proyecto arreglado

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REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITECNICA DE LA FUERZA ARMADA NACIONAL NUCLEO-TACHIRA DISEÑO DE PROTECCION HIDRAULICA EN EL RIO TORBES, SECTOR PUENTE REAL, INTERSECCIÓN DE LA CALLE NUEVE CON AVENIDA MARGINAL DEL TORBES, MUNICIPIO SAN CRISTOBAL ESTADO TACHIRA. AUTORES: CAMPOS VICTOR CI-21221825 MANRIQUE NELSON CI-21086925 VALERO JOSE CI-21219349 TUTOR: ING. FREDDY PRATO

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Page 1: Proyecto Arreglado

REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA

MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITECNICA DE

LA FUERZA ARMADA NACIONAL

NUCLEO-TACHIRA

DISEÑO DE PROTECCION HIDRAULICA EN EL RIO TORBES, SECTOR PUENTE REAL, INTERSECCIÓN DE LA CALLE NUEVE CON

AVENIDA MARGINAL DEL TORBES, MUNICIPIO SAN CRISTOBAL ESTADO TACHIRA.

AUTORES:

CAMPOS VICTOR CI-21221825

MANRIQUE NELSON CI-21086925

VALERO JOSE CI-21219349

TUTOR: ING. FREDDY PRATO

SAN CRISTOBAL, ENERO DE 2012.

Page 2: Proyecto Arreglado

INDICE

PORTADA

ÍNDICE

INTRODUCCIÓN

CAPITULO I

CAPITULO II

CAPITULO III

CAPITULO IV

CONCLUSIONES

RECOMENDACIONES

BIBLIOGRAFIA

ANEXOS

Page 3: Proyecto Arreglado

INTRODUCCION

Page 4: Proyecto Arreglado

CAPITULO I

EL PROBLEMA

Contextualización del problema

La superficie terrestre se encuentra en un proceso de cambio más

o menos gradual y permanente, se conjugan aquí los procesos de

formación de roca y movimientos de sedimentos por causa de los agentes

atmosféricos para iniciar en la ruptura, desgaste y traslado de los

materiales en causes de ríos y quebradas. Así, a faz de la tierra está en

diferentes etapas de lo que es una constante generación y cambio en los

relieves hidráulicos, la mayoría de los casos son imperceptibles para el

ojo no entrenado.

Los problemas en las cuencas hidrográficas de Venezuela están

asociados a los continuos cambios de climáticos causados por la

deforestación de bosques en las zonas altas de las cuencas, degradación

de los suelos, generación y arrastre de sedimentos, alteración del régimen

fluvial, contaminación de las aguas y los suelos.

En el Estado Táchira, como consecuencia de las fuertes lluvias

registradas en los últimos años, se han presentado una serie de

desbordamientos en los ríos Tórbes, Zúñiga y las Quebradas La Bermeja

La Machiri. Recientemente el municipio Independencia se vio afectado

por un desbordamiento del talud este de la Quebrada La Parada,

ocasionando desplazamiento de las viviendas hacia el cauce,

produciéndose una presa que elevo el nivel de las aguas, desviándolas

hacia la vía principal de Zorca, sector Pie de Cuesta.

Particularmente en el municipio San Cristóbal, cuyas

características topográficas se extienden bajo una sucesión de terrazas

aluviales y relieves montañosos que presentan una gran afluencia de

Page 5: Proyecto Arreglado

aguas en quebradas y ríos, donde los causes aumentan producto de las

diversas precipitaciones y grandes pendientes que varían entre un 15 y

65%. El municipio se ve afectado por desbordamientos e inundaciones

constantemente, causando el deterioro de las vías de comunicación tanto

internas como externas.

Esto trae como consecuencia que la acción combinada de los flujos

terrestres como el agua de escorrentía, diversas lluvias combinadas a los

procesos de desintegración y arrastre de sedimentos, provoquen en el

cauce del rio Tórbes una gran variedad de crecidas, socavamientos

laterales y levantamientos de capas asfálticas en las avenidas que

circundan al cauce del rio. No es de extrañar, entonces que violentos

procesos de desbordamiento, inundaciones y socavamientos generen

aquí desastres con frecuencia lo suficientemente altos para incentivar un

estudio sistemático.

En ese sentido interesa conocer el comportamiento que han tenido

los desbordamientos del rio Tórbes, específicamente en el sector de

Puente Real, intersección de la calle nueve con Avenida Marginal del

Torbes, municipio San Cristóbal, Estado Táchira; considerando

especialmente aquellos eventos que implican pérdidas materiales y vidas

humanas. En la mayoría de los desbordamientos intervienen múltiples

factores, como consecuencia de intensas lluvias; algunas se desarrollan

durante varios días, pero otras pueden ser violentas e incontenibles en

pocos minutos, generando peligros como las inundaciones, los torrentes

y los deslaves.

Se puede aclarar que este proceso puede cambiar, tanto entre

localidades como para un mismo sitio a través del tiempo; de allí que

resulta interesante averiguar el comportamiento espacial y temporal que

han tenido los desbordamientos en el municipio. Para realizar un estudio

adecuado y detallado de los distintos factores que influyen en los

desbordamientos, con posibles pronósticos, se requiere de la utilización

de gran cantidad de tiempo y recursos económicos.

Page 6: Proyecto Arreglado

Por lo anteriormente expuesto se propone un estudio de los

desbordamientos del rio Tórbes, sector Puente Real, intersección de la

calle nueve con Avenida Marginal del Torbes, con el propósito de evaluar

las condiciones del sector objeto de estudio, logrando de esta forma

determinar el factor hidrológico que puede servir como base para el

diagnostico de estos desbordamientos de ríos y así, dar posibles

soluciones.

