tipo de estructuras
dentro del casco urbano, debe ser de tal manera que su eficiencia sea la
mayor posible. Para ello, es indispensable tener en cuenta los siguientes
criterios:
A. Ubicación general de sumideros





Los sumideros se deben ubicar en los cruces de las vías, antes de las
cruces de los peatones y en los puntos intermedios bajos.
Su diseño y ubicación puede ser lateral o transversal al sentido del flujo.
Se deben ubicar en puntos bajos y depresiones.
Antes de puentes y terraplenes.
Donde no exista captación de sedimentos.
B. Ubicación de sumideros de ventana. Se debe tener en cuenta los
siguientes criterios:

Su ubicación no puede hacerse en calles donde su pendiente longitudinal
sea mayor al 3%.
C. Ubicación de sumideros mixtos. Se debe tener en cuenta los siguientes
criterios:


Se ubican donde en principio es preferible un sumidero de ventana.
Se utilizan cuando la eficiencia del sumidero de ventana es inferior al
70%.
6. El RNE en su normativa sobre drenaje pluvial urbano, establece un
catalogo de especificaciones acerca de la ubicación eficiente de
estructuras tipo sumidero; dicha información se muestra a continuación:
A. Ubicación general de sumideros. A continuación se muestra algunos
elementos claves que permiten un mejor desarrollo de estas estructuras dentro
del sistema urbano:






Para ubicar de la mejor manera estas estructuras, se debe tener en
cuenta las siguientes variables: el caudal a captar, la pendiente
transversal y Longitudinal de la vía, el Volumen de residuos sólidos que
se maneja en la zona, y acceso a peatones en el lugar donde se ubicaran
los sumideros.
Los sumideros se deben ubicar en puntos bajos.
Los sumideros se deben ubicar en las esquinas donde se cruzan las
calles, pero antes de llegar al paso de los peatones.
Cuando las manzanas tiene grandes dimensiones se deben utilizar
sumideros intermedios.
Por razones de economía se deben ubicar cerca a las alcantarillas y
conductos de desagüe del sistema de drenaje pluvial.
Cuando sea necesaria la utilización múltiple de sumideros, se deben
utilizar con una distancia minima de 6 m.
Para conocer un esquema general que permita tener una orientación de la
ubicación de sumideros en las esquinas de las calles y su ubicación previa al
cruce de peatones; obsérvese la figura 185 que se muestra a continuación:
Figura 185. Ubicación de sumideros en intersecciones de calles
La ubicación de los diferentes tipos de sumideros que presenta la RNE en su
normativa de sobre drenaje pluvial urbano, se muestra a continuación:
B. Ubicación sumidero lateral. Este tipo de sumideros debe ubicarse en las
vías cuando la pendiente longitudinal sea inferior al 3%.
C. Ubicación de sumidero de fondo o cuneta. Se utilizan cuando la pendiente
longitudinal sea superior al 3%.
7. El SERVIU da a conocer algunos parámetros de ubicación que se deben
tener en cuenta en el momento de realizar la instalación de estas
estructuras dentro del casco urbano. A continuación se muestra la
ubicación minima a tener en cuenta:
A. Ubicación general de sumideros. Para ubicar los sumideros en las vías,
se debe tener en cuenta lo siguiente:




Los sumideros deben ubicarse en las intersecciones de las calles aguas
arriba del cruce de los peatones.
Se deben ubicar en las partes bajas de las intersecciones de las calles.
Se deben ubicar aguas abajo donde se espere recibir una gran cantidad
de aguas lluvias como salidas de estacionamiento, descargas de techos,
Conexiones de pasajes.
Debe ubicarse un sumidero cuando la cantidad de agua en la cuneta
sobrepase la cantidad de agua permitida por diseño.
8. Las EPM contempla los siguientes aspectos de ubicación:
A. Ubicación general de sumideros. Los sumideros se deben localizar en las
bateas y las esquinas; La separación máxima de sumideros debe ser de 80 m.
9. A continuación se muestran algunos aspectos que el Consorcio de
Huesna da a conocer sobre la ubicación general de sumideros:
A. Ubicación general de sumideros



Se ubicaran en aquellos puntos de las calzadas donde permita
intersectar más rápida y eficientemente las aguas pluviales.
Se deben ubicar en los cruces de las calles.
La ubicación máxima entre sumideros debe ser de 30 m.
10. GEOSUPORT en su boletín Nº 123, muestra los diferentes parámetros
de ubicación para sumideros horizontales y laterales.
A. Ubicación de sumideros horizontales. La ubicación de este tipo de
sumideros se debe hacer en puntos, lo que quiere decir que se debe hacer
donde existe la posibilidad de estancamiento de aguas.
B. Ubicación de sumidero lateral. Los sumideros laterales deben ser situados
en vías de circulación rápida.
11. EMABESA muestra algunas pautas para ubicación de sumideros; a
continuación se muestra la ubicación general de sumideros expuesta en
su normativa de saneamiento:
A. Ubicación general de sumideros. Un parámetro de ubicación muy
importante y que debe tenerse en cuenta para la ubicación de sumideros de
rejilla, se muestra a continuación:

Las rejillas a utilizar para los sumideros se ubicaran en sentido
perpendicular a la dirección del tráfico, de manera que las bicicletas y
motocicletas no puedan introducir sus ruedas en la rejilla del sumidero.
12. El CYII, muestra algunas especificaciones para la ubicación de canaletas
y para la ubicación general de sumideros.
A. Ubicación de sumideros de canaleta




Se instalaran en calzadas cuyo bombeo lateral sea muy inferior a la
pendiente longitudinal.
Se instalaran en grandes superficies pavimentadas.
Se situaran canales y rejillas de desagüe perpendicularmente al sentido
del flujo vehicular.
Se podrá realizar su conexión mediante un albañal a un sumidero o
imbornal.
B. Ubicación general de sumideros









En redes unitarias se utilizaran sumideros sifónicos.
En redes separativas se utilizaran sumideros no sifónicos.
El número y distancia de imbornales dependerá de la intensidad y
frecuencia de las aguas lluvias así como de las pendientes de las calles.
La separación máxima de sumideros será de 30 m.
Se ubicaran sumideros en los puntos bajos de las calles.
Se ubicaran sumideros antes de los cruces de los peatones.
Con el fin de impedir el ingreso de materiales sólidos a la red principal,
no deberán instalarse sumideros en calles no pavimentadas.
Se utilizaran sumideros en calles no pavimentadas cuando se disponga
junto a estos un arenero o arqueta registrable para la recogida y
extracción de arena y sólidos.
Las tolerancias en dimensiones del cuerpo de los imbornales construidos
en situ, no serán superiores a 10 mm con respecto a lo estipulado en los
planos.
13. CASTAÑEDA dentro de su propuesta metodológica, menciona algunos
aspectos de ubicación de sumideros expuestos por BOLINAGA, los
cuales muestran una serie de reglas y criterios para determinar la
correcta ubicación de sumideros.
A. Ubicación general de sumideros



Ubicarlos en puntos bajos y depresiones.
En lugares donde se reduzca la pendiente longitudinal de las calles.
Justo antes de puentes y terraplenes.

Preferiblemente antes de los cruces de calles o de pasos de peatones
(Cebras).
Para llegar a una correcta localización final de los sumideros es importante
tener en cuenta un conjunto de recomendaciones complementarias, debido a
que estás solo pueden llevarse acabo en el momento de la construcción de los
sumideros, las cuales son:

Analizar el esquema geométrico de cada calle, particularmente su
sección transversal, de tal forma de decidir si se debe o no construir un
sumidero en cada lado, o solo en el lado bajo. Dicho análisis es
importante en calles repavimentadas y antiguas debido que ahí, el
drenaje superficial es insuficiente.

No se deben ubicar sumideros en lugares donde puedan interferir otros
servicios públicos como electricidad y teléfonos.

Se deben evitar colocar los sumideros cerca de árboles ubicados en la
vía debido a que estos pueden perturbar la capacidad de captación
del sumidero.
Para conocer más detalles acerca de la ubicación de sumideros, obsérvese las
figuras 188 y 189.
14. SILVA26 expone un su texto un tema muy importante sobre obras
complementarias en sistemas de acueductos y alcantarillados; dichas
obras complementarias son los sumideros, y como se expone, pueden
ser de reja horizontal, de reja vertical, de reja horizontal y vertical, con
sello hidráulico y sin sello hidráulico.
A. Ubicación de sumideros con sello hidráulico. Los sumideros con sello
hidráulico, son aquellos sumideros que en su configuración interna presentan un
sistema que impide salir malos olores provenientes de la red principal, a la
superficie de la vía.
Se deben tener en cuenta los siguientes parámetros de ubicación para este tipo
de estructuras:

26
Este tipo de sumideros se deben ubicar en las vías, cuando en la red
principal existe un sistema de alcantarillado combinado (aguas lluvias y
aguas residuales. Es importante resaltar que estas estructuras deben
SILVA GARAVITO, Luis F. Diseño de Acueductos y Alcantarillados. 10ª ed. Bogotá: Colombia.

presentar un servicio de limpieza permanente preventivo contra los malos
olores que se generan debido al material orgánico que se deposita en su
interior y el cual se descompone con el paso de los días.
No deben ubicarse sumideros con sello hidráulico en zonas climáticas en
donde halla posibilidad de paludismo, pues estas estructuras se
convierten en criaderos de mosquitos palúdicos, presentando así una
fuente de contagio muy importante. Solo deben usarse si constantemente
se esta vertiendo agua al sistema.
B. Ubicación de sumideros sin sello hidráulico. Cuando las redes de aguas
lluvias presenten sistemas separados, se deben usar sumideros sin sello
hidráulico.
15. RIVAS muestra los dos tipos de sumideros generalmente utilizados en
Venezuela, los cuales son: sumideros de depresión y sumideros de
rejilla. La ubicación de estas estructuras dentro del sistema urbano se
lleva acabo teniendo en cuenta los siguientes parámetros:
A. Ubicación de sumideros de depresión. Este tipo de sumideros hace
referencia a los sumideros de ventana, los cuales presentan una depresión que
permiten el encausamiento de las aguas lluvias al sistema de forma más fácil.
Figura 186.
La ubicación de sumideros de depresión debe hacerse teniendo en cuenta lo
siguiente:


Estas estructuras están ubicados debajo de las aceras.
Si este tipo de sumidero presenta sello hidráulico, podrán ser ubicados
en sistemas de alcantarillado único y mixto.
Figura 186. Sumidero de depresión
B. Ubicación de sumideros de rejilla. Los sumideros de rejilla, obsérvese
figura 187, deben ubicarse teniendo en cuenta los siguientes parámetros:


Se deben ubicar sumideros de rejilla en puntos bajos o en depresiones.
Cuando el sumidero de rejilla presente sello hidráulico, podrá ser ubicado
en sistemas de alcantarillado único y mixto.
Figura 187. Sumidero de rejilla
16. BOLINAGA en representación del Instituto Nacional de Obras Sanitarias
de la republica de Venezuela, ha elaborado un documento sobre drenaje
urbano en el cual da a conocer de forma organizada los procedimientos a
seguir para la ubicación general y final de sumideros; también se
mencionan algunos aspectos de ubicación para los diferentes tipos de
sumideros.
Se debe tener en cuenta que el proceso de ubicación planteado por BOLINAGA
es un procedimiento que asume en un comienzo la presencia de cunetas
instaladas a los costados de las calles. A continuación se muestra el
procedimiento general y final para la ubicación de sumideros:
A. Procedimiento general para la ubicación de sumideros. BOLINAGA
plantea que el criterio más importante para la ubicación de sumideros dentro del
sistema urbano, es la utilización de estas estructuras solo cuando la capacidad
del drenaje superficial es insuficiente. Lo cual quiere decir que solo se utilizaran
sumideros cuando las cunetas no sean capaces de transportar el caudal
generado por el área tributaria. El procedimiento a poner en practica y que
BOLINAGA plantea, es el siguiente:

En primera instancia hay que determinar los caudales que transitan por la
vía, partiendo de las divisorias de aguas y de acuerdo a las áreas
tributarias respectivas. Estos gastos se comparan con las capacidades


de las respectivas calles o cunetas, instalándose los primeros sumideros
cuando el caudal que transitan por las calles, sea igual a la capacidad de
las calles.
En segunda instancia se calcula el caudal o gasto captado o
interceptado, de acuerdo al tipo de sumidero, y haciendo una diferencia
de caudales, se determina los gastos que sobrepasan los primeros
sumideros.
En tercera instancia y en forma similar a la primera instancia, se calculan
los caudales de las áreas tributarias aguas abajo de los primeros
sumideros y luego se les suma los gastos que sobrepasan los primeros
sumideros. Cuando esta suma iguale la correspondiente capacidad de la
calle, se ubican los segundos sumideros y así sucesivamente.
B. Localización final de sumideros. Habiendo realizado el procedimiento
anterior para la ubicación general de sumideros, se procede a efectuar la
ubicación final teniendo en cuenta una serie de criterios los cuales se expresan
a continuación:




Se deben ubicar los sumideros en puntos bajos y depresiones.
En lugares donde se reduzca la pendiente longitudinal de las calles.
Se deben ubicar sumideros justo antes de puentes y terraplenes
Se deben ubicar sumideros justo antes del paso de peatones.
Los dos procedimientos anteriores (Ubicación general y Ubicación final) nos
permiten completar un proceso de ubicación de sumideros, pero es importante
tener en cuenta un conjunto de recomendaciones adicionales, aunque muchas
de ellas solo puedan llevarse a la práctica durante la etapa de construcción. A
continuación se muestra el conjunto de recomendaciones:




Analizar el esquema geométrico de cada calle, particularmente su
sección transversal, de tal forma de decidir si se debe o no poner un
sumidero en cada lado o solo en el lado bajo. Este análisis es importante
en calles antiguas o repavimentadas; es decir donde el drenaje
superficial es deficiente.
En las intersecciones de calles y en especial cuando deba impedirse el
flujo transversal, pueden crearse pequeñas depresiones con aguas
estancadas, de manera de garantizar la completa captación de las
aguas.
No localizar sumideros donde interfieran con otros servicios públicos,
como lo son las cajas de electricidad y teléfono.
La existencia de árboles cercanos a la vía, particularmente aquellos con
raíces superficiales, pueden perturbar significativamente la eficiencia de
captación de sumidero.
En la figura 183, se puede observar la localización final de sumideros y en la
figura 182, se puede observar un ejemplo de localización de sumideros.
En definitiva y de acuerdo a las virtudes y defectos que presentan los diferentes
tipos de sumideros, se puede hacer una serie de recomendaciones para la
ubicación de cada tipo de sumidero. a continuación se muestra las diferentes
recomendaciones:
C. Ubicación de sumideros de ventana




Los sumideros de ventana se deben utilizar preferiblemente cuando su
eficiencia sea al menos de un 75%, lo cual puede ocurrir para pendientes
longitudinales inferiores al 3% y anchos de inundación de menos de 3 m.
Darle la primera prioridad, por razones viales, a su utilización en vías
arterias y distribuidoras.
Es recomendable tanto para sumideros en calzada como para en puntos
bajos, suponer como área efectiva el 80% del área neta de la ventana.
No emplearlos cuando se tenga indicios de que existe la posibilidad de
acarreo cuantioso de sedimentos y desperdicios.
D. Ubicación de sumideros de reja. La ubicación de los sumideros de reja en
la vía se puede hacer sobre la calzada y en la cuneta. Obsérvese las figuras
188 y 189 que se muestran a continuación.
Figura 188. Ubicación de sumideros de reja en calzada y cuneta
Figura 189. Ubicación de sumideros de reja en cuneta


Los sumideros de reja se deben utilizar preferiblemente en calles o
avenidas de pendientes pronunciadas (de un 3% o más), en cunetas y su
uso debe evitarse en lo posible en vías arterias y distribuidoras.
Cuando se haga necesaria la utilización de más de una reja, se debe
tener en cuenta las recomendaciones que se muestran ligadas a la figura
190 que se muestra a continuación:
Figura 190. Disposición relativa de rejas en calzada
1.
Deseable cuando la pendiente transversal de la calzada es casi nula y no hay molestias al transito
de vehículos. Si existiese inconveniente, utilizar varias disposiciones 3 o 6 separadas
suficientemente entre si.
2.
Deseable cuando la pendiente transversal es moderada y la reja (c) de la disposición 1 capta
menos 20% del total y no hay molestias al transito de vehículos. Si existiese inconvenientes
proceder igual que la disposición 1.
3.
Deseable cuando la pendiente transversal es mayor del 1% o en la disposición 2, la reja (b) no
cumple el requisito de captar 30%.
4.
Indeseable en todos los casos.
5.
Deseable cuando la disposición 3 no puede utilizarse por molestar al transito de vehículos.
6.
Deseable cuando la disposición 3 es insuficiente para intersectar el gasto requerido. La reja (b) de
esta disposición es en este caso salvo en pendientes transversales pequeñas más eficiente que
las (b) de las disposiciones 1 y 2.
7.
Indeseable, las rejas (b y c) son ineficientes.
8.
Indeseable la reja, la reja (b) es ineficiente.