Teniendo en consideración la problemática planteada y de acuerdo

al estudio que se tiene planteado, los autores de la investigación definen

las siguientes interrogantes:

¿Cuál es la situación actual que presentan los taludes del rio

Tórbes, sector Puente Real, intersección de la calle nueve con Avenida

Marginal del Torbes, municipio San Cristóbal, Estado Táchira?

¿Cuáles son las posibles soluciones a la problemática planteada en

el sector de estudio?

¿Cuál sería la protección hidráulica seleccionada para aportar una

solución al problema?

¿Cómo se representa gráficamente el problema en la presente

investigación?

OBJETIVO DE LA INVESTIGACIÓN

Objetivo General

Page 7: Proyecto Arreglado

Diseñar una protección hidráulica en el rio Tórbes, sector Puente

Real, intersección de la calle nueve con Avenida Marginal del Torbes,

municipio San Cristóbal, Estado Táchira.

Objetivos Específicos

Analizar la situación actual que presentan los taludes en el rio Tórbes,

sector Puente Real, intersección de la calle nueve con Avenida

Marginal del Torbes, municipio San Cristóbal, Estado Táchira. Estudiar posibles soluciones a la problemática planteada en el sector

de estudio.

Diseñar el tipo de protección hidráulica seleccionada para aportar una

solución al problema.

Representar por medio de una maqueta el problema y su posible solución.

JUSTIFICACIÓN

Este diagnostico está orientado a reflejar un área susceptible a

desbordamientos. Teóricamente se puede proyectar en base a factores

físicos asociados con la problemática existente, puesto que no es posible

determinar cuando han de ocurrir los desbordamientos, aun con la mejor

información disponible. Es posible identificar el área susceptible a ello; por

lo tanto, se discutirán algunos de los conceptos relacionados con la

susceptibilidad a los desbordamientos; los diferentes tipos, la naturaleza

relativa, la zonificación del peligro; su relación con las actividades de

desarrollo y como mitigar sus efectos.

Esto condujo a elaborar la presente investigación para contemplar

varios fines; el primero de ellos es, tener un conocimiento amplio de las

características, condiciones y métodos que se emplearan en la

construcción de una protección hidráulica, así también todos y cada uno

de los reglamentos, leyes y restricciones que se deberán tomar en cuenta

Page 8: Proyecto Arreglado

para poder realizar el diseño del mismo, conforme a lo establecido por las

instituciones nacionales competentes.

A estas áreas se le deberá dar prioridad para introducir algunas

medidas de mitigación. En consecuencia este estudio permitirá evaluar en

como usualmente los desbordamientos no están sujetos a una evaluación

del peligro, pues no hay una base para establecer la probabilidad de su

ocurrencia en determinado periodo.

Finalmente, teniendo en cuenta la información obtenida por la

comunidad se propone diseñar una protección hidráulica para proteger el

sector con la intención que el agua fluya de manera correcta para evitar

la socavación en la orilla del rio, lo que traería como resultado aminorar la

problemática existente en la comunidad de puente real.

ALCANCE

El presente proyecto contempla la realización de estudios

necesarios para el diseño y localización de una protección hidráulica a lo

largo del cauce del rio, en sector Puente Real, intersección de la calle

nueve con Avenida Marginal del Torbes

Esta investigación es un esfuerzo encaminado a sistematizar y

facilitar la aplicación teórica y práctica de los principios científicos de la

hidrología y la hidrodinámica a los problemas de socavamiento de

taludes, en los que se ve afectada la comunidad producto de los

desbordamientos generados por el rio.

DELIMITACION

Page 9: Proyecto Arreglado

El estudio y diseño de una protección hidráulica es definido por sus

autores, en la intersección de la calle nueve, sector Puente Real con la

Avenida Marginal del Torbes, que presenta coordenadas 7° 46' 34.44" N

72° 14' 27.74" W, y pertenece a la Parroquia San Juan Bautista, Municipio

San Cristóbal, Estado Táchira.

Fuente: https://maps.google.co.ve/maps?hl=es-419&tab=wl

Page 10: Proyecto Arreglado

CAPITULO II

MARCO REFERENCIAL

Antecedentes de la investigaciónEl Río Tórbes nace en el Páramo El Zumbador y desemboca en el

río Uribante, este se asienta sobre la ribera izquierda, de la ciudad capital

del Estado Táchira, San Cristóbal, su longitud aproximada es de 82 km;

Sus aguas tienen un color rojizo como consecuencia de su paso por

tierras arcillosas características de la región. Recibe parte de su caudal

del curso de las quebradas Machirí, la Bermeja y el río Quinimarí.

Este rio en los últimos años se ha visto desbordado por varias

crecidas que han producido daños materiales a las estructuras

adyacentes, a los terrenos y a las propiedades aledañas a su cauce. El

más reciente de sus estragos se origino en el puente libertador el día 19

de abril del 2012, donde la estructura se vio afectada producto de las

socavaciones en la base del puente a causa de la gran cantidad del

caudal que pasaba por el sector. La parte del cono de inyección del río

Torbes y la quebrada La Machirí dan impacto hacia el lado sur del río y

luego se desplaza directo hacia la pila, que es afectada debido al

asentamiento y un efecto de torsión en la viga de carga del eje de la pila 7

sentido norte sur.

Producto de las persistentes lluvias se origino el socavamiento de

más de la mitad de la calzada en la avenida Marginal del Torbes a la

altura del elevado de Puente Real en el sentido norte-sur. Así mismo se

puede destacar que a la altura del barrio El Lago la crecida arrasó con

1.200 metros de construcción de galpones, ocasionándole también la

muerte del señor Estanislao Cacique y dejando más de 1.000 personas

afectadas por el temporal.

Page 11: Proyecto Arreglado

MARCO TEORICO

1. Cuenca hidrográfica. Una cuenca hidrográfica es un área de terreno que drena agua en

un punto común, como un riachuelo, arroyo, río o lago cercano. Cada

cuenca pequeña drena agua en una cuenca mayor que, eventualmente,

desemboca en el océano. Estas áreas son de vital importancia para la

conservación de la Tierra, de allí que el agua constituye un recurso

natural que debe ser utilizado racionalmente.

1.1 Procesos erosivos en la cuenca: la cuenca vertiente contribuye con

sedimentos a la carga total de una corriente natural de dos maneras:

Remoción en masa: este proceso está asociado con

deslizamientos de grandes masas de material solido que se han

concentrado en sitios inestables. La inestabilidad es causada por factores

geotécnicos que tienen que ver con las pendientes de los taludes, el

manejo inadecuado del suelo, la tala de árboles y el almacenamiento de

agua en los suelos.

El deslizamiento se produce directamente sobre uno de los

márgenes de una corriente natural el material deslizado se deposita sobre

un lecho obstruyendo el paso libre de agua, a medida que pasa el tiempo

el mismo flujo de agua se encarga de transportar el material hacia aguas

abajo, parte como carga de fondo y parte en suspensión. Sus

deslizamientos se producen lejos de las corrientes de agua, entonces

solamente una parte del material puede llegar a las corrientes por erosión

hídrica.

Precipitación: la precipitación es una parte importante del ciclo

hidrológico, responsable del depósito de agua dulce en el planeta y, por

ende, de la vida en nuestro planeta, tanto de animales como vegetales,

que requieren del agua para vivir. La precipitación es generada por las

nubes, cuando alcanzan un punto de saturación; en este punto las gotas

Page 12: Proyecto Arreglado

de agua aumentan de tamaño hasta alcanzar el punto en que se

precipitan por la fuerza de gravedad.

Es posible inseminar nubes para inducir la precipitación rociando

un polvo fino o un químico apropiado (como el nitrato de plata) dentro de

la nube, acelerando la formación de gotas de agua e incrementando la

probabilidad de precipitación, aunque estas pruebas no han sido

satisfactorias, prácticamente en ningún caso.

2. Socavamiento del terreno. Según, Thomas. M (2009), Son deslizamientos de masas de tierra

o rocas por una pendiente que ocasionan perdida del material que es

producido por medio de las corrientes del cauce al momento en que los

volúmenes de agua chocan con los bordes del cauce ocasionan

deslizamientos de una porción del suelo debido a la pérdida del esfuerzo

cortante, e infiltración de las aguas y sismos entre, otros.

3. Estudios hidráulicos. Contienen los aspectos de hidráulica fluvial que tienen que ver con

las características del sitio del cruce, la relación nivel y en el cauce, las

velocidades y las trayectorias del flujo, la geomorfología del cauce y las

magnitudes de las fuerzas que afectan el fondo del cauce, los márgenes y

la estructura de la obra

Para la determinación de la profundidad que debe tener el

conducto por debajo del lecho es necesario realizar estudios hidráulicos

de las corrientes y estimar profundidades de socavación, para la

seguridad de las instalaciones de conexión se deben analizar los niveles

máximos de la corriente y las protecciones de os márgenes como sus

estudios las herramientas más modernas, utilizando la modelación

matemática como pieza fundamental en la obtención de resultados.

3.1 Velocidad del agua: son corrientes de agua que discurren de forma

permanente y continua por un cauce fijo y nacen en las sierras altas y

Page 13: Proyecto Arreglado

fluyen pendientes abajo hasta desembocar en un rio mayor, un lago o el

mar, el agua no permanece inmóvil, si no que está sometida a un continuo

movimiento durante el que se producen cambios de un estado a otro, que

se denomina ciclo de agua.

La velocidad son los metros por segundo que recorre un rio y el

caudal son los metros cúbicos de liquido que pasan por segundo en un

sitio determinado, las irregularidades topográficas del lecho ofrecen una

resistencia al paso del mismo, a esta se llama rugosidad la difusión

turbulenta es el esparcimiento de partículas en el H2O, causado por la

rugosidad.

3.2 Caudal: es la cantidad de fluido que pasa en una unidad de tiempo

normalmente se identifica con el flujo volumétrico o volumen que pasa por

un área dada en la unidad de tiempo. Menos frecuentemente, se identifica

en el caso en el caso de cuencas de ríos o arroyos, los caudales

generalmente se expresan en metros cúbicos por segundo o miles de

metros cúbicos por segundo. Son variables en tiempo y en el espacio y

esta evolución se puede representar con los denominados hidrogramas

con el flujo másico o masa que pasa por un área dada en la unidad de

tiempo.

3.4 Escorrentía superficial: es importante comprender que la mayoría de

los estudios hidrológicos están ligados al aprovechamiento del agua

superficial y a la protección contra fenómenos provocados por su

movimiento. En este contexto Sáenz (1999), dice: “La escorrentía

superficial es el fenómeno as importante desde el punto de vista de

ingeniería, consiste en la ocurrencia y el transporte del agua en la

superficie terrestre”.