La reja de barras inclinadas, por su ventaja para la circulación de
bicicletas, puede ser utilizada preferentemente. Sin embargo no debe
descartarse el empleo de las rejas de barras paralelas al flujo pues sufre
menos taponamientos por basura y es más eficiente.
Colocar, en particular cuando se utilizan barras inclinadas y por razones
de captación de desperdicios, el doble del área requerida por capacidad
hidráulica, siguiendo las pautas de la figura 190 mostrada anteriormente.
No colocar sumideros con depresión cuando ocupen parte o la totalidad
de la calzada.
No utilizarlos en puntos bajos, salvo cuando no sea posible colocar los de
tipo ventana. En este caso debe proveerse, el doble del área necesaria.



E. Ubicación de sumideros mixtos. Las figuras 191 y 192 que se muestran a
continuación, reflejan las diferentes posibilidades de ubicación relativa de rejas
y ventanas (sumideros mixtos). La posición más eficiente es cuando la ventana
del sumidero atrae el flujo al brocal y la reja del sumidero capta el gasto que la
sobrepasa.
Figura 191. Disposición típicas de sumideros mixtos
Figura 192. Disposición típicas de sumideros mixtos
17. JIMTEN en su catalogo sobre canaletas y rejillas de uso público, da a
conocer las diferentes posibilidades de ubicación para las canaletas.
A. Ubicación general de canaletas Kenadrain







Zonas peatonales,
Carreteras,
Cualquier aplicación en la edificación,
Los alrededores de un edificio,
El medio industrial y agrícola,
Parques y jardines,
Las canaletas pueden ser instaladas en pavimentos adoquinados o en
asfalto.
La figura 193 que se muestra a continuación, refleja la diversidad de lugares en
donde pueden ser instaladas las canaletas de evacuación de aguas
superficiales.
Figura 193. Ubicación de canaletas Kenadrain
Cuadro 7. Configuración de sumideros
1. La CONAGUA presenta algunos aspectos generales sobre configuración
de sumideros y algunos aspectos puntuales para cada tipo de sumidero.
A. Configuración general de sumideros. Por lo general cada sumidero debe
estar compuesto por los siguientes elementos:



Caja que funciona como desarenador donde se depositan los materiales
pesados que arrastra el agua.
Coladera que permite la entrada del agua de la superficie del terreno al
sistema de la red de atarjeas. Su función es evitar el paso de basuras,
ramas y otros objetos.
Tubería de concreto (albañal) que permite el transporte de agua desde el
sumidero hasta las tuberías de menor diámetro en la red.
B. Configuración de Coladeras de banqueta tipo 1






El Albañal de conexión es de 15 cm de diámetro.
En su construcción es necesario una sección de relleno consolidado.
Se debe realizar un cimiento losa de concreto 1:2:4 de 8cm de espesor.
Materiales: Mortero 1:3 y 1:4 para mampostería, concreto, emulsión
asfáltica, Mampostería en piedra y ladrillo.
La tapa o rejilla del sumidero debe ser de hierro fundido o de concreto.
Las rejillas de la coladera de banqueta debe ser de hierro fundido.
Figura 194. Sumidero de banqueta Tipo 1
C. Configuración de Coladeras de banqueta tipo 2





El Albañal de conexión es de 15 cm de diámetro.
Placa base concreto 1:2:4 de 8.0 cm de espesor.
Materiales: mortero, concreto, emulsión asfáltica, Mampostería en piedra
y ladrillo.
Tapa de hierro fundido o de concreto.
Las rejillas de la colgadera de banqueta debe ser de hierro fundido.
Figura 195. Sumidero de banqueta Tipo 2
D. Configuración de Coladeras de piso



Albañal de 15 cm de diámetro.
Rejilla de hierro fundido.
Esta estructura del sumidero debe construirse en concreto reforzado.
D. Configuración de Coladeras de piso y banqueta






El Albañal o tubo de conexión entre el sumidero y el colector principal,
debe ser de 20 cm de diámetro.
Materiales: Mortero de cemento 1:4, concreto de 140Kg/cm2, ladrillo.
Placa base concreto.
Tapa de hierro fundido o de concreto.
La rejilla frontal para el sumidero de banqueta debe ser de hierro fundido.
La rejilla del sumidero de piso debe ser de hierro fundido.

La estructura del sumidero debe ser en concreto reforzado con acero
estructural.
Figura 196. Sumidero de piso y banqueta
E. Configuración de Coladeras Transversales de piso


Se construyen como canales con rejillas de hierro fundido.
Cuando el ancho de la vía es mayor a 6.0 m, el albañal debe ser de
0,61m de diámetro, y cuando el ancho de la vía sea superior a 6.0 m, se
instalan albañales de 0.76 cm de diámetro.
2. La Mankomunitatea en su contexto sobre sumideros o imbornales,
muestra la configuración de sumideros sifónicos prefabricados, no
sifónicos prefabricados y sumideros no sifónicos en situ. A continuación
se muestra su configuración:
A. Configuración de Sumideros Sifónicos prefabricados




El diámetro de la tubería que une el sumidero con la red principal debe
ser de 200 y 250 mm.
La Separación horizontal entre el refuerzo de acero para la estructura
que conforma el sumidero debe ser 15 cm.
Diámetro de barra horizontal debe ser Nº 8.
La separación entre el refuerzo estructural para las barras verticales
debe ser de 15 cm.




El diámetro de barra vertical debe ser Nº 5.
La tubería de conexión debe tener una pendiente del 1%.
Su estructura debe ser en concreto.
La tubería de conexión debe ser en PVC color gris.
B. Configuración de Sumidero no Sifónico prefabricado








El diámetro de la tubería que une el sumidero con la red principal debe
ser de 160 y 200 mm.
El diámetro del refuerzo vertical debe ser Nº 8.
Separación entre barras verticales: 10 cm.
Depresión interna del 5%.
Protección a tubería de conexión de 1m en hormigón. Figura 20.
La tubería de conexión debe tener una pendiente del 1%.
Su estructura debe ser en concreto.
La tubería de conexión debe ser en PVC color gris.
C. Configuración Sumidero no Sifónico en situ






El diámetro de la tubería que une el sumidero con la red principal debe
ser de 160 y 200 mm.
Depresión interna del 5%.
Protección a tubería de conexión de 1m en hormigón. Figura 21.
La tubería de conexión debe tener una pendiente del 1%.
Su estructura debe ser en concreto.
La tubería de conexión debe ser en PVC color gris.
3. El Instituto Costarricense menciona algunos aspectos muy importantes
sobre la configuración de estos sistemas de captación de aguas lluvias. A
continuación se resumen estos aspectos:
A. Configuración de tragantes





La profundidad minima de los tragantes con respecto a la rasante debe
ser como mínimo de 90 cm.
Cada tragante debe contar con dos bocas de inspección, con sus
respectivas rejillas.
Los tragantes se deben construir en concreto reforzado.
Las rejillas de los tragantes deben ser de hierro fundido.
Las esquinas de los marcos de la rejilla deben ser en acero.
4. La RAS – 2000, presenta algunos criterios de configuración general que
deben cumplir todas las estructuras tipo sumideros que se realicen en
Colombia; la configuración de los sumideros se muestran a continuación:
A. Configuración de sumideros




La tubería de conexión entre el sumidero y la red principal debe tener un
diámetro mínimo de 200 mm (8 in).
La longitud de tubería que une el sumidero con la red principal no debe
ser mayor de 15 m.
La pendiente de la tubería de conexión del sumidero con el colector
principal no debe ser inferior al 2%.
Los sumideros deben presentar cámaras o cajas las cuales se conectan
a la red de alcantarillado.
B. Configuración sumidero de ventana


La longitud minima de la ventana debe ser de 1.5 m.
La depresión transversal debe tener un ancho entre 0.3 m – 0.6 m y con
una pendiente hasta del 8%.
5. La RNE expone en su Reglamento Nacional de Edificaciones, los
elementos de configuración que debe tener los sumideros de rejilla y los
sumideros mixtos que se utilizan en las calles como sistemas de
captación de aguas lluvias. A continuación se presenta la configuración
de los sumideros mencionadas anteriormente:
A. Configuración de sumidero de fondo o de rejilla




Las rejillas pueden ser en hierro fundido o en hierro laminado.
Las rejillas pueden ser rectangulares, cuadradas o circulares.
Por procesos de fabricación industrial las rejillas pueden tener
dimensiones de: 60 cm x 100 cm, 45 cm x 100 cm.
La separación de barras varía entre 2.0, 3.5 y 5.0 cm y su diseño
depende de si van a ser utilizados en zonas urbanas o carreteras.
B. Configuración sumideros mixtos. El diámetro mínimo de la tubería de
conexión del sumidero con el colector principal deberá ser de 10 in.
6. Las E.P.M menciona un aspecto muy importante en lo que se refiere a la
resistencia y espesor de las paredes que deben tener los sumideros en
su configuración.
A. Configuración de sumideros. Las paredes y las bases de las cajas serán
de concreto simple de 17.5 Mpa. Con un espesor de pared de 20 cm.
7. El Consorcio de Huesna presenta en su normativa sobre saneamiento,
elementos de configuración considerados importantes a la hora de
definir un mejor sistema de captación de aguas lluvias dentro del casco
urbano. Dicha información se presenta a continuación:
A. Configuración de sumideros




Deben estar conectados con un poso de registro o se unirán al colector
mediante una T.
La tubería que une el sumidero con la red, será en PVC o en polietileno
corrugado, con un diámetro de 200 mm y con una pendiente minima del
2%.
Las rejillas deberán ser planas y de fundición dúctil, articuladas antirrobo
y con marco reforzado con el fin de que las tapas no se desplacen del
marco.
La rejilla deberá tener una resistencia a la rotura de 25 toneladas y su
relieve en la parte expuesta al transito debe ser antideslizante.
8. GEOSUPORT expone la configuración de las estructuras tipo sumideros
de la siguiente manera:
A. Configuración general de sumideros



Cada sumidero deberá tener una arqueta, esta permitirá el paso del flujo
al colector.
El acabado externo del sumidero o su superficie deberá ser tal que
permita al agua entrar en el mismo y no pasar al lado sin entrar en el.
Las rejillas utilizadas en los sumideros serán difícilmente movibles y su
resistencia deberá ser necesaria para soportar el peso de los vehículos.
R = 250 KN, Norma EN 124.
9. EMABESA considera importante tener en cuenta los siguientes
elementos de configuración en el diseño de sumideros:
A. Configuración de sumideros



Se construirán los sumideros en hormigón o ladrillo.
Los sumideros también pueden ser prefabricados.
No deben haber cajas de inspección entre el sumidero y el colector. La
tubería debe ser directa.
10. El CYII, ampliando la normativa de redes de saneamiento, incluye dentro
de las estructuras del drenaje superficial especificaciones sobre
configuración de imbornales. A continuación se muestra los aspectos
más importantes:
A. Configuración de canaletas. Las canaletas o sumideros transversales
deberán cumplir con las siguientes especificaciones:




Podrán ser de hormigón en masa, armado o polímero, de fundición y de
materiales plásticos.
Las rejillas serán de fundición de dúctil.
El ancho entre ranuras no debe ser superior a los 32 mm.
La conexión entre la canaleta y la red principal deberá hacerse mediante
un albañal.
B. Configuración de sumideros. Con respecto a las rejillas ha instalar en los
sumideros, se debe cumplir lo siguiente:





Sus diseños se admitirán según fabricante y deberán ser de fundición
dúctil (Son fundiciones que contienen grafito nodular).
Se recomiendo instalar las barras en dirección de la corriente.
La separación entre barras no debe exceder los 4 cm.
Tendrán la resistencia necesaria para soportar el paso de vehículos.
Estarán sujetas de forma que no puedan ser desplazadas por el tráfico.
Con respecto al albañal o tubería de conexión con la red principal, debe cumplir
lo siguiente:

El diámetro de la tubería de unión entre la red principal y el sumidero
estará entre 250 y 300 mm.



El material que compone el albañal podrá se de hormigón armado, gres o
en PVC.
La pendiente minima de la tubería de conexión será del 2 % y la
m
pendiente máxima será tal que la velocidad del flujo no exceda los 3
.
s
Los albañales deben tener su diseño hidráulico y mecánico.
Con respecto al tipo de unión de la tubería de conexión con la red principal se
debe tener en cuenta lo siguiente:



El entronque (conexión en T) del albañal a la red principal se hará
mediante un pozo de registro en caso de redes tubulares.
La conexión del albañal también puede hacerse directamente al colector
cuando el acceso a la red se puede hacer sin la necesidad de un pozo de
registro.
El ángulo de conexión debe ser de 90º.
11. La EAAB presenta algunos elementos de configuración para los
diferentes sumideros utilizados en Bogotá. Los sumideros deben cumplir
con lo siguiente:
A. Configuración de sumideros mixtos

Deberá soportar una carga minima 10
T
.
m2
B. Configuración de sumideros







Las tuberías que garantizan el transporte de aguas del sumidero a la red
principal, deberán presentar diámetros de 8, 10, 12 y 14 pulg. y deben
cumplir las especificaciones expuestas en la Tabla 13, sobre la
determinación de capacidad máxima del tubo de salida.
8 pulg. Para tuberías de sumideros existentes.
10 pulg. Para tuberías de sumideros nuevos.
12 Pulg. Para tuberías de Sumideros nuevos tipo SL.
14 Pulg. Para tuberías de Sumideros nuevos tipo ST.
Las tapas de registro de los sumideros, deben cumplir con las
dimensiones, materiales y refuerzos expuestos en la Norma NS – 047 en
las figuras 2 y 3.
El marco de la rejilla deberá ser rectangular y deberá servir de separador
entre el pavimento y el sumidero. Figura 197.
Figura 197. Marco rectangular para sumidero de rejilla







Las rejillas podrán ser de material hierro gris que cumpla la ASTM A 48 o
en concreto que cumpla la norma de EAAB NP- 005 Materiales de
construcción.
Las rejillas deben resistir una carga viva transmitida por el camión C – 40
- 95. (Ministerio de transportes de Colombia)
Los tipos de rejillas deben cumplir la norma NP – 023. Rejillas y tapas
para sumideros de la EAAB.
El acero de refuerzo debe ser: F y  420 Mpa Norma NTC 2289.
El concreto usado para construcción de sumideros debe estar regido por
la norma técnica NP-005 Materiales de construcción: concretos y
morteros de la EAAB.
Las condiciones para la cimentación del sumidero debe estar regida por
la norma NS-035 Requerimiento para cimentación de tuberías en redes
de acueducto y alcantarillado de la EAAB.
Los requisitos que debe cumplir la tubería de conexión debe estar regida
por la norma NP- 027 Tuberías para alcantarillado de la EAAB.
Tabla 13. Capacidad máxima del tubo de salida
12. CASTAÑEDA en su propuesta metodológica, muestra el grupo de rejillas
usado por la FHWA en sus estudios.
A. Configuración de sumideros de rejilla. Las rejillas las cuales han sido
objeto de innumerables estudios son las siguientes:
La FHWA denomina las rejillas para sumideros de la siguiente manera: P-50,
P50X100, P-30, Rejilla curvada en forma de veleta, Rejilla de barras inclinadas
45º-60, Rejilla de barras inclinadas 45º-85, Rejilla de barras inclinadas 30º-85,
Rejilla reticulada “honeycomb” (Forma de Panal de abejas).

P-50: Rejilla de barras paralelas, cada barra espaciada en su ancho 4,8
cm entre ejes de barras, este puede variar entre 38.1 cm hasta 91.4 cm,
en su longitud tiene un espaciamiento entre ejes de barras de 10.2 cm y
esta puede variar entre 61 cm hasta 121.9 cm. Figura 165.

P-50x100: Es una rejilla exactamente igual a la mostrada en la figura
165, pero con barras transversales separadas 1.0 cm.

P-30: Rejillas de barras paralelas con espaciamiento en su ancho de 2,9
cm entre ejes de barras, este puede variar entre 38.1 cm hasta 91.4 cm,
en su longitud tiene un espaciamiento entre ejes de barras de 28.6 cm y
esta puede variar entre 61 cm hasta 121.9 cm. Figura 166.

Rejilla curvada en forma de veleta: Rejilla con elementos curvados en
forma de veleta con 8.3 cm de espaciamiento longitudinal entre
elementos y 10.8 cm de espaciamiento transversal entre ejes de barras.
Figura 167.