Page 14: Proyecto Arreglado

4. Tipos de protección hidráulica. Según Merrit (1992). Describe que la ingeniería hidráulica incluye la

aplicación de las teorías de mecánica de fluidos, hidrología y suministro

de agua para construir dispositivos que funcionan con líquidos, por lo

general agua pero cuando nos llegan caudales extraordinarios,

participamos en su control y protegemos de su fuerza destructoras que

causa daños en toda obra civil que es necesario realizar.

Por consiguiente, es importante destacar que los problemas

hidráulicos la mayoría de las veces no son idénticos, por lo tanto la

necesidad de controlar los procesos de erosión, socavación y

deslizamiento por efectos de las aguas, ha preocupado a los ingenieros

durante siglos para buscar soluciones rápidas, económicas y duraderas.

4.1 Bolsacreto: permite dar una solución más rápida y económica que

los sistemas tradicionales. La función fundamental del elemento geocreto

es el aporte de peso mediante la fabricación de bloques en sitio por medio

de bombeos hidráulicos de mortero (arena, agua, cemento) y fibra de

polipropileno en sacos de grandes dimensiones confeccionados en

material sintético los cuales son muy livianos y una vez llenos pueden

alcanzar pesos considerables de hasta cuarenta toneladas según las

dimensiones del bolsacreto.

Una de las grandes ventajas del sistema es la rapidez de la

construcción de grandes estructuras de defensa y protección,

aproximadamente veinte veces más rápido que los gaviones debido a lo

versátil al sistema de llenado, usando para las mismas unidades

bombeadas de concreto rápido transporte e instalación, es importante

destacar que el proceso de llenado se efectúa por medio de bombeo

hidráulico, lo cual permite instalar el equipo de mezclado y cercano al sitio

Page 15: Proyecto Arreglado

de la obra de manera que no es necesario vías de acceso o dañar

estructuras.

La necesidad de proteger algunas estructuras hidráulicas,

márgenes de ríos, playas los estribos y pilas de puentes de la erosión

causada por la velocidad de las aguas, hace que se deban ejecutar obras

para desarrollar dicha protección. Bolsacreto se confeccionan según

dimensiones establecidas (1 m3 o 2 m3).

Para optimizar su manejo, utilización y colocación en el lugar de

trabajo, la bolsacreto PAVCO contiene la masa de mortero o de concreto

conformado un enrocado de gran tamaño, adecuado para obras de

protección de riveras y estabilización de taludes. El tipo de tejido permite

la salida del agua amasado con facilidad, favoreciendo así el fraguado de

la mezcla, sin que se presente pérdida de cemento cuando el agua de

amasado sale a través del bolsacreto PAVCO. Las cintas que configuran

el textil se degradan mucho tiempo después de haber fraguado el

concreto, que constituirán este tipo de enrocado artificial.

4.1.2 Colocación: Los bolsacretos PAVCO, deben ser colocados en el

lugar que previamente ha sido establecido por el diseñador o pueden ser

lanzados al agua cuando sea necesario. Se debe recordar que se está

manejando un enrocado artificial, pero que durante el vaciado del material

dentro del Bolsacreto PAVCO, está en forma líquida y no ha adquirido la

suficiente resistencia a la compresión. Se debe desarrollar entonces una

traba, para que los bolsacretos una vez fraguados mantengan la

estabilidad necesaria, de tal forma que puedan soportar el embate de las

aguas o empujes que provengan del espaldón.

Las características del mortero o concreto de relleno utilizado para

los Bolsacretos PAVCO, deberán cumplir con las propiedades mínimas

aceptadas para la elaboración de estas mezclas. Esto incluye la calidad

de: los áridos, el agua y el cemento. Así como los procedimientos para su

elaboración, transporte y colocación, que permitan asegurar su calidad.

La resistencia a la compresión simple de estas mezclas, deberá ser

Page 16: Proyecto Arreglado

recomendada en el diseño según el uso de estos enrocados artificiales,

pero bajo ninguna circunstancia podrá ser inferior a los 105 kg/cm2

(1500psi) para evitar el desgaste por abrasión.

4.1.3 Campos de aplicación:a) En estabilidad de taludes: se utilizan generalmente en la conservación

de los taludes que estén expuestos a corrientes de agua (líneas costeras,

ríos o canales). Son una alternativa a los métodos tradicionales tales

como el rip-rap, los gaviones y los muros de contención por gravedad en

concreto.

b) En reparaciones estructurales: en la reparación de pilas y muros

solucionan inconvenientes, pues no necesitan de formaletería rígida,

adicionalmente se pueden colocar y fundir por debajo del nivel del agua.

En estructuras hidráulicas:

c) En la construcción de estructuras tales como espolones y rompeolas,

donde trabajan como estructuras disipadoras de energía y/o como

manejadoras de líneas de corriente, evitando el deterioro en las orillas,

además del costoso transporte y la colocación de grandes enrocados.

4.1.4 Ventajas:a) Sobresale su facilidad en el transporte y almacenamiento, los

bolsacreto PAVCO son llevados vacios hasta el sitio de la obra, donde

posteriormente son llenados y colocados, lo cual permite el manejo de

grandes volúmenes a bajos costos.

b) Se puede lograr la protección de grandes áreas en un corto periodo de

tiempo, debido a la velocidad de construcción que permite esta

tecnología. Presenta una fácil adaptación a superficies irregulares, puesto

que durante el proceso de llenado el bolsacreto PAVCO adquiere la forma

del medio circundante.

Page 17: Proyecto Arreglado

c) Reducen significativamente los costos del proyecto, esta tecnología no

requiere generalmente de equipos pesados de construcción, se necesita

una mano de obra especializada y se obtiene grandes rendimientos.

d) Son resistentes al choque con el agua en estructuras hidráulicas,

reemplazar los sistemas tradicionales de protección con gaviones,

enrocados naturales y muros de contención en concreto.

4.1.5 Presentación:La dimensión de los Bolsacretos PAVCO 1101 y 1401 es de 1.2 x 2.4

metros, con una capacidad aproximada de un metro cúbico (2.2 Ton.)

para una altura de llenado de 40 cm. y los Bolsacretos PAVCO 1102 y

1402 de 2.7 x 1.85 metros, con una capacidad aproximada de 2 metros

cúbicos (4.4 Ton.) para una altura de llenado de 45 cm. Dependiendo de

las condiciones de la instalación se seleccionará la referencia apropiada,

según las recomendaciones de diseño.

Tabla Nº 1, especificaciones técnicas de bolsacretos PAVCO.

Page 18: Proyecto Arreglado

Figura N 1, Bolsacreto

Fuente:http://www.google.co.ve/imgres?q=bolsacreto. (2009)

4.2 Espigón: según Maza Alberto (1999), señala que son los elementos

de protección hidráulica con estructuras que están unidas a la margen e

interpuestas a la corriente, también se caracterizan por tener uno de sus

extremos anclado en una orilla y otro dirigido hacia aguas adentro, lo que

permite desviar y alejar la corriente de sus laterales y evitar que esta

arrastre las partículas que forman, un espigón es una estructura no lineal

(predomina la longitud sobre las otras dimensiones) construida con

bloques de piedras de dimensiones considerables, o de elementos

prefabricados de hormigón llamados tetrápodos.

4.2.2 Longitud de los espigones: el primero debe tener la mayor

longitud posible (igual al tirante) y los siguientes aumentaran

gradualmente hasta llegar al borde del canal deseado. La longitud de

estos últimos estará dada por la distancia entre los puntos de arranque, y

la frontera delineada como nueva ribera; esta dependerá también de la

inclinación de los espigones y su separación “S” que Está directamente

relacionada con la longitud de los espigones, su forma, su localización (si

están ubica-dos en un tramo recto del río o en el lado externo de una

curva) y su orientación.

También es importante la presencia de un adecuado

empotramiento, ya que su presencia puede permitir un aumento del

espaciamiento de hasta 20% en relación a espigones no empotrados.

Page 19: Proyecto Arreglado

4.2.3 Separación o espaciamiento entre espigones (S): La separación

se mide hacia aguas abajo entre el punto de arranque en el margen de

dos espigones consecutivos y depende de la longitud del espigón de

aguas arriba, esta es muy importante para la implementación de los

espigones porque, de esta dependerán los resultados obtenidos, es decir

una separación muy corta es solución que provoca gran sedimentación

entre los espigones y consecuentemente la plena recuperación del

margen erosionado, si esta es la finalidad de la obra.

Una separación media es una solución que solamente evita el

avance de la erosión sobre el margen; encaso de ser necesario, puede

ser fácilmente corregida prolongando los espigones o construyendo

espigones adicionales, más cortos, en los sitios amenazados. Una

separación grande es una solución que puede evitar el avance de la

erosión sobre el margen en crecidas menores, no necesariamente en

crecidas más importantes.

Figura N 2, Espigones.

Fuente:http://www.google.co.ve/imgres?sertq=espigones. (2010)

4.3 Gavión: sus contenedores de piedras retenidas con malla de

alambre, se colocan a pie de obra desarmados y, una vez en su sitio, se

rellenan con piedras del lugar como la operación de armado y relleno.

Los gaviones se fabrican con mallas (de triple torsión y escuadrada tipo

8x10 cm) de alambre de acero (con bajo contenido de carbono) de

Page 20: Proyecto Arreglado

2.7mm, al que se le da tres capas de galvanizado, con 270 gramos de

zinc. Las aristas de los gaviones refuerzan también con alambre para el

amarre de las piezas de 2.2mm.

4.3.1 Ventajas y características. a) Flexible: El gavión una vez relleno con piedra sufre deformaciones, y

aun así continúa sin perder eficiencia en el caso de presentarse una

falla en el suelo.

b) Resistencia: Proporciona dominio en todos los esfuerzos de

compresión, tensión y torsión.

c) Permeable: El gavión relleno, no contiene aglutinantes ni

cementantes, por lo que quedan huecos o intersticios. Disipa la energía

del agua, Disminuye los empujes hidrostáticos. Permite tener saneados

los terrenos aledaños a las estructuras.

d) Durabilidad: La materia prima del Gavión, está provista de un

recubrimiento que logra retrasar los efectos del medio ambiente sobre el

acero.

Figura N 3, Gavión.

Fuente:http://www.google.co.ve/imgresgavion80&ge=1&. (2008)

4.4 Muro: se define como toda estructura continua que de forma activa o

pasiva un efecto estabilizador sobre una masa de terreno. El carácter

fundamental de estos el de servir de elemento de contención de un

terreno que e n unas ocasiones es natural y en otras un relleno artificial.

Page 21: Proyecto Arreglado

4.4.1 Muros de gravedad: son aquellos cuyo peso contrarresta el

empuje del terreno. Dadas sus grandes dimensiones, prácticamente no

sufre esfuerzos flectores, por lo que no suele armarse. Los muros de

gravedad a su vez pueden clasificarse en:

Muros de hormigón en masa. Cuando es necesario, se arma el pie

(punta y/o talón).