Rejilla de barras inclinadas 45º-60: Rejilla con elementos longitudinales
con un ángulo de inclinación de 45º, con un espaciamiento entre centro
de elementos de 5.7 cm y transversalmente un espaciamiento de 10.2
cm entre ejes de barras. Figura 168.

Rejilla de barras inclinadas 45º-85: Rejilla con elementos longitudinales
con un ángulo de inclinación de 45º, con un espaciamiento entre centro
de elementos de 8.3 cm y transversalmente un espaciamiento de 10.2
cm entre ejes de barras. Figura 168.

Rejilla de barras inclinadas 30º-85: Rejilla con elementos longitudinales
con un ángulo de inclinación de 30º, con un espaciamiento entre
elementos de 8.3 cm y transversalmente un espaciamiento de 10.2 cm
entre ejes de barras. Figura 169.

Rejilla reticulada “honeycomb”: Es una rejilla con un patrón de barras
laterales en forma de panal de abejas y barras longitudinales de 6 mm de
diámetro con espaciamiento entre ejes de 10.2 cm. Figura 170.
13. RIVAS presenta algunos parámetros de configuración para los sumideros
que el INOS contempla en su normativa. A continuación se muestra la
configuración para los diferentes tipos de sumideros:
A. Configuración de sumideros de ventana







El diámetro mínimo del tubo de descarga debe ser de 0.25 m.
Los sumideros de ventana tendrán una longitud minima de 1.50 m.
Este tipo de sumideros tendrá una depresión con un ancho mínimo de
0.3 m y un ancho máximo de 0.60 m.
La depresión para estos sumideros deberá tener una pendiente del 8 %
La altura minima de depresión deberá ser de 2.5 cm para un ancho de
0.30 m y una altura máxima de depresión de 5.0 cm para un ancho de
depresión de 0.60 m.
La altura máxima de la ventana del sumidero debe estar entre 0.15 m y
0.175 m.
El fondo del sumidero deberá tener una pendiente minima del 2% hacia
la salida.
Las figuras 198 a 200, muestran los sumideros de ventana con y sin sello
hidráulico utilizado por INOS:
Figura 198. Sumidero de ventana. (Vista planta)
Figura 199. Sumidero de ventana. (Sección A - A)
Figura 200. Sumidero de ventana. (Corte B – B)
Figura 201. Sumidero de ventana con sello hidráulico. (Vista planta)
Figura 202. Sumidero de ventana con sello hidráulico. (Corte A - A)
B. Configuración de sumideros de rejillas



Los barrotes de las rejillas deberán ser colocados paralelos a la dirección
del flujo.
La dimensión minima de las rejillas será de 0.90 m de largo por 0.60 m
de ancho.
La separación entre barras longitudinales de la rejilla podrá ser de 2.5
cm, 3.5 cm y 5.0 cm. según necesidades.
A continuación se muestra el sumidero de rejilla con y sin sello hidráulico
utilizado por INOS:
Figura 203. Sumidero de rejilla. (Vista planta)
Figura 204. Sumidero de rejilla. (Corte)
Figura 205. Sumidero de rejilla con sello hidráulico. (Vista planta)
Figura 206. Sumidero de rejilla con sello hidráulico. (Corte A –A)
C. Configuración de sumideros de rejas en calzadas. La configuración de los
sumideros de reja en calzadas o sumideros transversales se debe hacer
teniendo en cuenta el siguiente parámetro:

El sumidero deberá tener un área libre total para el pase del agua, igual a
cuatro veces la sección del colector de salida.
Figura 207. Sumidero de reja en calzada. (Vista planta)
Figura 208. Sumidero de reja en calzada. (Corte B - B)
Figura 209. Sumidero de reja en calzada. (Corte A - A)
Figura 210. Sumidero de reja en calzada con sello hidráulico. (Vista planta)
Figura 211. Sumidero de reja en calzada con sello hidráulico. (Corte A – A)
Figura 212. Sumidero de reja en calzada con sello hidráulico. (Corte B – B)
Figura 213. Sumidero de reja en calzada. (Pantalla de hierro)
14. JIMTEN en su catalogo sobre canaletas y rejillas de uso público expresa
la configuración para las canaletas de evacuación de aguas superficiales
que son de su fabricación. A continuación se presentan una
configuración general de canaletas.
Configuración general de canaletas. La figuras 214 y 215, que se muestran a
continuación, exponen cada una de las partes de este tipo de canaletas:
Figura 214. Canaletas para evacuación de aguas superficiales (Partes que la conforman)




Concebidas y fabricadas en polipropileno inyectado o PVC,
completamente reciclables.
Son de acabado muy liso; la canaleta posee un excelente coeficiente de
rugosidad, el cual, a igual superficie de fluencia, permite una evacuación
más eficaz, y redúcelos depósitos de lodo.
Las rejillas son en fundición o en acero galvanizado
Los tornillos y fijaciones a las canaletas presentan un tratamiento que los
hace iguales al acero inoxidable.

Las rejillas presentan un peso mínimo para un fácil mantenimiento (15
Kg. para canaletas de ancho 100 con rejilla de fundición, 30 Kg. para
canaletas de ancho 200 con rejilla de fundición, 60 Kg. para canaletas de
ancho 300 con rejilla de fundición).
Figura 215. Canaletas para evacuación de aguas superficiales (Partes que la conforman)
Teniendo en cuenta la configuración propia de este tipo de sistemas de
evacuación de aguas superficiales que se expuso anteriormente, a continuación
se puede observar algunas características que JIMTEN expone para cada tipo
de canaleta:
A. Canaletas Reforzadas Kenadrain HD. Canaletas con refuerzo lateral en
acero galvanizado, disponibles en ancho 100, 150, 200 y 300 con rejillas de
fundición o acero galvanizado resistente a cargas A-15, B-125, C-250 y D-400
(KN).
B. Canaletas Ligeras Kenadrain MD. Canaletas disponibles en ancho 100,
150 y 200, rejillas de fundición y resistencias carga B-125 y C-250 (KN).
C. Canaletas Cascada Kenadrain. Canaletas con cuatro alturas, 130, 170,
210, 250 mm, con refuerzo lateral en acero galvanizado disponibles en ancho
100, con rejillas de fundición, resistencias carga B-125, C-250 y D400 (KN).
D. Canaletas Parking Parkdrain. Canaletas para parking de altura reducida 80
mm, con refuerzo lateral en acero galvanizado, disponibles en ancho 100, con
rejillas de fundición o acero galvanizado, resistencias carga B-125, C-250 y
D400 (KN).
Cuadro 8. Ventajas y desventajas de sumideros
1. La DIGESBA menciona algunas ventajas y desventajas que presentan
los sumideros de ventana y los sumideros de reja. A continuación se
muestran las más importantes:
A. Ventajas y desventajas de los sumideros de ventana



Su mayor ventaja radica en la poca interferencia con el tráfico.
Una de sus desventajas es que sus costos de construcción son muy
elevados.
Una desventaja muy importante es que captan fácilmente sedimentos y
basuras en comparación con los sumideros de reja.
B. Desventaja de los sumideros de reja. Su desventaja son los
inconvenientes que causa al transito, su facilidad de captación de desperdicios
que tapona el área útil de la reja y el ruido que se produce al paso vehicular por
el mismo.
2. El SERVIU menciona algunas ventajas y desventajas que presentan los
sumideros de ventana y de rejilla; estas variables que hacen eficientes o
deficientes a estas estructuras dentro del sistema urbano se muestran a
continuación:
A. Desventajas de sumideros Horizontales o de rejilla


Sus rejillas se obstruyen con facilidad.
Sus rejillas generan inconvenientes para el paso de los ciclistas y
peatones.
B. Ventajas y desventajas de sumideros laterales o de ventana


Una ventaja de estos sumideros es que funcionan admitiendo objetos
arrastrados por la corriente.
Una de sus desventajas es que su capacidad decrece con el aumento de
la pendiente longitudinal.
3. CASTAÑEDA en su trabajo investigativo ha recopilado información
acerca de algunas ventajas y desventajas de diferentes tipos de
sumideros; tal información se muestra resumida en el cuadro 9.
Cuadro 9. Ventajas y desventajas de sumideros
TIPO DE SUMIDERO
Ventana
Reja
Combinado
VENTAJAS
Su mayor ventaja radica en su
poca interferencia con el
tránsito de vehículos, ciclistas
y peatones.
Debe tener prioridad por
razones
viables,
a
su
utilización en vías arterias y
distribuidoras
La mayor ventaja de este
sumidero es la capacidad
hidráulica, pues es superior a
la capacidad del sumidero
lateral,
especialmente
en
pendientes pronunciadas.
Son las mismas de los
sumideros que los conforman
Son
adaptables
a
las
características urbanas del
camino tales como calzadas,
intersecciones de la calle y
aceras.
Se acomodan al tráfico
vehicular como a las bicicletas
y al tráfico peatonal.
RANURADO
No es necesaria una depresión
para mejorar la eficiencia
hidráulica.
La construcción es simple y su
procedimiento muy rápido.
El
proceso
de
repavimentación,
puede
adaptarse fácilmente sin tener
ningún problema, con cambiar
las características hidráulicas
del sumidero ranurado.
Tiene
una
capacidad
autolimpiadora.
Son
muy
estéticos
DESVENTAJAS
No se deben utilizar cuando se
tengan indicios de que existe la
posibilidad de acarreo cuantioso de
desperdicios y sedimentos.
Son costosos y captan fácilmente
sedimentos
y
desperdicios
(basuras), que perjudican su normal
funcionamiento.
Se debe utilizar preferiblemente
cuando su eficiencia sea al menos
de un 75%, lo cual puede ocurrir
para pendientes inferiores al 3% y
anchos de inundación de menos de
tres metros.
Genera inconvenientes con el
tránsito, además de ser ruidosos
cuando un vehículo pasa sobre
ellos.
La reja se tapona fácilmente con los
sedimentos
y
basuras
que
transportan las aguas lluvias
Son las mismas de los sumideros
que los conforman
Los sumideros ranurados son
propensos a recoger desechos en
puntos bajos, por lo tanto no es
recomendable el uso de ellos en
estos lugares.
Para hacer un mantenimiento
efectivo, es necesario es necesario
una abertura en la acera o que la
rejilla del sumidero se pueda retirar
La tubería de desagüe de estos
sumideros puede llegar a tener
problemas
estructurales
del
conector en zonas donde hallan
conexiones flexibles a lo largo del
camino.
4. LARA, CALDERÓN y NAPOLEÓN mencionan algunas ventajas y
desventajas propias de los sumideros de ventana y de reja horizontal.
A. Ventajas y desventajas de los sumideros de ventana



Tienen la ventaja de no interferir con el paso de vehículos, ciclistas y
peatones.
Una de las ventajas es que su mantenimiento es mínimo debido a que no
tienden a obstruirse con depósitos de basuras.
Una de las desventajas para este tipo de sumideros, es la disminución de
su eficiencia en la captación de aguas lluvias, cuando las vías tienen
pendientes pronunciadas que dan lugar a incrementos considerables en
la velocidad del agua.
B. Ventajas y desventajas de los sumideros de reja horizontal


Una de sus ventajas es que su capacidad de captación no es disminuida
de manera apreciable.
Una de sus desventajas es que se obstruyen fácilmente cuando los
residuos sólidos (basuras) son arrastrados por las aguas lluvias.
5. La TxDOT expone algunas ventajas y desventajas para los diferentes
tipos de sumideros que contempla en su manual de diseño hidráulico.
A. Ventajas del sumidero de ventana
B. Desventaja del sumidero de reja
D. Ventajas y desventajas del sumidero ranurado
A. Ventaja del sumidero de ventana. Una desventajas de los sumideros de
ventana es que el Angulo de entrada que presenta la estructura para facilitar el
ingreso de las aguas al sistema (depresión), es fijo y no es fácilmente adaptable
a los cambio del nivel del pavimento como ocurre cuando a una vía se le hace
mantenimiento a la superficie; sucesivas capas de material en la calzada reduce
gradualmente o elimina por completo el Angulo de entrada.
B. Desventajas del sumidero de reja


Los sumideros no pueden ser utilizados en cunetas con secciones en V.
Los sumideros de reja son propensos a captar más fácilmente basuras.
D. Ventajas y desventajas del sumidero ranurado
-
Ventajas
 Son sumideros que se adaptan fácilmente a las intersecciones de las
calles, caminos y aceras.
 Los sumideros ranurados se acomodan fácilmente a las especificaciones
de la AASHTO HS 20, en lo que respecta a tráfico de vehículos,
bicicletas, sillas de ruedas y trafico peatonal.
 No es necesario una depresión para que su eficiencia hidráulica sea
mayor.
 El costo de los materiales relativamente es pequeño.
 El proceso de construcción es sencillo y rápido
 El proceso de repavimentación, puede adaptarse fácilmente sin tener
ningún problema con el cambio las características hidráulicas del
sumidero ranurado.
 Las ranuras del sumidero ranurado, se pueden limpiar fácilmente.
 Los sumideros ranurados son estéticamente agradables.
-
Desventajas
 Los sumideros ranurados son propensos a recoger desechos en puntos
bajos, por lo tanto no es recomendable el uso de ellos en estos lugares.
 Para llevar cabo un mantenimiento eficaz, se requiere una alcantarilla o
pozo adyacente, o de un sumidero de reja o de ventana.
 Los tubos que conforman los sumideros ranurados pueden presentar
problemas estructurales en los empalmes en aquellos sectores donde las
calles o caminos son flexibles.
6. JIMTEN describe algunas ventajas que presentan las canaletas para
drenajes de aguas superficiales.
A. Ventajas de las canaletas de evacuación de aguas superficiales






Las canaletas logran que las ciudades sean seguras y saludables.
Cumplen requerimientos estéticos conciliados.
Las canaletas se encuentran normalizadas por la Norma EN 1433
(Europea)
Es un sistema estético, ligero, e inalterable.
Son sistemas que se integran armoniosamente dentro del resto de
elementos arquitectónicos y se coordinan con cualquier tipo de suelo.
Es un sistema que permite una evacuación más eficaz de las aguas, y
redúcelos depósitos de lodo.