Muros de mampostería seca. Se construyen mediante bloques de roca

Muros de escollera. Se construyen mediante bloques de roca de mayor

tamaño que los de mampostería.

Muros prefabricados o de elementos prefabricados. Se pueden realizar

mediante bloques de hormigón previamente fabricados.

Muros aligerados. Aquellos en los que los bloques se aligeran (se

hacen huecos) por diversos motivos (ahorro de material, reducción de

peso).

Muros jardinera. Si los bloques huecos de un muro aligerado se

disponen escalonadamente, y en ellos se introduce tierra y se siembra, se

produce el muro jardinera, que resulta mucho más estético, y de menor

impacto, ver rocalla.

4.4.2 Muros estructurales: son muros de hormigón fuertemente

armados. Presentan ligeros movimientos de flexión y dado que el cuerpo

trabaja como un voladizo vertical, su espesor requerido aumenta

rápidamente con el incremento de la altura del muro. Presentan un

saliente o talón sobre el que se apoya parte del terreno, de manera que

muro y terreno trabajan en conjunto.

Siempre que sea posible, una extensión en el puntal o la punta con

una dimensión entre un tercio y un cuarto del ancho de la base suministra

una solución más económica.

Los distintos tipos de muros estructurales son los muros "en L", "en

T". En algunos casos, los límites de la propiedad u otras restricciones

obligan a colocar el muro en el borde delantero de la losa base, es decir,

Page 22: Proyecto Arreglado

a omitir el puntal. Es en estas ocasiones cuando se utilizan los muros en

L.

Como se ha indicado, en ocasiones muros estructurales verticales

de gran altura presentan excesivas flexiones. Para evitar este problema

surge el 'muro con contrafuertes', en los que se colocan elementos

estructurales (contrafuertes) en la parte interior del muro (donde se

localizan las tierras). Suelen estar espaciados entre sí a distancias iguales

o ligeramente mayores que la mitad de la altura del muro. También

existen muros con contrafuertes en la parte exterior del mismo.

En ocasiones, para aligerar el contrafuerte, se colocan elementos

con un tirante (cable metálico) para que trabaje a tracción. Surgen así los

“muros atirantados”.

Figura N 4, Muros de Contención

Fuente: Google, Fratell G, (2003) Suelos Fundaciones y Muros

MARCO LEGAL

A partir de la promulgación de la Ley Orgánica del Ambiente en

1976, arranca el verdadero Derecho Ambiental en Venezuela, incitando la

creación de instituciones especializadas; la elaboración de estudios

jurídicos sobre el tema; y la aparición de una variedad de leyes, decretos,

Page 23: Proyecto Arreglado

resoluciones y ordenanzas coherentes y con un objetivo único y la

sensibilización más pronunciada de la colectividad hacia los problemas

del entorno.

El conjunto de textos jurídicos cuyos mandatos pueden tener

repercusión en caso de una intervención ambiental es muy extenso y

variado, desde la definición de los organismos y entidades que tienen

competencia directa sobre el ambiente, en su desarrollo y administración,

hasta la protección, reglamentación y regulación de su uso. Se presentan

atendiendo a su jerarquía; en los de igual jerarquía se seguirá el orden

cronológico. Así, encontraremos primero la Constitución, luego las leyes

orgánicas y luego las leyes ordinarias. Por último se dedicará un punto a

los decretos correspondientes. En este caso particular las leyes

principales son:

“Normas sobre Vigilancia, Inspección y Control de las Obras

Hidráulicas”; promulgada en Gaceta Oficial de la República de Venezuela

No. 35.765 del 02 de Agosto de 1995.

“Normas para la Clasificación y el Control de la Calidad de los

Cuerpos de Agua y Vertidos o Efluentes Líquidos”; promulgada en Gaceta

Oficial de la República de Venezuela No. 5.021 Extraordinario del 18 de

Diciembre de 1.995. Deroga los Decretos Nos. 2.221, 2.222, 2.223 y

2.224 de fecha 23-04-92, Gaceta Oficial de la República de Venezuela

No. 4.418 Extraordinario del 27 de Abril de 1992.

CAPITULO III

MARCO METODOLÓGICO

Page 24: Proyecto Arreglado

Se define el marco metodológico como el conjunto de acciones

destinadas a describir y analizar el fondo del problema planteado, a través

de procedimientos específicos que incluye las técnicas de observación y

recolección de datos, determinando el “cómo” se realizará el estudio, esta

tarea consiste en hacer operativa los conceptos y elementos del problema

a estudiar.

Tipo de InvestigaciónEl presente estudio se ubica dentro del nivel de investigación

mixto, cuyo su propósito es el diseño de una Protección Hidráulica en el

sector de Puente Real, intersección de la calle nueve con Avenida

Marginal del Torbes, esta investigación es considerada descriptiva, por

ser basada en las representaciones de los aspectos y características de

una realidad para analizar y determinar sus rasgos sobresalientes; así

mismo se considera como una investigación de campo, al ser realizada

directamente en el lugar donde se presenta el problema,

Hernández y Mendoza (2008) citan que “Los métodos mixtos

representan un conjunto de procesos sistemáticos, empíricos y críticos de

investigación e implican la recolección y el análisis de datos cuantitativos

y cualitativos, así como su integración y discusión conjunta, para realizar

inferencias producto de toda la información recabada y lograr un mayor

entendimiento del fenómeno bajo estudio”.

Ribas (1995), define la investigación descriptiva como “aquella

que permite obtener información acerca del fenómeno o proceso, para

describir sus implicaciones”. (p.54). Por otra parte La investigación de

campo según Arias (2004) “consiste en la recolección de datos

directamente de la realidad donde ocurren los hechos, sin manipular o

controlar variables alguna”. (p. 94).

Diseño de la InvestigaciónPara Hernández. Fernández y Baptista (2006), el diseño se refiere

al plan o la estrategia concebidos para obtener la información que se

Page 25: Proyecto Arreglado

desee. El investigador utiliza su diseño para analizar la certeza de las

hipótesis y formulas en un contexto específico. El diseño de la

investigación puede ser experimental o no experimental. La esencia del

diseño experimental es que requiere la manipulación intencional de una

acción para analizar sus posibles resultados. Es decir, trata de generar

una medición causa/efecto. En tanto que la investigación no experimental

es aquella que se realiza sin manipular deliberadamente las variables. Lo

que se hace en este tipo de investigación es observar fenómenos tal

como se dan en su contexto, para después analizarlos.

El diseño de la investigación de este proyecto será experimental,

puesto que no se pretenden modificar las variables, y se limitara a obtener

información sobre la problemática y a las posibles soluciones a la misma ,

estableciéndose como un proyecto factible, definido por Barrios (1998),

como: “…la elaboración de una propuesta de un modelo operativo

variable para solucionar problemas de tipo práctico, y satisfacer

requerimientos o necesidades de organizaciones o grupos sociales:

pueden referirse a la formulación de políticas, programas, tecnologías,

métodos o procesos.” (p.7); por lo que las ideas citadas anteriormente,

hacen referencia a un diseño que se puede ejecutar con el fin de buscar

la solución de diversas necesidades de un grupo social.

Fases de la investigacion1. Definir el tema de estudio.

2. Investigar informacion referente al tema de estudio.

3. Identificar el sector o área a trabajar.

4. Recaudar, analizar y describir información teórica, referente a los

problemas específicos, ocasionados por el rio en el sector.

5. Definir las potenciales causas y antecedentes que generan los

problemas.

6. Investigar y analizar las posibles soluciones a los inconvenientes, en

relación al diseño de una protección hidráulica.

Page 26: Proyecto Arreglado

7. Determinar, y diseñar el tipo de protección hidráulica correcta para

proporcionar una solución.

8. Establecer los parámetros de diseño.

9. Representar gráficamente por medio de una maqueta la posible

solución al problema planteado.

Técnicas de Recolección de DatosPara llevar a cabo la recopilación de datos e información se

utilizaran tanto fuentes de datos primarias como secundarias. Hernández,

Fernández y Baptista (2006) explican que las fuentes primarias son

aquellos datos o información que se obtiene específicamente para el

estudio que se va a realizar. Estos incluyen entrevistas, observación,

encuestas entre otras. Las fuentes secundarias son los datos que ya

existen y se obtienen de documentos relativamente más fáciles de

conseguir se debe procurar que sea información actualizada y aplicable a

la investigación

Los datos primarios de este proyecto pretenden obtenerse

mediante la técnica de observación directa que consiste en el uso

sistemático de nuestros sentidos, orientados a la captación de cualquier

hecho, fenómeno o situación que se produzca en la naturaleza o en la

sociedad en función de unos objetivos de investigación pre-establecidos

en el área de estudio.

Los datos secundarios servirán para conocer la diversidad de

problemas ocasionados por el rio Tórbes. Estos antecedentes provendrán

de fuentes proporcionadas de la red de internet, artículos periodísticos,

trabajos realizados anteriormente con el objeto de conocer e identificar las

experiencias asociadas a la problemática planteada para el posterior

diseño y cálculos que conllevaría la protección hidráulica a implementar

en el área.

Instrumentos de Recolección de Datos

Page 27: Proyecto Arreglado

Los instrumentos utilizados para la recopilación de la información

fueron registros descriptivos y fuentes de internet; Para clasificar los

datos obtenidos se utilizo la técnica de análisis de contenido que consiste

en la lectura y relectura de los textos, documentales. Para ir determinando

y agrupando estos datos de manera más ordenada y clasificada.

CAPITULO IV

Page 28: Proyecto Arreglado

PROPUESTA

Información sobre la cuenca, área y pendientes del rio Torbes

En la fase diagnostica se pudo denotar que el rio Torbès nace en

el Paramo El Zumbador, Municipio Andrés Bello. En el municipio San

Cristóbal, Estado Táchira, se asienta sobre su ribera izquierda,

geográficamente se desplaza al Nor-Oeste de la depresión Tachirense y

corta transversalmente el sector de puente real, desemboca en el río

Uribante y pertenece a la cuenca del río Apure.

Siendo el Rio Torbes el generador del caudal, es necesario

determinar los niveles de creciente que pueden ser esperados, para ello

en este capítulo se hace referencia al sector hidrográfico en estudio.

Actualmente el rio en la mayor parte de su recorrido presenta algunas

protecciones hidráulicas, aunque en algunos sectores sus aguas circulan

sin ninguna medida de protección para el suelo y para los terrenos

aledaños donde su recorrido presenta un evidente peligro a los

socavamientos y desbordamientos.

Estudio hidrográfico de la cuenca

En este estudio se realizo lo correspondiente a la disertación de la

creciente del Rio Torbes, con el fin de analizar según la factibilidad de las

inundaciones y daños probables de las aguas en exceso a los taludes e

infraestructuras del sector de estudio aguas abajo, donde se estudiara lo

siguiente:

1. Diseño estructural.Los autores de la investigación, establecen como procedimiento de

desarrollo sustentable a los problemas presentes en el sector de estudio,

el diseño de una estructura hidráulica de bolsacreto. Este proyecto se

basa en gran parte a la experiencia adquirida, complementada con

Page 29: Proyecto Arreglado

información de ensayos en modelos, es importante destacar que no existe

para el presente diseño ningún método analítico exacto, pero hay ciertas

fórmulas que pueden usarse para un diseño seguro.