Es un sistema que esta fabricado con materiales reciclables.
Están constituidas por un sistema que facilita la resistencia mecánica
baja, media y elevada.
El polipropileno reciclado como composición de las canaletas, es un
material que ofrece una excelente resistencia química; totalmente
insensible a los tratamientos con sal durante las nevadas así como a
numerosos productos químicos, no aportando ningún tipo de residuo a
los fluidos transportados. Se caracteriza por una nula absorción de
humedad, siendo in-congelable por naturaleza.
Son seguros de instalar debido a su bajo peso.
Las rejillas que se instalan, se encuentran en función de la carga a
soportar.
4.1.2 Registro fotográfico: Problemas comunes en sumideros. Las calles de
Bogotá presentan sumideros con problemas muy comunes, como los que se
muestran a continuación:
Figura 216. Sumidero de reja mal ubicado
Sumidero de rejas de barras paralelas a la dirección del flujo, con sistema de depresión en sus
cuatro caras, pobremente localizado y despreciable estéticamente. Ubicado en la calle 68 con
carrera 16 en la ciudad de Bogotá. (La flecha azul indica la dirección del flujo y la roja la ubicación
de sumidero).
Figura 217. Sumidero mixto sin reja
Sumidero mixto sin reja sobre la superficie del pavimento, haciendo visible la no presencia de un
sistema de rejas antirrobo y mal ubicado, puesto que los sumideros deben ubicarse en los cruces
de las calles pero antes del paso de los peatones; despreciable estéticamente. Ubicado en la calle
94 entre carreras 9 y 10 de la ciudad de Bogotá.
Figura 218. Sumidero de ventana ubicado después del paso de peatones
Sumidero de ventana mal ubicado, puesto que los sumideros deben ubicarse en los cruces de las
calles pero antes del paso de los peatones; Ubicado en la calle 82 con carrera 13 de la ciudad de
Bogotá.
Figura 219. Sumidero mixto ubicado en un lugar poco eficiente
Sumidero mixto mal ubicado, puesto que los sumideros deben ubicarsen antes del paso de los peatones; la
imagen muestra un estancamiento de agua que entorpece el cruce de peatones. Ubicado en la calle 82 con
carrera 12 de la ciudad de Bogotá. (La imagen verde muestra la ubicación adecuada).
Figura 220. Sumidero de reja mal ubicado
Sumidero de reja mal ubicado; la imagen verde muestra la ubicación correcta del sumidero, la cual
impediría que se acumulen aguas, como muestra la imagen. Adicionalmente se observa que la
superficie del sumidero se encuentra por debajo de la superficie del pavimento, lo cual genera un
sobre salto a los vehículos que transitan por este lugar; se recomienda en el momento de la
rehabilitación de la superficie del pavimento, realizar un sistema de depresiones alrededor del
sumidero, esto aumentaría la capacidad hidráulica de la estructura y el Concord de la vía. Ubicado
en la avenida la esperanza con carrera 100 de la ciudad de Bogotá.
Figura 221. Ausencia de sumidero
Ausencia de sumidero, se recomienda usar sumidero en los cruces de las calles para facilitar el
paso de peatones y minimizar el flujo de aguas lluvias en la superficie del pavimento. La imagen
verde muestra una posibilidad de ubicación de sumidero. Ubicado en la carrera 100 con calle 20
(La carrilera) de la ciudad de Bogotá.
Figura 222. Ausencia de sumidero en cuneta
Ausencia de sumidero, se recomienda usar sumidero en los cruces de las calles para facilitar el
paso de peatones y minimizar la presencia de aguas lluvias en la superficie del pavimento. La
imagen verde muestra una posibilidad de ubicación de sumidero antes del cruce de peatones.
Ubicado en la carrera 99 con calle 18a de la ciudad de Bogotá.
Figura 223. Sumidero mixto colmatado por sedimentos y basuras
Sumidero mixto obstruido por basuras y sedimentos. Ubicado de después del paso de peatones,
característica que lo hace ineficiente pues en tiempo de lluvias se dificulta el paso de peatones.
Ubicado en la calle 22 k con carrera 100 de la ciudad de Bogotá.
Figura 224. Sumidero de reja ubicado en sector con alta posibilidad de arrastre de materiales
Sumidero de cuneta o reja mal ubicado. No es recomendable utilizar sumideros de ningún tipo en
vías que presentan a su alrededor calles sin pavimentar. El transporte de sedimentos de estas
calles es muy grande y taponan fácilmente los sumideros. Sumidero ubicado en el barrio San Blas
de la ciudad de Bogotá.
Figura 225. Sumidero de ventana ubicado en vía con pendiente superior al 3%
Sumidero de ventana con depresión, ubicado en vía con pendiente longitudinal superior al 3%; la
velocidad del flujo en estas vías dificulta el ingreso del agua al sumidero. Este tipo de sumideros
debe ubicarse en pendientes longitudinales inferiores al 3%. Sumidero ubicado en la avenida suba
entre carreras 90 y 91 de la ciudad de Bogotá.
Figura 226. Sumidero de reja, con ancho obstruido por andén
Sumidero de reja en concreto mal ubicado. Este tipo de sumideros se encuentran diseñados para
que cumplan con una capacidad hidráulica, la cual se encuentra en función del ancho del
sumidero. Nótese que el ancho del sumidero se encuentra obstruido, lo cual impide cumplir con sus
características de diseño. Adicionalmente se encuentra ubicado después y no antes del paso de
peatones. Sumidero ubicado en la carrera 91 con calle 90 de la ciudad de Bogotá.
Figura 227. Sumidero de reja mal ubicado
Sumidero de reja en concreto mal ubicado; los sumideros deben ubicarse justo antes del paso de
peatones. El ancho del sumidero medido desde el borde del andén o sardinel, debe ser igual en
ambos extremos del sumidero; pues el ancho medido desde el borde, es una variable importante
en el diseño de este tipo de estructuras; es por estos errores, que la cantidad de flujo superficial
que sobrepasa el sumidero es muy considerable. Sumidero totalmente colmatado por sedimentos y
basuras. Ubicado en la autopista norte con calle 144. Sentido norte – sur. Ciudad de Bogotá.
Figura 228. Sumideros de ventana mal ubicados
En las imágenes se puede observar dos sumideros de ventana ubicados de manera ineficiente,
pues la distancia que los separa no es superior a los 4 m; no es necesario ubicar sumideros tan
cerca. Cuando se quiera captar todo el caudal que transita por el sector, se hace necesario
aumentar la longitud del sumidero, pero no ubicar otro sumidero al lado, esto incurre en gastos
innecesarios y se pierde la oportunidad de ubicar un sumidero en algún lugar que se necesite.
Ubicado en suba, Ciudad de Bogotá.
Figura 229. Sumidero de ventana con barras mal instaladas
Los sumideros de ventana con barras verticales, deben tener sus barras instaladas debajo de la
superficie del sardinel o del andén, pero nunca deben ubicarse de manera que queden
sobresaliendo cono se muestra en las figuras. En la imagen se observa las consecuencias de los
daños que sufren las barras debido al rose de los vehículos con estas. Ubicado en la calle 134 con
autopista norte en la ciudad de Bogotá.
Figura 230. Sumidero de ventana, con altura de abertura inferior a 7 cm
La altura de la ventana debe garantizar el ingreso del flujo superficial al sumidero, cuando esta
altura es muy pequeña, es más fácil que el sumidero se tapone de basuras y sedimento, tal como
se muestra en las imágenes. En la imagen la altura de la ventana no supera los 7 cm. La flecha
señala la altura del sumidero. Sumidero ubicado en la avenida suba con avenida Cali, en la ciudad
de Bogotá.
 Uno de los problemas más grandes y a los cuales están expuestos los
sumideros, es el taponamiento por causa de las basuras, plantas y sedimentos;
a continuación se muestran algunas imágenes de sumideros de ventana, de
cuneta y mixtos con los problemas anteriormente mencionados.
Figura 231. Sumideros colmatados por basuras, plantas y sedimentos
Continuación figura anterior.
Continuación figura anterior.

El mantenimiento de sumideros por parte del estado, permite mantener la
eficiencia para las cuales han sido diseñadas estas estructuras; la figura 232
refleja una labor de limpieza de sedimentos a estos sistemas de captación:
Figura 232. Mantenimiento de sedimentos para sumideros de reja
Continuación figura anterior.

Uno de los factores que garantiza el buen funcionamiento de los sumideros, es
la resistencia de los materiales con los cuales han sido construidas estas
estructuras; el que los sumideros conserven su estructura en las mejores
condiciones no solo garantiza una eficiencia en su capacidad hidráulica y el
Concord al paso vehicular, si no que también realiza un aporte muy importante
a la estética de las vías y su entorno. A continuación se muestran algunas
imágenes de sumideros en deterioro:
Figura 233. Deterioro en el acero y el concreto en sumideros transversales
Continuación figura anterior.
Figura 234. Deterioro en el acero y el concreto en sumideros de reja
4.1.3 Fallas y parámetros de diseño en sumideros, según funcionarios de la
EAAB. Con el propósito de conocer algunos problemas y parámetros de diseño de
los sumideros utilizados en Bogotá, se realizó una entrevista a algunos
funcionarios de la EAAB encargados de la operación y mantenimiento. En esa
labor se tocaron preguntas enfocadas a los diferentes tipos de sumideros usados
en la capital, la configuración de estas estructuras, los problemas más frecuentes
y la ubicación de estos sistemas. Del proceso que se llevo acabo con los
funcionarios, se concluye lo siguiente:

En lo que respecta a los tipos de sumideros usados por la EAAB, se
encuentran las siguientes estructuras: Sumideros de ventana, sumideros de
reja, sumideros mixtos y sumideros transversales.

Los materiales usados en el proceso de construcción de sumideros son:
concreto e impermeabilizantes.

El problema más frecuente y complejo que presentan los sumideros son los
sedimentos (arenas y arcillas) y basuras como plásticos, papeles, desechos
orgánicos y todo tipo de maderas.

En lo que respecta al mantenimiento, la EAAB realiza esta operación
cuando la comunidad lo requiere y en periodos que oscilan entre uno y dos
años. Las obras de mantenimiento se realizan de forma manual con palas,
baldes y carretillas, con el Vactor (Sistema de mangueras que trabaja a
presión o succión) y mediante Rotosondas.

En el momento de ubicar los sumideros los factores que la EAAB tiene en
cuenta son los siguientes: la pendiente longitudinal de la vía, la pendiente
transversal, el área de inundación y el caudal a captar.

Un parámetro que se tiene en cuenta en el momento de ubicar un sumidero
es el ancho del andén. Si el ancho es pequeño se instala un sumidero de
reja en la calzada mientras que si el ancho es grande se instala un
sumidero de ventana.

La ubicación de sumideros en lugares con alto riesgo de erosión se maneja
utilizando sumideros con desarenador aún cuando su eficiencia es limitada.

Se asegura la no utilización de sumideros cuando las calles vecinas se
encuentran sin pavimentar, no obstante, en algunas zonas el manejo de
aguas es crítico y por ello se instalan aún conociendo el riesgo de
taponamiento.
Con las entrevistas realizadas se pudo observar la falta de una teoría amplia y
profunda en lo que respecta a diferentes sistemas de captación de agua
superficial, las ventajas y desventajas que ofrece cada sistema para así luego
tomar la decisión de utilizarlos y la falta de parámetros para realizar una adecuada
ubicación de estas estructuras. Esta situación unida a la falta de conocimiento de
los diferentes operarios genera en la ciudad problemas tan frecuentes como los
que se observan en el registro fotográfico planteado en el numeral 4.1.2.
4.1.4
Propuesta metodológica: Definición de los diferentes tipos de
sumideros usados a nivel nacional e internacional. De acuerdo al análisis
anteriormente realizado, donde se clasificó la información que diferentes autores
proporcionaron sobre los tipos de sumideros que son usados a nivel nacional e
internacional, a continuación se presenta un documento que recopila las
características más importantes en la definición de cada tipo de sumidero.
Los sistemas de captación de aguas superficiales más usados en el medio
nacional e internacional, son los siguientes:






Sumidero de ventana
Sumidero de reja
Sumidero combinado
Sumidero transversal
Sumidero ranurado
Canaletas
Los sumideros anteriormente mencionados presentan una configuración interna y
externa que los hace diferentes dentro de su nombre original; estas características
transforman este tipo de sistemas de captación en elementos más eficientes
dentro de las ciudades, pues logran disminuir los riesgos de accidentes, minimizan
el grado agua en la superficie de las vías, y disminuyen la contaminación del
medio ambiente. Por las razones anteriores y en busca de conocer más a fondo el
tipo de sumidero a utilizar según las condiciones del sector, se hace necesario
mostrar una subclasificación propia de cada tipo de sumidero descrito.
A continuación se puede apreciar la subclasificación de los sumideros
mencionados anteriormente:










Sumidero de ventana con barras verticales
Sumidero de ventana con depresión
Sumidero de ventana Sifónico o con sello hidráulico
Sumidero de ventana con desarenador
Sumidero de reja con depresión
Sumidero de reja Sifónico o con sello hidráulico
Sumidero de reja con desarenador
Sumidero combinado con depresión
Sumidero combinado Sifónico o con sello hidráulico
Sumidero combinado con desarenador
Con base en la clasificación mostrada anteriormente y buscando un acercamiento
a una mejor definición de estos sistemas de captación de aguas superficiales, a
continuación se da a conocer en que consiste cada tipo de sumidero o sistema de
captación:
4.1.4.1 Sumidero de ventana. Un sumidero de ventana, es aquella estructura de
captación de aguas lluvias, que se instala en el borde del anden o en el sardinel;
es por esto, que son únicamente instaladas en vías confinadas por cordones de
acera.
Los sumideros de ventana se encuentran conformados por una cámara o cajón de
recolección de agua lluvias y desechos, y por una tubería (albañal) de conexión
entre el sumidero y el colector principal.
Para tener una mejor idea de un sumidero genérico de ventana, obsérvese la
figura 235 que se muestra a continuación:
35
Figura 235. Sumidero de ventana
Los sumideros de ventana también son llamados: Sumideros de cordón, coladeras
de banqueta, sumideros verticales, sumidero de buzón y sumidero lateral en
sardinel o solera.
A. Sumidero de ventana con barras verticales. El sumidero de ventana con
barras verticales cumple con la descripción expuesta anteriormente para el
sumidero de ventana, la única diferencia es que este tipo de sumideros presenta
una serie de barras a lo largo de la abertura de la ventana del sumidero; estas
barras tienen como funcionalidad la disminución en la captación de basuras.
El procedimiento para definir la capacidad hidráulica es diferente al usado por el
sumidero sin barras a lo largo de la abertura, puesto que se hace necesario tener
en cuenta el área que ocupa las barras a lo largo de la abertura. Para tener una
mejor idea de este tipo de sumideros, obsérvese la figura 236 que se muestra a
continuación:
Figura 236. Sumidero de ventana con barras verticales. Ubicado en la avenida suba entre carreras 91 y 92,
Bogotá
B. Sumidero de ventana con depresión. Este tipo de sumideros cumple con la
definición que se realizó anteriormente para el sumidero de ventana, y puede
cumplir o no con las característica que define al sumidero de ventana con barras
verticales; pero este tipo de sumideros presenta una característica adicional en el
exterior de su estructura, y es la construcción de un canal lateral de desagüe o
depresión, que se encuentra ubicada al lado de la abertura del sumidero y que
tiene como propósito encausar de manera más fácil las aguas lluvias al sistema.
El cálculo de la capacidad hidráulica depende de las características de la
depresión que lo acompaña. Para tener una mejor idea de este tipo de sumideros,
obsérvese la figura 237 que se muestra a continuación:
34
Figura 237. Sumidero de ventana con depresión
C. Sumidero de ventana Sifónico o con sello hidráulico. Los sumideros de
ventana con sello hidráulico son estructuras usadas en sistemas combinados. Su
función es impedir la salida de malos olores provenientes de las aguas residuales.
En su interior presenta una pared en concreto que divide la cámara o cajón de
recolección de aguas lluvias en dos; este sistema permite la presencia de agua a
un extremo del sumidero, con el propósito de evitar la salida de gases, malos
olores y la proliferación de mosquitos. Para tener una mejor idea de este tipo de
sumideros, obsérvese las figuras 238, 239 y 240 que se muestran a continuación:
Figura 238. Sumidero de ventana con sello hidráulico, (Vista planta)
5
Figura 239. Sumidero de ventana con sello hidráulico, (Corte A - A)
5
Figura 240. Sumidero de ventana con sello hidráulico, (Vista planta). Ubicado en el barrio San Blas, Bogotá
Nota: Las líneas rojas en la imagen, resaltan el espesor de la pared en concreto que divide la
cámara de recolección de aguas lluvias; a la izquierda de la foto se aprecia la cámara que
almacena el agua hasta el nivel de la tubería de conexión. Al lado derecho la rejilla que permite el
ingreso del agua al sistema. Características propias de un sumidero con sello hidráulico.
D. Sumidero de ventana con desarenador. Por lo general son estructuras que
cumplen con las características de los sumideros de ventana expuestos
anteriormente, la única diferencia es que este tipo de sumideros presenta en su
interior, mas exactamente en la cámara de recolección, una configuración que le
permite almacenar sedimentos, impidiendo que ingresen al colector principal.
Estos sumideros son usados cuando es previsible el arrastre de arena al sistema,
ya sea por medio de calles cercanas sin pavimentar o por áreas tributarias con
cobertura vegetal deficiente. El mantenimiento de estas estructuras debe hacerse
de manera frecuente.
4.1.4.2 Sumidero de reja. Los sumideros de reja son estructuras diseñadas para
captar las aguas lluvias que circulan por la superficie de las calles; estas
estructuras se ubican a los costados de la calzada (Si la calle presenta un sistema
de cunetas, estos sumideros se ubican sobre las cunetas); además están
compuesto de un sistema de rejillas, una cámara de recolección de sedimentos y
aguas lluvias, y una tubería de conexión que inicia en la cámara de recolección del
sumidero y concluye en el colector principal.
El sistema de rejillas presenta unas barras lo suficientemente largas para que el
agua proveniente de la superficie pueda ingresar al sumidero sin tocar el borde del
emparrillado aguas abajo; este sistema de rejillas impide el paso de elementos no
deseados al sistema como lo son las basuras, vehículos, peatones y piedras. Las
barras de las rejillas pueden presentar una geometría circular o rectangular y su
ubicación ideal siempre será en la dirección del flujo, pero pueden ubicarse en
sentido diagonal para facilitar el paso de bicicletas.
Los sumideros de reja, al igual que los sumideros de ventana, pueden presentar
una configuración interna y externa que los hace diferentes entre si, es por esto
que se encuentra en el medio, sumideros de reja con desarenador, sumideros de
reja con depresión y sumideros de reja con sello hidráulico. La definición teórica
de estas estructuras, es la misma definición que se hizo anteriormente para los
sumideros de ventana.
La capacidad hidráulica del sumidero de reja es superior a la capacidad ofrecida
por un sumidero de ventana bajo las mismas condiciones y se aumenta cuando la
pendiente longitudinal de la vía es muy pronunciada; un sistema de depresión
adjunto a estos sumideros, aumenta su eficiencia de captación. Para tener una
mejor idea de este tipo de sumideros, obsérvese las figuras 241 y 242.
Los sumideros de reja también pueden ser llamados: Sumideros de cuneta,
coladeras de piso, sumidero de fondo y sumidero horizontal.
9
Figura 241. Sumidero de reja
9
Figura 242. Sumidero de reja
4.1.4.3 Sumidero combinado. Este tipo de sumideros se encuentra conformado
por un sumidero de ventana y un sumidero de reja, los cuales en fusión trabajan
como una unidad. La fusión de estos dos sumideros trata de tomar de cada uno
de ellos lo más positivo, es decir, mejorando la eficiencia del sumidero de ventana
y reduciendo la ocupación de la calzada para el sumidero de rejas.
Los sumideros mixtos se encuentran generalmente conformados por una o más
rejas (según sea su diseño de capacidad hidráulica), una ventana en el borde del
anden, una cámara de recolección de aguas lluvias, y una tubería de conexión al
colector principal.
Este tipo de sumideros, obsérvese figura 243, cumple con las mismas
características de los sumideros de ventana y sumideros de reja en lo respecto a
un sistema de depresión, sello hidráulico y desarenador; características que se
hacen visibles según sea la importancia y necesidades del proyecto.
Los sumideros combinados también son llamados: Sumideros mixtos y coladeras
de piso y banqueta.
47
Figura 243. Sumidero combinado
4.1.4.4 Sumidero transversal. Son aquellas estructuras en forma de cajas,
diseñadas y ubicadas en sentido transversal a la dirección del flujo en todo lo
ancho de la vía; la caja se encuentra cubierta por un sistema de rejillas al igual
que los sumideros de reja y en su interior se encuentra una tubería que lo conecta
con el colector principal más cercano.
47
ARAÚJO LIMA, José Geraldo. Investigações experimentais da eficiência hidráulica em bocas-delobo em
greide contínuo. Programa de pós-graduação em saneamento, meio ambiente e recursos hídricos. Belo
horizonte. Universidade Federal De Minas Gerais. 2007. 107 p.
Este tipo de sumideros, obsérvese las figuras 244, 245 y 246, captan cantidades
de aguas considerables cuando se ubican en calzadas con pendientes
longitudinales muy pronunciadas y en pendientes transversales muy pequeñas.
Los sumideros transversales también son llamados: Sumideros transversales de
piso.
Figura 244. Sumidero transversal, (Vista planta)
Figura 245. Sumidero transversal, (Sección)
12
12
Figura 246. Sumidero transversal, (Detalle emparrillado o rejilla)
12
4.1.4.5 Sumidero ranurado. Los sumideros ranurados se encuentran constituidos
por una ranura muy delgada, que se construye a ras o a nivel de la superficie del
pavimento o cuneta; esta ranura se encuentra conectada longitudinalmente a un
tubo por donde drena el agua.
El sumidero ranurado mostrado en la figura 247, puede ser una alternativa de
sistemas de drenaje que se instalan a lo largo de la orilla del sardinel. También
pueden ser instalados en caminos y en intersecciones de calles.
Uno de los requerimientos en la construcción de los sumideros ranurados, tal
como se muestra en la figura 248, es garantizar su integridad estructural mediante
el aplique de una capa de concreto alrededor del sumidero.
34
Figura 247. Sumidero de desagüe ranurado
34
Figura 248. Integridad estructural del sumidero de desagüe ranurado
4.1.4.6 Canaletas. Las canaletas mostradas desde las figuras 249 a 253, son
sistemas diseñados para recolección de las aguas superficiales de escorrentía
provenientes de las aguas lluvias y de las aguas que el ser humano deposita
sobre la superficie de los suelos con un fin propio.
Los largos tramos de canaletas posibles a instalar, tienen una función ambiental
muy importante, y es la disminución del recorrido de la escorrentía para abreviar
el grado de contaminación de las aguas, pues el grado de contaminación de las
aguas lluvias se encuentra en función de la longitud de recorrido.
Las canaletas de desagüe se encuentran constituidas o conformadas por una
canaleta propiamente dicha, una rejilla y en muchas ocasiones estos sistemas
presentan un desarenador.
Las canaletas están diseñadas para resistir cualquier tipo de carga y lo que las
diferencia entre si, es la carga que soportan; es por ésto que estas estructuras no
son usadas en un lugar en especifico, si no que se utilizan en cual quier parte de
una ciudad, ya se en centros comerciales, estaciones de combustible,
aeropuertos, autopistas, alrededor de edificios, parqueaderos en edificios de
diferentes niveles, estadios, plazas de mercado, parques de recreación, etc.
44
Figura 249. Canaleta FASERFIX®BIG BL
44
Figura 250. Canaleta RECYFIX®PLUS
44
HAURATON. La línea para Ingeniería Civil. [En Línea] [Citado 26 – 02 - 09] <http://www.hauraton.es/es/>.
Las canaletas son un sistema de recogida de aguas muy útil y adaptable a
cualquier tipo de pavimento y en cualquier tipo de vía. Las figuras 251, 252 y 253
resaltan una característica muy importante en estos sistemas: “LA ESTETICA”.
44
Figura 251. Canaleta instalada transversalmente a la vía 1
44
Figura 252. Canaleta instalada transversalmente a la vía 2
44
Figura 253. Canaleta instalada en sentido longitudinal y transversal a la vía
4.1.5
Propuesta metodológica: Descripción sobre el diseño hidráulico de
los diferentes tipos de sumideros usados a nivel nacional e internacional.
Los sumideros son estructuras diseñadas para captar la escorrentía proveniente
de las aguas lluvias; es por esto que se hace necesario tomar como parámetro
inicial en el diseño de sumideros, la escorrentía esperada para el periodo de
retorno de diseño.
Para definir la cantidad de aguas lluvias que se convierte en escorrentía, se
pueden tomar diferentes métodos que ayudan en el tema; los diferentes métodos
para definir caudal de escorrentía se mencionaron en el numeral 2.1.1.
Teniendo definida la escorrentía esperada para el periodo de retorno diseño, se
hace necesario relacionar todas las variables que influyen en el diseño de
sumideros; a continuación se detallan y se explican cada una de ellas:










Pendiente longitudinal de la vía
Pendiente Transversal de la vía
Rugosidad de la superficie
Caudal de aproximación
Altura de la lámina del flujo de aproximación
Ancho de inundación
Área del flujo de aproximación
Velocidad del flujo de aproximación
Aceleración de la gravedad
Pendiente longitudinal de la vía. La pendiente longitudinal de la vía, es un
factor que mide el grado de inclinación en porcentaje entre dos puntos con
alturas conocidas y corresponde a la cantidad de metros de ascenso o
descenso, por cada metro que se recorre horizontalmente.
La pendiente longitudinal de la vía, define que altura de lámina de flujo se
encuentra aguas arriba del sumidero.

Pendiente Transversal de la vía. La pendiente transversal de una vía o
comúnmente llamada bombeo, es el grado de inclinación sobre un
alineamiento recto que tiene la sección transversal de la calzada. Su valor más
común en vías urbanas es del 2% y esta pendiente facilita el ingreso de las
aguas lluvias al sistema de recolección.

Rugosidad de la superficie. Se representa por el tamaño y la forma de los
granos del material que forma el perímetro mojado y que producen un efecto
retardante sobre el flujo. En general, los granos finos resultan en un valor
relativamente bajo de n  y los granos gruesos dan lugar a un valor alto de n  .
El índice de rugosidad de Manning n  , fue planteado en el año 1889 por el
Ingeniero Irlandés Robert Manning y en si, es un factor que mide el grado de
rugosidad de una superficie. A continuación se muestra la tabla 14 con algunos
valores de rugosidad, para diferentes superficies:
Tabla 14. Coeficientes de rugosidad de Manning. RAS - 2000, Sección I, Título A

Caudal de aproximación. El caudal de aproximación o gasto de aproximación
es el volumen de agua por unidad de segundo que se aproxima al sumidero; el
área por la cual transita el flujo aguas arriba del sumidero, esta compuesta por
el ancho de inundación, altura de la lámina de flujo de aproximación y la
pendiente transversal de la vía.

Altura de la lámina del flujo de aproximación. Es la profundidad del agua
proveniente de la porción de lluvia que se convierte en escorrentía y que al
paso del tiempo si la vía no es muy inclinada, esta va ganando nivel.

Ancho de inundación. Es la longitud que demarca en sentido perpendicular a
la dirección del flujo, la superficie mojada en el pavimento producto del caudal
de aproximación.

Área del flujo de aproximación. El área de aproximación, hace referencia al
área mojada demarcada en la vía por el flujo de aproximación. En vías donde
se presente un sistema de cunetas, el área del flujo de aproximación
representaría el área mojada en la cuneta producto del caudal de
aproximación.

Velocidad del flujo de aproximación. La velocidad del flujo de aproximación
hace referencia a la velocidad que alcanza el flujo en la vía o en la cuneta
antes de llegar al sumidero. La velocidad del flujo, depende de la intensidad de
la lluvia, pendiente longitudinal y transversal de la vía, y el índice de rugosidad
del pavimento.

Aceleración de la gravedad. La fuerza de atracción gravitacional hace que un
objeto en caída libre se mueve de modo acelerado, ósea que su velocidad
aumenta constantemente por unidad de tiempo a medida que desciende.
En el ecuador, la aceleración de la gravedad es de 9,7799 metros por segundo
cada segundo, mientras que en los polos es superior a 9,83 metros por segundo
cada segundo. El valor que suele aceptarse internacionalmente para la
aceleración de la gravedad a la hora de hacer cálculos es de 9,80665 metros por
segundo cada segundo.
La hidráulica de sumideros que mejor se ajusta a las variables expuestas
anteriormente es la siguiente:
4.1.5.1 Diseño de sumideros de ventana. La capacidad hidráulica de estas
estructuras según la GEOSUPORT, aumenta cuando la longitud del sumidero se
hace más grande.
Al igual que los sumideros de cuneta, estas estructuras reflejan un aumento
considerable en su capacidad hidráulica cuando la pendiente longitudinal de la vía
es pequeña, tal como se puede apreciar en la tabla 7 y 11. La configuración
externa de estas estructuras hace que la capacidad de las mismas aumente de
manera considerable cuando se adjunta al sumidero un sistema de depresión,
dicho análisis se puede observar en la tabla 11 que presenta RIVAS.
Para realizar el diseño de sumideros de ventana, es necesario saber si el
sumidero de ventana tiene o no, una depresión, si tiene un sistema que barras
verticales que hacen más difícil el ingreso de basuras, si funciona como vertedero
o como orificio y si esta ubicado en puntos bajos.
A. Sumidero de ventana sin depresión adyacente. Para el diseño de este tipo
de sumideros, se puede retomar la metodología propuesta por FHWA, en la cual
expresa que un sumidero de ventana sin depresión adyacente, se puede
determinar utilizando la siguiente formula:

LT  K C  Q
0.42
S
0.3
Y
 1 

 
 n SX 
0.6
Donde:
K C  0.817 o (0.6 en unidades inglesas)
LT  Longitud requerida para captar el 100% del flujo en el canal. m 
S Y  Pendiente longitudinal.
n  Coeficiente de Manning
S X  Pendiente transversal
 m3 

Q  Caudal total en el canal o vía. 
 s 
Si se desea calcular la eficiencia de un sumidero lateral ya construido, la FHWA
propone usar la siguiente formula:


L 

E  1  1 
LT 

1.8
Donde:
L  Longitud real del sumidero construido.
La FHWA sugiere que la altura de la ventana del sumidero debe estar entre los
100 y 150 mm.
B. Sumidero de ventana sin depresión adyacente y con barras verticales. El
diseño de este tipo de sumideros se puede realizar mediante la metodología
propuesta por MATERÓN, la cual propone que un sumidero ventana sin depresión
adyacente se puede diseñar teniendo en cuenta el siguiente procedimiento:
MATERÓN considera que hay que tener en cuenta las pérdidas de energía debido
a las barras ubicadas a lo largo del sumidero; para ello se toma la ecuación de
Kirshmmer mostrada en CHOW y la cual se expresa continuación:
4

W  3
H  B     hV  sen
b
Donde:
H  Pérdida de carga, m 
B  Factor de forma de la rejilla. El valor de B es igual a 1.79 para barras circulares
y 2.42 para barras rectangulares
W  Espesor de la barra en la rejilla, m 
b  Espacio entre barras, m 
  Angulo de la barra con la horizontal, (grados)
hV  Cabeza de velocidad del agua a la entrada de la rejilla, m 

V2
hV 
2 g
Donde:
m
V  Velocidad promedio del agua de la captación lateral,  
s
m
g  Valor de la gravedad, 9.81  2 
s 
El anterior sistema de ecuaciones se ha creado para determinar una nueva altura
H , que permita calcular la capacidad hidráulica del sumidero teniendo en cuenta
las perdidas de energía generadas por las barras que posee.
Definida la altura H , se usa la siguiente ecuación para determinar la capacidad
del sumidero lateral adyacente sin depresión y sin barras:
3

Q  1.84  Le  H 2
Donde:
 m3 

Q  Caudal a captar por la captación lateral, 
 s 
Le  Longitud efectiva de la captación lateral, m 
H  Carga sobre la cresta de captación, m 
MATERÓN recomienda que debido a la obstrucción de la rejilla por acumulación
de material flotante y en suspensión, se deben aumentar las Pérdidas de 2 a 3
veces. Los diseñadores de sumideros generalmente recomiendan una pérdida
mínima de 6.0 cm.
C. Sumidero de ventana con depresión adyacente. La capacidad hidráulica de
estas estructuras, puede determinarse mediante la metodología expuesta por
TxDOT34, en la cual expresa que un sumidero de ventana con depresión, puede
diseñarse mediante el siguiente procedimiento:
El diseño de los sumideros de ventana implica determinar la longitud de sumidero
que captará la totalidad del flujo. La TxDOT propone usar el siguiente
procedimiento para diseñar los sumideros de ventana:
- Calcular la profundidad de flujo y la anchura (T) en la sección de la cuneta antes
del sumidero.
- Determinar la relación del ancho del flujo en la sección deprimida (W) y el ancho
total antes del sumidero (T) mediante la siguiente ecuación:

E0 
KW
KW  K 0
Donde:
E 0  Porcentaje de flujo en la depresión, con respecto al flujo total a captar
 m3 

K W  Caudal en la sección deprimida 
 s 
K 0  Caudal que sobrepasa el sumidero (caudal que se encuentra en la sección
 m3 

de la cuneta, después del sumidero) 
 s 
La depresión a  , el ancho de flujo antes del sumidero T  y el ancho de depresión
W  se pueden observar en la figura 175.
Para determinar el caudal en la sección deprimida K W  y el caudal que sobrepasa
el sumidero K 0  , use la siguiente ecuación:
5

K
z  A3
2
n P3
Donde:
 m3 

K  Caudal en la sección transversal. 
 s 
z  1.486 para sistema ingles y 1.0 para sistema métrico.
A  Área en la sección transversal m 2 
n  Coeficiente de Manning
P  Perímetro mojado m 
Para determinar el área en la sección deprimida  Aw , use la siguiente ecuación:

W 1

Aw  W  Sx   T     a  W
2 2

Donde:
AW  Área en la sección deprimida de la cuneta
W  Ancho de la depresión del sumidero de ventana
Sx  Pendiente transversal en la sección deprimida.
T  Ancho de inundación
a  Depresión
Para determinar el perímetro mojado en la sección deprimida de la cuneta PW  ,
use la siguiente ecuación:

PW 
W  Sx  a 2  W 2
Donde:
 
PW  Perímetro mojado en la sección deprimida de la cuneta m 2
W  Ancho de la depresión del sumidero de ventana m 
m
Sx  Pendiente transversal en la depresión  
m
a  Depresión m 
Para determinar el área de la sección de la calle aguas debajo de la depresión del
sumidero  A0  , use la siguiente ecuación:

A0 
Sx
T  W 2
2
Donde:
 
A0  Área en la sección de la cuneta más allá de la depresión m 2
m
Sx  Pendiente transversal en la sección deprimida  
m
W  Ancho de la depresión m 
T  Ancho de inundación m 
Para determinar el perímetro mojado de la sección de la cuneta aguas abajo de la
depresión P0  , use la siguiente ecuación:

P0  T  W
Donde:
P0  Perímetro mojado en la sección de la cuneta aguas abajo de la depresión
m 
2
T  Ancho de inundación m 
W  Ancho de la depresión m 
- Para determinar una pendiente transversal equivalente S e  para el sumidero de
ventana con depresión, use la siguiente ecuación:

Se  S X 
a
 E0
W
Donde:
m
S e  Pendiente transversal equivalente  
m
m
S X  Pendiente transversal en la calle  
m
a  Depresión m 
W  Ancho de depresión en la cuneta m 
E 0  Porcentaje de flujo en la depresión, con respecto al flujo total a captar
- Para determinar la longitud total de interceptación
ecuación:

Lr  z  Q
0.42
S
0.3
 1 

 
 n  Se 
0.6
Lr  , use la siguiente
Donde:
Lr  Longitud requerida para el sumidero de ventana m 
z  0.6 para sistema ingles o 0.82 sistema métrico
 m3 

Q  Caudal de aproximación en la cuneta 
 s 
m
S  Pendiente longitudinal de la vía  
m
n  Coeficiente de Manning
m
S e  Pendiente transversal equivalente  
m
- Para determinar el caudal que sobrepasa el sumidero QCO  , utilice la siguiente
ecuación:
1.8

 L 
QCO  Q  1  a 
 Lr 
Donde:
 m3 

QCO  Descarga o caudal que sobrepasa 
 s 
 m3 

Q  Caudal total 
 s 
La  Longitud de diseño del sumidero de ventana m 
Lr  Longitud requerida para captar todo el flujo m 
 m3 
 .
El caudal que sobrepase el sumidero no debe sobrepasar los 0.03 
 s 
- Finalmente para determinar el caudal interceptado, reste al caudal de
aproximación al sumidero de ventana, el caudal que sobrepasa el sumidero.
D. Sumidero de ventana en puntos bajos. Los sumideros de ventana en puntos
bajos, pueden funcionar como vertederos o como orificios, La FHWA expresa que
un sumidero de ventana ubicado en puntos bajos, funciona como vertedero
cuando la altura del flujo es igual a la altura de la ventana del sumidero y funciona
como orificio cuando la altura del flujo en la ventana del sumidero es 1.4 veces la
altura de la abertura del sumidero. Cuando la profundidad del flujo se encuentre
entre 1.0 y 1.4, se considerara en periodo de transición y la capacidad hidráulica
se define como el menor calculo de capacidad obtenido cuando funciona como
orificio y cuando funciona como vertedero.

Sumidero de ventana en puntos bajos sin depresión cuando funciona
como vertedero. El diseño de este tipo de sumideros según la FHWA, se
puede estimar mediante la siguiente ecuación:

Q  CW  L  d 1.5
La anterior ecuación es útil cuando se dispone de una longitud de sumidero ya
establecida; de esta manera se evalúa el caudal captado por el sumidero lateral
bajo una longitud de sumidero conocida.
Si se conoce el caudal a evacuar de las calles, se procede a determinar la longitud
del sumidero que permite evacuar dicha cantidad, tal procedimiento se lleva acabo
despejando de la ecuación mostrada anteriormente de la siguiente forma:

L
Q
CW  d 1.5
Donde:
 m3 

Q  Caudal total a captar. 
 s 
 m 0.5 
 Valor dado para sumideros sin
CW  Coeficiente del vertedero 1.6 
s


depresión.
d  Profundidad del agua, sobre la abertura en el sardinel (m).
L  Longitud de la abertura del sumidero en el anden o sardinel.
La profundidad del agua, sobre la abertura en el sardinel d  , se puede calcular
mediante una ecuación siempre y cuando cumpla una limitante donde d  h :

d  T  SX
Donde:
T  Ancho de inundación
S X  Pendiente transversal.
h  Altura de la abertura en el anden o sardinel o longitud de la altura del
sumidero lateral.

Sumidero de ventana en puntos bajos sin depresión cuando funciona
como orificio. El diseño de este tipo de sumideros se puede realizar siguiendo
la metodología de la FHWA, en donde expresa que la capacidad de un
sumidero de ventana cuando funciona como orificio, se puede estimar
mediante la siguiente ecuación:
1

h 2

Q  C 0  Ag   2  g  di  
2

Donde:
Ag  Área libre de la abertura m 2  .
C 0  Coeficiente del orificio, valor recomendado 0.67
m
g  Aceleración de la gravedad, 9.8 2
s
d i  Profundidad en el borde de la abertura, m 
h  Altura de la abertura en el sardinel, m 
d i , se puede determinar mediante la siguiente ecuación:

di  S X  T  a
El procedimiento anterior se puede llevar acabo siempre y cuando la profundidad
del agua sea 1.4 veces más alta que la abertura del sumidero.
Para entender las variables expuestas anteriormente se puede observar la figura
164.
Si se determina la capacidad del sumidero lateral sin depresión cuando funciona
como orificio y vertedero, (es decir, h < d ≤ 1.4h), elija la mayor de las dos
longitudes computarizadas como la longitud requerida para captar todo el caudal.
Finalmente se elige una longitud de sumidero estándar que sea mayor a la
longitud requerida.

Sumidero de ventana en puntos bajos con depresión cuando funciona
como vertedero. Según la FHWA la capacidad de un sumidero lateral con
depresión, cuando funciona como un vertedero, se puede estimar de la
siguiente manera:

Q  CW  L  1.8  W   d
Donde:
 m3 

Q  Caudal total que alcanza la abertura o capacidad máxima. 
 s 
 m 0.5 
 . Para sumidero con depresión
CW  Coeficiente del vertedero 1.25 
 s 
W  Ancho de la depresión.
L  Longitud de la abertura del sumidero en el anden o sardinel.

 a 
d h
1000 
Donde:
d  Profundidad del agua, sobre la abertura en el sardinel (m).
h  Altura de la abertura del sumidero en el andén o sardinel (m).
a  Profundidad de la depresión (mm).

Sumidero de ventana en puntos bajos con depresión cuando funciona
como orificio. Según la FHWA la capacidad de un sumidero lateral con
depresión, cuando funciona como un orificio, se puede estimar usando la
siguiente ecuación:
1

Q  C 0  h  L  2  g  d 0  2
Donde:
C 0  Coeficiente de orificio, valor recomendado 0.67
d 0  Cabeza efectiva en el centro de la boca del orificio, obsérvese figura 164.
L  Longitud de la abertura del sumidero en el anden o sardinel.
h  Altura de la abertura en el andén o sardinel m  .
m
g  Valor de la gravedad, 9.81 2
s
d 0 , Se puede determinar mediante la siguiente ecuación:

d 0  di 
h
2
Para entender las variables expuestas anteriormente se puede observar la figura
164.
4.1.5.2 Diseño de sumidero de reja. La capacidad hidráulica de los sumideros
de reja, depende del tamaño, tipo y diseño de la rejilla, a su vez también dependen
del aumento de la profundidad de la corriente, es decir, a mayor altura de la lámina
de flujo, mayor es el caudal captado por el sumidero; también aumenta cuando la
pendiente transversal aumenta. Caso contrario ocurre cuando se presenta un
aumento de pendiente longitudinal, es decir, a mayor pendiente longitudinal,
menor es el caudal captado por el sumidero.
Este tipo de sumideros en comparación con los sumideros de ventana, presenta
una capacidad de captación mayor, esto se da bajo las mimas condiciones de
pendiente longitudinal, tal como se puede observar en el análisis realizado por
EMABESA, en la tabla 6.
Tal como lo expresa BOLINAGA, el flujo que se aproxima al sumidero de reja
puede asimilarse a un flujo espacialmente variado con descarga de fondo. Sin
embargo, la compleja configuración del movimiento, la dificultad de una
cuantificación precisa del coeficiente de descarga de fondo, y la gran variedad de
dimensiones y formas de la platinas que se utilizan, desalientan cual intento de
desarrollar un procedimiento general para el proyecto hidráulico de este tipo de
sumideros.
A. Diseño de sumideros de reja sin depresión y con barras paralelas a la
dirección del flujo. El diseño de este tipo de sumideros, es un proceso conocido
como el método de Johns Hopkins University32, el cual es solo aplicable a
imbornales con barras longitudinales paralelas al flujo, es decir en la misma
dirección del flujo y sin depresión
El flujo que descarga sobre la reja se asemeja a un flujo espacialmente variado
con descarga de fondo. El diseño de este tipo de sumideros se puede llevar
acabo, utilizando el siguiente procedimiento:
L0  Longitud requerida para captar toda el agua que fluye sobre la reja; L0 no es
la longitud total de la reja y se puede expresar como:

L0  K  Y A 
VA
g  YA
La longitud real de la rejilla L , tiene que ser mayor o igual a L0 , lo cual sucede
VA
cuando el valor de
 4 , en estos casos el valor de L no limita la capacidad
g  YA
de la reja.
Donde:
K  Coeficiente que depende de la separación y geometría de las barras de la
reja. Este coeficiente se define mediante los gráficos 8.9, 8.10, y 8.11 que se
muestran en el anexo D.
Y A , V A , Q A  Corresponde al flujo de aproximación.
Sin embargo, es necesario determinar el caudal que no es captado por la reja,
dicho caudal QS permite plantear la posibilidad de ingresar un nuevo sumidero
que disminuya las aguas lluvias en la superficie del pavimento.
El gasto QS que sobrepasa la reja será la suma de Q1 y Q2 aunque usualmente
Q1 es despreciable. Estos dos valores se determinan de la siguiente manera:
2

Q1
VA
d 
 6
 
V A  YA  d
g  YA  L 


1
B 2

Q2   L´ L  g   Y A 
4
Tang 0 

3
Q2 , puede determinarse con la anterior formula, siempre y cuando L´ se
determine de la siguiente manera:


L´ 1.2 
Q2 
VA
g  YA
 YA  1 
B
 Tang
Y A  Tang 0
3
1
 L´ L  g  Y ´ 2
4
Q2 , también puede determinarse con la anterior formula, siempre y cuando L´ se
determine de la siguiente manera:

L´
1. 2  V A
Y´

Tang 0
g
Conocidos Q1 y Q2 , se determina QS , siendo entonces el caudal interceptado por
el sumidero QI  Q A  QS
Para conocer un poco más sobre el proceso que ayuda a determinar la capacidad
hidráulica de este tipo de sumideros, obsérvese ejemplo 8.5 del anexo D.
Las figuras 142 a 145 relacionan las variables mencionadas anteriormente.
B. Diseño de sumideros de reja en puntos bajos. Para realizar el diseño de
este tipo de sumidero, la Texas Deparment of Transportation35, recomienda un
procedimiento basado en la premisa de que el sumidero puede funcionar como
vertedero o como orificio. El procedimiento a seguir para el diseño de esta
estructura es el siguiente:
- Elegir la rejilla a utilizar
- Determinar la cabeza permitida h  para la localización del sumidero; esta altura
deberá ser inferior al borde de la acera, y debe estar relacionada con el ancho de
inundación. No se debe aplicar un sistema de depresión al sumidero de reja.
- Determinar la capacidad del sumidero cuando funciona como vertedero y como
orificio.

Diseño de sumideros de reja en puntos bajos cuando opera como
vertedero. La capacidad de un sumidero operando como vertedero según la
Texas Deparment of Transportation, se determina mediante la siguiente
ecuación:
3

QW  CW  P  h 2
Donde:
 m3 

QW  Capacidad del sumidero funcionando como vertedero 
 s 
CW  Coeficiente del vertedero, 1.66 sistema métrico y 3 sistema ingles
P  Perímetro de la rejilla. Un factor multiplicador cercano a 0.5 se recomienda
ser aplicado al perímetro medido, como factor de seguridad.
h  Cabeza de altura permisible sobre la rejilla m 
Cuando la rejilla se encuentra adyacente al andén, el perímetro de la rejilla se
determina mediante la siguiente formula:

P  2  W  ancho de las barras   L
Donde:
W  Ancho de la rejilla
L  Longitud del sumidero.
Cuando la rejilla no se encuentra ubicada a un andén adyacente, el perímetro de
la rejilla se determina mediante la siguiente formula.

P  2  W  L  barras 
El Área de las rejillas se calcula mediante la siguiente formula:


A  W  L  Área de las barras
Diseño de sumideros de reja en puntos bajos cuando opera como orificio.
La capacidad de un sumidero de reja en puntos bajos operando como orificio
según la Texas Deparment of Transportation, se determina mediante la
siguiente ecuación:

Q0  C 0  A  2  g  h
Donde:
m
Q0  Capacidad de la rejilla  
s
C 0  Coeficiente del orificio, valor recomendado 0.67
 
A  Área de las aberturas de la rejilla m 2 , es decir el área total de la rejilla menos
el área de las barras. Se recomienda aplicar un factor multiplicador de 0.5 aplicada
al área modificada como factor de seguridad.
m
g  Aceleración de la gravedad (9.81
)
s
h  Cabeza de altura permisible del flujo sobre la rejilla m 
Finalmente para determinar la capacidad hidráulica de un sumidero de rejilla en
puntos bajos, se comparan los valores de capacidad obtenidos para una rejilla
cuando trabaja como vertedero y como orificio y se toma el menor valor como
capacidad.
4.1.5.3 Diseño de sumidero combinado. Para calcular la capacidad combinada
de este tipo de sumideros, BOLINAGA recomienda llevar acabo una metodología
que consiste en sumar juiciosamente los gastos de entrada. Es decir determinar
por separado y sumar los caudales interceptados. El cálculo debe hacerse con
condiciones del flujo de aproximación diferentes y se recomienda recurrir a
factores de seguridad.
Para conocer más acerca del procedimiento de cálculo sobre la capacidad
hidráulica de sumideros mixtos, obsérvese ejemplo 8.7 del anexo D.
A. Diseño de sumidero combinado en puntos bajos. El diseño para este
sistema de captación se puede realizar siguiendo la metodología propuesta por la
FHWA, la cual plantea lo siguiente: Los sumideros combinados son
recomendables en puntos bajos donde se acumula el agua. El sumidero lateral en
este caso es de igual longitud que el ancho de la rejilla, o la longitud es igual al
ancho de varias rejillas. Usualmente se suele colocar un sumidero lateral más
largo que la rejilla, esto con el fin de que el sumidero lateral pueda interceptar
cualquier tipo de de desecho que puedan estorbar la eficiencia de captación de la
rejilla. Dicha disposición de los sumideros suelen denominarse “sweeper inlets” o
sumideros limpiadores. Los sumideros limpiadores o “sweeper inlets” suelen ser
más eficientes que los sumideros combinados de igual longitud de rejilla y de
sumidero lateral.
La capacidad de captación de un sumidero combinado de igual longitud es igual a
la capacidad de captación de la rejilla cuando esta funcionando como vertedero.
Cuando el sumidero ésta trabajando como un orificio, es decir, cuando ésta
sumergido, la capacidad de captación es la suma de la capacidad de captación de
la rejilla con la capacidad de captación de el sumidero lateral.
Su capacidad se puede determinar como se muestra a continuación:

Q  0.67  Ag  2  g  d 
0.5
 0.67  h  L  2  g  d o 
0.5
Donde:
 
Ag  Área de las aberturas de la rejilla m 2 de la rejilla, área total disponible para
 
el flujo m 2
m
g  9,81  2 
s 
d  Profundidad del agua en la acera o andén, m 
h  Altura de a abertura del sumidero lateral, m 
L  Longitud del sumidero lateral, m 
d 0  La profundidad efectiva en el centro del orificio de la abertura del sumidero
lateral, m 
4.1.5.4 Diseño de sumidero ranurado. La FHWA expone que en la hidráulica
de sumideros ranurados la acumulación de desechos en los tubos del sumidero,
es el principal problema que influye en el diseño de este tipo de estructuras.
Aunque no existen ensayos de la cantidad de desechos que pueden manejar
estas estructuras, su configuración hace que puedan ser limpiadas con agua a alta
presión.
Los sumideros ranurados son muy eficaces y además tiene gran variedad de usos,
pueden ser utilizados en secciones limitadas o no, por andenes y su principal
característica es que no afectan el tráfico.
Sin embargo, la TxDOT34, plantea el siguiente procedimiento para el diseño de
este sistema de captación:
- Para Determinar la longitud del sumidero ranurado requerida para interceptar
toda el agua en la cuneta Lr  , Utilice la siguiente ecuación:

Lr 
z  Qa0.442  S E  S X0.849
n 0.384
Donde:
Lr  Longitud requerida del sumidero ranurado que interceptar la totalidad del
caudal en la cuneta m 
z  0.706 para el sistema ingles ó 1.04 para el sistema métrico
 m3 

Qa  Caudal total a descargar o interceptar 
 s 
m
S  Pendiente longitudinal de la cuneta  
m
m
S X  Pendiente transversal  
m
n  Coeficiente de rugosidad de Manning.
E  Esta en función de S  y de S X  según lo determinado en la siguiente
ecuación:

E  0.207  19.084 S 2  2.613S  0.0001S X2  0.007 S X1  0.049 S  S X1
La anterior ecuación se encuentra limitada en las siguientes variables:
 m3 