1.1 FórmulasLos taludes y peso de los elementos se diseñan para resistir la

acción del cauce, por lo general se sigue el criterio que se presenta a

continuación:

La siguiente ecuación fue propuesta por Hudson para determinar la

relación entre el peso y talud para distintas alturas de caudal.

W= δs∗H3

Κ d∗( δsδw−1)3

∗cot α

Donde:

W, peso del elemento (kg)

Kd, coeficiente de estabilidad de Hudson (ton m / m3)

H, altura del caudal de diseño (m)

α, ángulo que forma el talud con respecto a la horizontal.

δs, peso volumétrico del elemento (m / m3)

δw, peso volumétrico del agua

2. Caudal de diseño.Para la determinación del caudal, el investigador se baso

en el método indirecto de área-pendiente. A veces se presentan

crecientes en sitios donde no existe ningún tipo de instrumentación y cuya

estimación se requiere para el diseño de estructuras hidráulicas tales

como puentes o canales. Las crecientes dejan huellas que permiten hacer

Page 30: Proyecto Arreglado

una estimación aproximada del caudal determinando las propiedades

geométricas de 2 secciones diferentes, separadas una distancia L y el

coeficiente de rugosidad en el tramo. Supóngase que se tiene un tramo

de río con profundidades Y1 y Y2 en las secciones 1 y 2 respectivamente,

siendo NR el nivel de referencia:

Aplicando la ecuación de Bernoulli se tiene:

v12

2∗g+h1=h2+ v2

2

2∗g+hf

Donde: h= Y+Z y hf son las pérdidas de energía que se pueden hallar

usando la fórmula de Manning:

VA=Q=1n¿ RH 2/3¿ Sf

12

Donde: V= velocidad en m/s, RH= radio hidráulico en m, Sf=pendiente de

la línea de energía, A= área de la sección transversal en m2, n: coeficiente

de rugosidad de Manning.

La metodología que debe seguirse es la siguiente:

a) Asumir que V1 = V2 lo que implica que:

h f=h1−h2→Sf=hfL

Page 31: Proyecto Arreglado

b) Si en la fórmula de Manning:

K=1nRH2 /3∗A

El caudal puede expresarse como:

Q=k∗sf 1 /2

Se encuentra un valor promedio de K para las dos secciones, el cual

puede hallarse con la media geométrica así:

K=√K 1∗K 2

c) Se calculan las cabezas de velocidad en cada sección usando el

caudal hallado con la expresión anterior:

v1= QA1; v1= Q

A2

d) Calcular un nuevo valor de hf usando estas velocidades en la ecuación

de bernoulli. Si se encuentra un valor de hf igual al hallado en el primer

paso, el problema está resuelto. Si no, se vuelve al paso 2 con el último

valor de hf hallado y se continúa hasta que dos cálculos sucesivos de las

pérdidas hidráulicas difieran en muy poco.

La mayor fuente de incertidumbre de este método es la estimación

confiable del coeficiente de rugosidad de Manning, n. Sin embargo se

puede definir una metodología para hallarlo a partir de datos tomados en

el campo. Existen en la literatura numerosas expresiones que permiten

estimar el coeficiente de rugosidad de Manning a partir de la

granulometría del lecho y de las variables del flujo. Para cauces en lechos

de grava, como son la mayoría de los ríos de montaña Venezolanos, las

expresiones que mejor se comportan (Posada, 1998) son:

Tabla Nº 2, Coeficiente de rugosidad de manning (n)

Page 32: Proyecto Arreglado

Meyer - Peter & Muller, 1948. n=0.038∗D16

Raudkivi, 1976 .n=0.0411∗D16

Simons y Senturk, 1976 .n=0.0389∗D16

Garde & Raju, 1978; Subramanya, 1982. n=0.047∗D16

Bray, 1979 n=0.0593∗D 0.179

Donde D es el diámetro medido de las partículas en metros.

Para determinar la curva granulométrica del material del lecho en

una sección determinada se utilizan equipos apropiados para recoger

muestras de arena o limos cuando el material del lecho está constituido

por material fino granular; si el material del lecho es grueso (tamaño

mayor que la arena gruesa), se realiza el conteo aleatorio de granos

según procedimiento ideado por Wolman (1954). Este procedimiento es el

siguiente:

a) Seleccionada la sección en el cauce se determina el ancho B.

b) Se determina un área de ancho B a cada lado de la sección de aforo;

en esta área se distribuye retícula o malla de un ancho tal que contenga al

menos 70 interceptos.

c) En cada intercepto se mide la cara expuesta más larga del grano que

allí se encuentre.

d) Los valores medidos se agrupan por rango de tamaños para con esto

preparar la curva granulométrica del material. Los rangos puede definirse

de la siguiente manera: sedimentos menores de 2 mm, entre 2 mm y 4

mm a 8 mm a 16 mm a 32 mm, de 32 mm a 64 mm, de 64 mm a 128 mm,

etc. Adicionalmente se debe tomar una muestra de finos del fondo del

cauce para realizar la curva granulométrica completa.

e) Se calculan los diferentes porcentajes de sedimentos. Estos valores se

hallan a partir de curva granulométrica. (Tabla 3)

Page 33: Proyecto Arreglado

Tabla 3, diámetros característicos promedios del material de fondo.