Qa  Caudal total a descargar o interceptar ≤ 0.156 
 s 
m
S  Pendiente longitudinal de la cuneta ≤ 0.09  
m
n  Coeficiente de rugosidad de Manning en la cuneta: 0.011 ≤ n ≤ 0.017
Las anteriores restricciones, se deben a que las ecuaciones son empíricas. La
extrapolación no se recomienda.
Del procedimiento anterior, se puede definir la longitud de sumidero ranurado
necesaria para captar la totalidad del caudal a evacuar.
- Para determinar la capacidad de interceptación Qi  de un sumidero ranurado
estándar (como se encuentra en el mercado), realice el siguiente procedimiento:
- Seleccione la longitud del sumidero ranurado La  basado en tamaños de
sumideros estándar. Si La < Lr , la capacidad de interceptación puede ser
estimada usando la figura 176.
Para determinar el caudal que sobrepase la longitud del sumidero ranurado
estándar, se usa la siguiente ecuación:
1.769

 L 
QCO  0.918  Q  1  a 
 Lr 
Donde:
 m3 

QCO  Caudal que sobrepasa 
 s 
 m3 

Q  Caudal de aproximación 
 s 
La  Longitud del sumidero ranurado m  Lr  Longitud del sumidero ranurado
requerida para captar la totalidad del caudal m 
4.1.6 Propuesta metodológica: Aspectos fundamentales en la ubicación de
sumideros usados a nivel nacional e internacional. El funcionamiento
adecuado de los sumideros, depende en gran parte de la ubicación que se le haga
a este tipo de estructuras; una mala ubicación de estos sistemas dentro del casco
urbano, equivale a tener sumideros operando de manera ineficiente; es por esto,
que se hace indispensable contemplar una adecuada ubicación para estos
sistemas de captación y evacuación.
Un procedimiento que se debe tener en cuenta para una ubicación inicial de
sumideros en las vías, es la metodología expuesta por BOLINAGA; esta
metodología propone lo siguiente:
El criterio más importante para la ubicación de sumideros dentro del sistema
urbano, es la utilización de estas estructuras solo cuando la capacidad del drenaje
superficial es insuficiente. Lo cual quiere decir que solo se utilizaran sumideros
cuando las cunetas no sean capaces de transportar el caudal generado por el área
tributaria. El procedimiento a poner en práctica y que BOLINAGA plantea, es el
siguiente:

En primera instancia hay que determinar los caudales que transitan por la
vía, partiendo de las divisorias de aguas y de acuerdo a las áreas tributarias
respectivas. Estos gastos se comparan con las capacidades de las
respectivas calles o cunetas, instalándose los primeros sumideros cuando
el caudal que transitan por las calles, sea igual a la capacidad de las calles.

En segunda instancia se calcula el caudal o gasto captado o interceptado,
de acuerdo al tipo de sumidero, y haciendo una diferencia de caudales, se
determina los gastos que sobrepasan los primeros sumideros.

En tercera instancia y en forma similar a la primera instancia, se calculan
los caudales de las áreas tributarias aguas abajo de los primeros sumideros
y luego se les suma los gastos que sobrepasan los primeros sumideros.
Cuando esta suma iguale la correspondiente capacidad de la calle, se
ubican los segundos sumideros y así sucesivamente.
El procedimiento anterior, en el cual BOLINAGA toma como punto de partida para
la ubicación de sumideros, la utilización de los mismos, solo cuando la capacidad
del drenaje superficial es insuficiente, puede ser un procedimiento valido y
aplicable en lugares como pueblos y municipios, pero no en grandes ciudades
puesto que la presencia de agua en la superficie de una vía, acarrea problemas de
inseguridad, de contaminación ambiental, de contaminación visual, deterioro del
pavimento, entre otros problemas; Es por esto, que el primer procedimiento
planteado por BOLINAGA, es errado a la hora de aplicarlo a grandes ciudades.
En grandes ciudades, la ubicación inicial de sumideros se debe realizar teniendo
en cuenta que no se desea la presencia de aguas sobre la superficie del
pavimento.
Habiendo realizado el procedimiento anterior para una ubicación inicial de
sumideros planteado por BOLINAGA, se procede a efectuar la ubicación final de
estos sistemas, teniendo en cuenta una serie de criterios los cuales se expresan a
continuación:




Se deben ubicar los sumideros en puntos bajos y depresiones.
En lugares donde se reduzca la pendiente longitudinal de las calles.
Se deben ubicar sumideros justo antes de puentes y terraplenes.
Se deben ubicar sumideros justo antes del paso de peatones.
Adicionalmente, a las anteriores recomendaciones, también es importante tener en
cuenta otros criterios de ubicación planteados por diferentes autores:
Cuadro 10. Criterios de ubicación para sumideros
AUTOR
Breña
RAS - 2000
RNE
CYII
EPM
CRITERIOS DE UBICACIÓN
Deben instalarse sumideros con depresiones, cuando la pendiente
longitudinal de la vía sea superior al 3%. Esto facilitaría el ingreso
del caudal al sumidero.
Procurar que la separación entre sumideros no exceda los 100 m.
La distancia entre sumideros no debe ser mayor a 25 m en zonas
comerciales y para pavimentos de concreto.
Es recomendable una distancia de 50 m para vías en adoquín o
empedrados, y en donde se tengan velocidades bajas de transito.
Ubicar sumideros donde no exista captación de sedimentos.
Cuando las manzanas tienen grandes dimensiones se deben
utilizar sumideros intermedios.
Por razones de economía se deben ubicar los sumideros cerca a
las alcantarillas y conductos de desagüe del sistema de drenaje
pluvial.
Cuando sea necesaria la utilización múltiple de sumideros, se
deben utilizar con una distancia minima de 6 m.
Se utilizaran sumideros en calles no pavimentadas cuando se
disponga junto a estos un arenero o arqueta registrable para la
recogida y extracción de arena y sólidos.
Los sumideros se deben localizar en las bateas.
Es importante tener en cuenta lo siguiente: No ubicar ningún tipo de sumideros en
lugares donde hallan talleres de mecánica o donde el transporte de hidrocarburos
sea considerable; el agua que es contaminada en la superficie por hidrocarburos,
contamina las aguas lluvias que transitan en los colectores.
Los dos procedimientos anteriores permiten completar un proceso de ubicación de
sumideros, pero es importante tener en cuenta un conjunto de recomendaciones
adicionales, aunque muchas de ellas solo puedan llevarse a la práctica durante la
etapa de construcción. A continuación se muestra el conjunto de recomendaciones
muy importante propuesto por BOLINAGA:

Analizar el esquema geométrico de cada calle, particularmente su sección
transversal, de tal forma de decidir si se debe o no poner un sumidero en
cada lado o solo en el lado bajo. Este análisis es importante en calles
antiguas o repavimentadas; es decir, donde el drenaje superficial es
deficiente.

No localizar sumideros donde interfieran con otros servicios públicos, como
lo son las cajas de electricidad, gas y teléfono.

La existencia de árboles cercanos a la vía, particularmente aquellos con
raíces superficiales, pueden perturbar significativamente la eficiencia de
captación de sumidero.
Teniendo presente los criterios mencionados anteriormente, donde se plantea una
ubicación inicial y general para todos los tipos de sumideros, se hace necesario
ahora, exponer algunos criterios propios de ubicación de cada tipo de sumidero,
los cuales se presentan a continuación.
4.1.6.1 Ubicación de sumideros de ventana. La ubicación de los sumideros de
ventana debe hacerse obligatoriamente en vías confinadas por andenes o
sardineles.
Para realizar la ubicación de este tipo de sumideros, se hace indispensable tener
en cuenta los aspectos mostrados en el cuadro 11:
Cuadro 11. Criterios de Ubicación para el sumidero de ventana
AUTOR
BOLINAGA
DIGESBA
RAS - 2000
GEOSUPORT
CRITERIO DE UBICACIÓN
Los sumideros de ventana se deben utilizar preferiblemente cuando su
eficiencia sea al menos de un 75%, lo cual puede ocurrir para pendientes
longitudinales inferiores al 3% y anchos de inundación de menos de 3 m.
Darle la primera prioridad, por razones viales, a su utilización en vías
arterias y distribuidoras.
No emplearlos cuando se tenga indicios de que existe la posibilidad de
acarreo cuantioso de sedimentos y desperdicios.
Es recomendable su uso en puntos bajos.
Su ubicación no puede hacerse en calles donde su pendiente longitudinal
sea mayor al 3%.
Los sumideros laterales deben ser situados en vías de circulación rápida.
4.1.6.2 Ubicación de sumideros de reja. Este tipo de sumideros son instalados
normalmente en cunetas cuando las calles dispongan de ellas, o sobre la calzada.
A continuación se muestran algunos criterios de ubicación muy importantes en
este tipo de sumideros:
Cuadro 12. Criterios de Ubicación para el sumidero de reja
AUTOR
CRITERIOS DE UBICACIÓN
DIGESBA
No ubicarlos en puntos bajos, salvo cuando no sea
posible utilizar los sumideros de ventana.
Los sumideros de reja se deben utilizar preferiblemente
en calles o avenidas de pendientes pronunciadas (de un
3% o más), en cunetas y su uso debe evitarse en lo
posible en vías arterias y distribuidoras.
BOLINAGA
La reja de barras inclinadas, por su ventaja para la
circulación
de
bicicletas,
puede
ser
utilizada
preferentemente. Sin embargo no debe descartarse el
empleo de las rejas de barras paralelas al flujo pues sufre
menos taponamientos por basura y es más eficiente.
No colocar sumideros con depresión cuando ocupen parte
o la totalidad de la calzada.
4.1.6.3 Ubicación de sumideros combinados. La eficiencia de este tipo de
sumideros, es la fusión de la eficiencia del sumidero de ventana y del sumidero de
reja; es por esto, que estas estructuras son ubicados en aquellos logares donde se
haga indispensable una captación mayor de caudal; sin embargo, en el momento
de ubicarlos en las vías, se hace indispensable tener en cuenta los siguientes
criterios:
Cuadro 13. Criterios de ubicación para el sumidero combinado
AUTOR
RAS - 2000
CONAGUA
CRITERIOS DE UBICACIÓN
Se ubican donde en principio es
preferible un sumidero de ventana.
Se utilizan cuando la eficiencia del
sumidero de ventana es inferior al
70%.
Deben ubicarse en vías donde la
pendiente
longitudinal
se
encuentre entre el 2% y el 5%.
4.1.6.4
Ubicación de sumideros ranurados. La ubicación de este tipo de
sumideros tiene una ventaja muy importante, y es la no interferencia con el tráfico;
es por esto, que se ubican en aquellas vías donde el confort es lo más primordial.
Si la calzada cuenta con un andén o sardinel, estos son ubicados a lo largo de la
vía, pero cerca del sistema de confinación, figura 255; si la vía no presenta un
sistema de confinación, estos sumideros se ubican al borde de la vía, figura 254.
Figura 254. Sumidero ranurado en vía no confinada. Avenida Jiménez, Bogotá, 2009
18
Figura 255. Sumidero ranurado, en vía confinada
4.1.6.5
Ubicación de sumidero transversal. Los sumideros transversales,
deben ubicarse especialmente en sentido perpendicular a la dirección del flujo; en
calles con pendientes longitudinales muy pronunciadas (5%) y pendientes
transversales casi nulas. BREÑA expresa, que este tipo de sumideros es
conveniente usarlos en calles con anchos inferiores a los 6 m.
4.1.6.6
Ubicación de sumideros con sello hidráulico. Cual quier tipo de
sumidero con sello hidráulico, debe contemplar los siguientes criterios en el
momento de su ubicación:
Cuadro 14. Criterios de ubicación para sumideros con sello hidráulico
AUTOR
SILVA
CRITERIO DE UBICACIÓN
Este tipo de sumideros se deben ubicar en las vías,
cuando en la red principal existe un sistema de
alcantarillado combinado (aguas lluvias y aguas residuales)
No deben ubicarse sumideros con sello hidráulico en zonas
climáticas en donde halla posibilidad de paludismo, pues
estas estructuras se convierten en criaderos de mosquitos
palúdicos, presentando así una fuente de contagio muy
importante. Solo deben usarse si constantemente se esta
vertiendo agua al sistema.
4.1.6.7 Ubicación de canaletas. Las canaletas, han roto todo tipo de restricción
que se tiene en el momento de ubicar un sumidero; este tipo de estructuras en la
actualidad, pueden catalogarse como sistemas de captación inteligentes, ya que
no existen barreras en el momento de ubicarlas. Las canaletas se pueden ubicar
en:
Tabla 15. Criterios de Ubicación para canaletas
Nº
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
CRITERIOS DE UBICACIÓN
Zonas peatonales
Carreteras
Cualquier aplicación en la edificación
Los alrededores de un edificio
El medio industrial y agrícola
Parques y jardines
Las canaletas pueden ser instaladas en pavimentos adoquinados o en asfalto
Centros comerciales
Estaciones de combustible
Aeropuertos
Autopistas
Parqueaderos en edificios de diferentes niveles
Estadios
Plazas de mercado
Parques de recreación
4.1.7 Propuesta metodológica: Aspectos en la configuración de sumideros
usados a nivel nacional e internacional. La configuración de sumideros, es una
variable muy importante en el diseño, pues define aquellos elementos que hacen a
este tipo de estructuras más confiables, operativas y útiles.
Los sumideros están compuestos por tres elementos muy importantes, los cuales
se muestran a continuación:

Un orificio ubicado en la superficie de la calzada que permite la entrada del
agua de la superficie del terreno al sistema de alcantarillado. Su función es
evitar el paso de basuras, ramas y otros objetos que puedan contaminar las
aguas y taponar la red principal haciendo que esta colapse.

Caja de inspección, que funciona como desarenador donde se depositan
los materiales pesados que arrastra el agua.

Tubería de conexión entre la caja hasta la red principal de alcantarillado; su
función es permitir el transporte de agua captada por el sumidero.
Los tres elementos mencionados anteriormente, tienen que estar ligados a
especificaciones de calidad y resistencia de los materiales, a especificaciones de
cimentación y especificaciones para la tubería de conexión. En términos
generales, los sumideros deben cumplir con lo siguiente:

Los sumideros que se encuentren en contacto con las llantas de los
vehículos (Sumideros de reja, mixtos, ranurados y canaletas), deben
cumplir con una resistencia de sus materiales, capases de soportar la carga
viva trasmitida por el camión más representativo del país; en Colombia, la
EAAB menciona que estas estructuras deben ser capaces de soportar la
carga viva transmitida por el camión C – 40 – 95 (Camión de tres ejes
sacado al mercado en el año 95, con un peso total de 40 Toneladas); las 40
toneladas estarían distribuidas de la siguiente forma: 10 toneladas en el eje
delantero, y 15 toneladas para el eje intermedio y trasero, lo cual quiere
decir que cada llanta aporta 5 toneladas para cada llanta delantera y 7.5
toneladas para cada llanta intermedia y trasera.

Los materiales usados para la construcción del sumidero, pueden ser en
concreto o en mampostería; cualquiera que sea el material a utilizar, este
debe cumplir con una normativa. La EAAB construye los sumideros de la
ciudad en concreto y este material se encuentra sujeto a la Normativa NP005 Materiales de construcción: Concretos y morteros.

La construcción de un sumidero requiere de una cimentación, este proceso
no puede realizarse de manera empírica, debe realizarse siguiendo las
especificaciones que plantee una normativa. La EAAB, diseña la
cimentación de los sumideros basándose en la norma técnica NS - 035
Requerimiento para cimentación de tuberías en redes de acueducto y
alcantarillado.

Si se utiliza una estructura en concreto, el acero que se utilice debe ser el
principal promotor de resistencia; la EAAB menciona que el acero debe
tener una resistencia a la fluencia de F y  420 Mpa

La tubería de conexión entre el sumidero y la red principal puede ser
fabricada en concreto o en PVC, pero sin importar cual sea el material,
todas las tuberías empleadas deben cumplir con una normativa. La EAAB,
contempla en el diseño de sumideros la normativa NP - 027 Tuberías para
alcantarillado.

La tubería de conexión debe cumplir con un diámetro de que sea capaz de
evacuar el caudal que ingresa al sumidero; la EAAB muestra el caudal
captado por diferentes diámetros de tubería en función de la pendiente de
la tubería. Tabla 13.
4.1.7.1 Configuración general del sumidero de ventana. Para lograr un mejor
desempeño en los sumideros de ventana, es importante tener en cuenta lo
siguiente:
Cuadro 15. Especificaciones para sumidero de ventana
AUTOR
RIVAS
ESPECIFICACIONES
El diámetro mínimo del tubo de descarga debe ser de 0.25 m.
Los sumideros de ventana tendrán una longitud minima de 1.50 m.
Este tipo de sumideros tendrá una depresión con un ancho mínimo
de 0.3 m y un ancho máximo de 0.60 m.
La depresión para estos sumideros deberá tener una pendiente del
8%
La altura minima de depresión deberá ser de 2.5 cm para un ancho
de 0.30 m y una altura máxima de depresión de 5.0 cm para un
ancho de depresión de 0.60 m.
La altura máxima de la ventana del sumidero debe estar entre 0.15
m y 0.175 m
El fondo del sumidero deberá tener una pendiente minima del 2%
hacia la salida.
4.1.7.2
Configuración general del sumidero de reja. Estos sistemas de
captación de aguas lluvias, debe contemplar algunas especificaciones que los
hacen mejorar su eficiencia y resistencia; a continuación se muestran algunos
aspectos importantes en el momento de diseñar estas estructuras:
Cuadro 16. Especificaciones para sumidero de reja
AUTOR
RIVAS
RNE
ESPECIFICACIONES
Los barrotes de las rejillas deberán ser colocados paralelos a la
dirección del flujo.
La dimensión minima de las rejillas será de 0.90 m de largo por
0.60 m de ancho.
La separación entre barras longitudinales de la rejilla podrá ser de
2.5 cm, 3.5 cm y 5.0 cm. según necesidades.
Las rejillas pueden ser en hierro fundido o en hierro laminado.
Las rejillas pueden ser rectangulares, cuadradas o circulares.
Es importante tener en cuenta que el sistema de rejillas que se emplee en los
sumideros, debe ser antirrobo, esta operación puede realizarse mediante un
sistema de pernos sofisticado, o mediante un sistema de cadenas.
4.1.7.3 Configuración general de sumideros combinados. En el momento de
diseñar este tipo de sumideros, su configuración debe realizarse teniendo en
cuenta los aspectos planteados para el sumidero de ventana y para el sumidero
de reja.
4.1.7.4 Configuración de canaletas. Las canaletas al igual que los sumideros
convencionales (Ventana, reja, mixtos), presentan un orificio que permite captar
las aguas superficiales (reja), y una tubería de conexión al sistema de red
principal; a diferencia del sumidero convencional, no presenta una cámara de
recolección de aguas y sedimentos, si no que presenta un canal que transporta el
agua hasta la tubería de conexión. El tema de los sedimentos es manejado en
muchos casos mediante un desarenador instalado al final del canal. A
continuación se pueden algunas especificaciones propias de estos sistemas de
captación:
Cuadro 17. Especificaciones de canaletas
AUTOR
CYII
JIMTEN
ESPECIFICACIONES
Podrán ser de hormigón en masa, armado o polímero, de fundición y
de materiales plásticos
Las rejillas serán de fundición de dúctil
La conexión entre la canaleta y la red principal deberá hacerse
mediante una tubería.
Concebidas y fabricadas en polipropileno inyectado o PVC,
completamente reciclables.
Las rejillas son en fundición o en acero galvanizado
Diseñadas para soportar cargas de: 15 KN, 125 KN, 250 KN y 400 KN
4.1.8 Propuesta metodológica: Definición y conclusión sobre las ventajas y
desventajas de sumideros. En el momento de realizar la elección del posible tipo
de sistema de captación que puede llegar a funcionar de la manera más
adecuada, hay que tener en cuenta las ventajas y desventajas que los diferentes
autores han registrado en la historia de los sumideros.
A continuación se presentan algunas ventajas y desventajas de cada tipo de
sumidero:
Cuadro 18. Ventajas y desventajas para los diferentes tipos de sumideros
AUTOR
TIPO DE SUMIDERO
CASTAÑEDA
Ventana
Reja
Combinado
Ranurado
VENTAJAS
DESVENTAJAS
No se deben utilizar cuando
Su mayor ventaja radica en
se tengan indicios de que
su poca interferencia con el
existe la posibilidad de
tránsito
de
vehículos,
acarreo
cuantioso
de
ciclistas y peatones.
desperdicios y sedimentos.
Son costosos y captan
Debe tener prioridad por
fácilmente sedimentos y
razones
viables,
a
su
desperdicios (basuras), que
utilización en vías arterias y
perjudican
su
normal
distribuidoras.
funcionamiento.
Se
debe
utilizar
preferiblemente cuando su
eficiencia sea al menos de
un 75%, lo cual puede
ocurrir para pendientes
inferiores al 3% y anchos
de inundación de menos de
tres metros.
La mayor ventaja de este
sumidero es la capacidad Genera inconvenientes con
hidráulica, pues es superior a el tránsito, además de ser
la capacidad del sumidero ruidosos
cuando
un
lateral, especialmente en vehículo pasa sobre ellos.
pendientes pronunciadas.
La
reja
se
tapona
fácilmente
con
los
sedimentos y basuras que
transportan
las
aguas
lluvias
Son las mismas de los Son las mismas de los
sumideros
que
los sumideros
que
los
conforman.
conforman.
Son
adaptables
a
las
características urbanas del
camino tales como calzadas,
intersecciones de la calle y
aceras.
Para
hacer
un
Se acomodan al tráfico
mantenimiento efectivo, es
vehicular
como
a
las
necesario una abertura en
bicicletas
y
al
tráfico
la acera o que la rejilla del
peatonal.
sumidero se pueda retirar.
Ventana
SERVIU
Reja
Ventana
TxDOT
Reja
Ranurado
La tubería de desagüe de
estos sumideros puede
No
es
necesaria
una llegar a tener problemas
depresión para mejorar la estructurales del conector
eficiencia hidráulica.
en zonas donde hallan
conexiones flexibles a lo
largo del camino.
La construcción es simple y
su procedimiento muy rápido.
Tiene
una
capacidad
autolimpiadora. Son muy
estéticos.
Una de sus desventajas es
que su capacidad decrece
con el aumento de la
pendiente
longitudinal.
Pues la velocidad del agua
se
incrementa
y
la
profundidad del flujo de
aproximación disminuye.
Sus
rejillas
generan
inconvenientes para el paso
de los ciclistas y peatones.
Una desventaja de los
sumideros de ventana, es
que el ángulo de entrada
que presenta la estructura
para facilitar el ingreso de
las aguas al sistema
(depresión), es fijo y no es
fácilmente adaptable a los
cambio del
nivel
del
pavimento como ocurre
cuando a una vía se le hace
mantenimiento
a
la
superficie; sucesivas capas
de material en la calzada
reduce gradualmente o
elimina por completo el
Angulo de entrada.
Los sumideros no pueden
ser utilizados en cunetas
con secciones en V.
Los sumideros ranurados
son propensos a recoger
El costo de los materiales desechos en puntos bajos,
relativamente es pequeño.
por lo tanto no es
recomendable el uso de
ellos en estos lugares.
El
proceso
de
repavimentación,
puede
adaptarse fácilmente sin
tener ningún problema con el
cambio de las características
hidráulicas del sumidero
ranurado.
Las ranuras del sumidero, se
pueden limpiar fácilmente.
JIMTEN
Canaletas
Las canaletas logran que las
ciudades sean seguras y
saludables.
Cumplen
requerimientos
estéticos conciliados.
Las canaletas se encuentran
normalizadas por la Norma
EN 1433 (Europea).
Es un sistema estético,
ligero, e inalterable.
Son sistemas que se integran
armoniosamente dentro del
resto
de
elementos
arquitectónicos
y
se
coordinan con cualquier tipo
de suelo.
Es un sistema que permite
una evacuación más eficaz
de las aguas, y redúcelos
depósitos de lodo.
Es un sistema que esta
fabricado con materiales
reciclables.
Están constituidas por un
sistema que facilita la
resistencia mecánica baja,
media y elevada.
El polipropileno reciclado
como composición de las
canaletas, es un material que
ofrece
una
excelente
resistencia
química;
totalmente insensible a los
tratamientos con sal durante
las nevadas así como a
numerosos
productos
químicos,
no
aportando
ningún tipo de residuo a los
fluidos transportados. Se
caracteriza por una nula
absorción
de
humedad,
siendo in-congelable por
naturaleza.
Son seguros de instalar
debido a su bajo peso.
Las rejillas que se instalan,
se encuentran en función de
la carga a soportar.
5.
CONCLUSIONES

La implementación de estructuras tipo sumidero en sistemas de drenaje
urbano en Colombia se lleva acabo sin tener en cuenta aspectos como:
variedad de configuraciones de sumideros con características hidráulicas y
operativas distintas; consideraciones de localización de los diferentes
sistemas de captación de agua superficial en función de un análisis del
caudal de escorrentía; diseños y localización de sumideros sin considerar
variables como la pendiente longitudinal y transversal de la vía, el índice de
rugosidad del pavimentos, el ancho de inundación, el área de inundación, la
velocidad del flujo de aproximación y la profundidad del flujo de
aproximación; uso de sumideros sin ningún criterio estético y en sectores
donde no facilitan el paso de peatones; finalmente, la selección del
sumidero y su localización no tiene en cuenta la carga de sedimentos que
son arrastrados por la escorrentía.

Otro problema se asocia con la calidad de los materiales. Se evidencia el
uso de materiales inadecuados, con problemas de calidad o susceptibilidad
a robo. El no haber un seguimiento riguroso con los materiales a usar y su
selección de acuerdo a las características de carga y seguridad en la zona
genera problemas de eficiencia en el funcionamiento de esta estructura.

La cultura ciudadana es uno de los problemas que afecta la eficiencia de
los diferentes sumideros. En este sentido, el ciudadano no posee una
cultura que le impida arrojar basuras a las calles y de igual forma, la
capacidad de aseo de las vías es limitada. La presencia de desechos
orgánicos, plásticos, madera y cartón son los principales causantes de
colmatación en los sumideros y al mismo tiempo, causan un aumento de la
carga de contaminación de las aguas lluvias que ingresan al alcantarillado.

Un inadecuado uso de los sumideros en zonas urbanas genera problemas
que van desde limitaciones graves en la movilidad, afectación de
propiedades públicas y privadas, así como, un deterioro progresivo de los
pavimentos e infraestructura vial y peatonal.

En Colombia no existe una normativa clara asociada a la definición de los
diferentes tipos de sumideros, incluyendo ventajas y desventajas;
procedimientos teóricos de diseño para la variedad de estructuras. De igual
forma, no existe una normativa con recomendaciones de ubicación que
contemplen las diferentes variables que inciden en su funcionamiento y las
posibles configuraciones de sumideros.

La tendencia de los sistemas de captación esta dirigida a usar estructuras
que disminuyan el riesgo de contaminación de las aguas lluvias que puedan
ser usados en cualquier sector de las ciudades y que utilice las aguas
lluvias para fines secundarios como el riego de árboles; este aspecto se
presenta en el anexo E y F.

En Bogotá, los diferentes tipos de sumideros presentan problemas en
diseño, pues se construyen y se ubican sin ningún fundamento teórico;
adicionalmente, presentan problemas de resistencia en los materiales,
olores desagradables provenientes de la conexión de sumideros sin sello
hidráulico con los colectores combinados y acumulación de basuras y
sedimentos en las rejillas y en el interior de la estructura. Las medidas que
adopta la EAAB para la solución de estos problemas, no son suficientes; en
el caso del mantenimiento de sumideros para remoción de basuras se
realiza solo cuando la comunidad lo requiera o en periodos superiores a un
año; en el caso de la reparación de sumideros por fallas debido a la
resistencia de los materiales, no se realiza ningún tipo de mantenimiento.

Para aumentar el grado de agua superficial que ingresa al sumidero, las
diferentes teorías contemplan el uso de un canal lateral o depresión
paralela al sumidero y la ubicación de rejillas con sus orificios situados
paralelos a la dirección del flujo.

Aunque la ubicación de los orificios de las rejillas de los sumideros en
Bogotá se realice paralelo a la dirección del flujo para aumentar su
eficiencia, no deja de ser un problema constante para el tráfico de
bicicletas, pues estas empotran sus llantas en las rejillas ocasionando
accidentes.
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Anexo A.
NOMOGRAMA DE IZZARD PARA CÁLCULO DE CANALES TRIANGULARES
Anexo B.

RECURSOS FINANCIEROS
El total de recursos financieros que se invirtieron durante el desarrollo de la
investigación son:
Tabla A. Presupuesto recursos financieros
FUENTES DE FINANCIACIÓN
RUBROS
Recursos Humanos
Recursos Materiales
Recursos Tecnológicos
Presupuesto de
Transporte
Subtotal
Imprevistos (5%)
TOTAL
UNIVERSIDAD DE
LA SALLE
FACULTAD DE
INGENIERÍA CIVIL
$ 269.000,00
-------------------------------------------
--------------------$ 208.000,00
$ 1.130.000,00
$ 269.000,00
$ 208.000,00
$ 1.130.000,00
----------------------
$ 100.000,00
$ 100.000,00
$ 269.000,00
---------------------$ 269.000,00
$ 2.538.000,00
$ 126.900,00
$ 2.664.900,00
$ 2.807.000,00
$ 126.900,00
$ 1.833.900,00
TOTAL
ESTUDIANTES
TOTAL RECURSOS FINANCIEROS

$ 1.833.900,00
RECURSOS MATERIALES
Los recursos de los materiales necesarios en el desarrollo del proyecto son:
Tabla B. Presupuesto recursos materiales
CONCEPTO
UNIDAD
CANTIDAD
VALOR
UNITARIO
VALOR
TOTAL
Papel Bond
Resma
1
$ 17.000,00
$ 17.000,00
CDS
Unidad
1
$ 1.000,00
$ 1.000,00
Fotocopias
Global
1
$ 30.000,00
$ 30.000,00
Impresiones
Global
1
$ 100.000,00
$ 100.000,00
Otros
Global
1
$ 60.000,00
$ 60.000,00
TOTAL RECURSOS MATERIALES
$ 208.000,00

RECURSOS INSTITUCIONALES
Los recursos institucionales del proyecto fueron:
- Universidad de La Salle
- Empresa de Acueducto y Alcantarillado de Bogotá.
- Empresas Públicas de Medellín E.S.P.

RECURSOS TECNOLÓGICOS
Los recursos tecnológicos que se usaron son:
Tabla C. Presupuesto recursos tecnológicos
CONCEPTO
Cámara Digital
Computador
Memoria USB
Grabadora
Impresora
Scanner
UNIDAD
Global
Global
Unidad
Unidad
Global
Global
CANTIDAD
1
1
1
1
1
1
VALOR
UNITARIO
$ 400.000,00
$ 400.000,00
$ 35.000,00
$ 85.000,00
$ 100.000,00
$ 80.000,00
TOTAL RECURSOS TECNOLÓGICOS

VALOR
TOTAL
$ 400.000,00
$ 400.000,00
$ 35.000,00
$ 115.000,00
$ 100.000,00
$ 80.000,00
$ 1.130.000,00
RECURSOS HUMANOS
Los recursos humanos que formaron parte en el desarrollo del proyecto son:
Tabla D. Presupuesto recursos humanos
CARGO
RESPONSABLE
No. SEMANAS
Estudiante de proyecto
Investigador
32
de grado

20
Director Temático
Coinvestigadores
Asesor Metodológico 32
TOTAL RECURSOS HUMANOS

VALOR TOTAL
-------$ 138.000,00
$ 148.148,00
$ 269.000.00
Valor asumido por la Universidad de La Salle, según acuerdo 157 Diciembre 2008. Art. 8, siempre y cuendo
el docente no sea de tiempo, en este caso el valor es asumido por la Universidad de la Salle, según contrato
laboral.

Valor asumido por la Universidad de La Salle, según contrato laboral.

OTROS RECURSOS
Otros tipos de recursos que usados para el desarrollo del proyecto son:
Tabla E. Presupuesto Transporte
CONCEPTO
NUMERO
Transporte
Global
TOTAL PRESUPUESTO DE TRANSPORTES
VALOR TOTAL
$ 100.000,00
$ 100.000,00
Anexo E.
Sistemas de captación de aguas superficiales para disminución de
contaminación de aguas y con fines de riego de árboles

Se ha creado un sistema de captación de agua superficial que tiene dos
propósitos: 1. Disminuir el grado de contaminación de las aguas lluvias que
entran al sistema de recolección principal; 2. Utilizar las aguas lluvias como
riego de árboles. Para tener una mejor idea del funcionamiento de este tipo
de sumideros, observar video45 anexo F. A continuación se muestran
algunas imágenes sobre estos sistemas de captación:
46
Figura A. Sumideros de ventana especiales
45
FILTERRA. AQUIA. Avi. [video clip], 1.43 min., ausencia de sonido, color, 241 kbps, 1280 x 800 [En Línea]
[Citado 26 -02 - 09] < http: //www.filterra.com/media/Fisterra.swf>.
46
FILTERRA. Design Assistance. Applications. [En Línea] [Citado 26 -02 - 09] < http:
//www.filterra.com/index.php/design/review>.
Continuación figura anterior.