Artículo 10. Sistemas de amortiguamiento o retención. El objetivo primordial consiste en retardar la llegada de las aguas pluviales del proyecto u obra a desarrollar, a la red fluvial, durante un evento extraordinario. Para ser más preciso, se pretende que el volumen de escorrentía superficial que se genera por la impermeabilización de un terreno, sea retenido por el periodo de tiempo de mayor precipitación. Los parámetros para estimar el volumen de escorrentía a retener, se detallan a continuación.

i. El sistema de amortiguamiento o retardo se deberá ubicar antes de que se evacue el agua al cuerpo receptor, y dentro de la propiedad del Proyecto.

ii. Todo sistema de retardo descrito en el Estudio Hidrológico y Memoria de Cálculo, deberá especificar y/o dimensionar como mínimo las siguientes estructuras:

 Estructura de entrada

 Estructura de demasías (vertedero de excedencias)

 Sistema de control de salida (orificio de descarga). La tubería de salida debe cumplir con la condición de caudal pre-proyecto (propiedad sin desarrollo)

 Área y volumen de amortiguamiento o de retención de caudal, el área podrá ser abierta o cerrada (losa superior)

 Disipador de energía cuando sea necesario Adicionalmente:

 La descarga del sistema de retención debe realizarse por medio de una tubería diseñada para tal efecto, la cual debe conectarse a un pozo de registro o al cabezal de descarga.

 Se pueden emplear sistemas de bombeo cuando la topografía no permite la descarga por medio de gradiente hidráulico. Sin embargo, esta condición se limitará únicamente en proyectos donde no haya fraccionamiento (proyectos comerciales e industriales), es decir, donde el desarrollador, propietario o administrador del Proyecto asuma total responsabilidad sobre la operación y mantenimiento del sistema de bombeo, de tal manera de que se garantice un funcionamiento óptimo y continuo, durante operación ordinaria y durante emergencias. Todo sistema de bombeo deberá incluir un sistema de respaldo, en caso de fallas o salidas de la bomba de evacuación pluvial.

 Todas las aguas pluviales del proyecto deberán ser dirigidas al sistema de retardo a partir del cual se debe realizar la descarga al cuerpo receptor.

Los proyectos podrán proponer las siguientes obras para la retención del volumen de escorrentía:

 Tanques de detención: ya sean fabricados en sitio o pre-fabricados (tanque comerciales de PVC, Concreto, Polietileno de Alta de Densidad, fibra de vidrio, u otros).

 Laguna de retención

 Sistemas de infiltración. Se permitirá el uso de sistemas de infiltración, donde no es posible la salida de agua por gravedad. Sin embargo, todo sistema de infiltración debe estar acompañado por una memoria de cálculo que garantice a través de exploración geotécnica la capacidad de infiltración del sub-suelo para el volumen de diseño, así como la correcta operación y mantenimiento para evitar que éste colapse por acumulación de sedimentos.

 La investigación geotécnica que justifique todo sistema de infiltración debe ser elaborado por un ingeniero civil asociado al Colegio Federado de Ingenieros y Arquitectos, mientras que los sondeos de campo (pruebas de infiltración y perforaciones) y pruebas de laboratorio deben ser ejecutadas por un laboratorio de suelos acreditado por el Ente Costarricense de Acreditación (ECA).

 Sistemas mixtos. Se permitirá el uso de sistemas mixtos (retención-infiltración), en los casos donde no es posible la salida de agua por gravedad, y un porcentaje de este volumen se deba descargar a través de un sistema de bombeo. Este tipo de sistemas son útiles, cuando la capacidad de infiltración del sub-suelo no es suficiente para infiltrar todo el volumen de diseño.

iii. La metodología para determinar el volumen de retención se deriva de calcular la diferencia o incremento del hidrograma de crecientes entre las condiciones naturales del terreno y el cambio del uso de suelo que contemple el proyecto nuevo.

iv. Hidrograma de crecientes. La construcción de hidrogramas unitarios sintéticos debe tener como punto de partida el hietograma de precipitación siguiente, mismo que será asignado de acuerdo a la ubicación distrital del Proyecto, según se describe a continuación:

v. Tiempo de retención del sistema de amortiguamiento: los primeros 60 minutos del evento.

vi. Caudal de diseño. Para estimar el caudal de diseño pre y post proyecto, se permite emplear el método empírico conocido como “Método Racional”. Alternativamente se recomienda utilizar el método empírico del Número de Curva, desarrollado por el Servicio de Conservación de Suelos (en adelante SCS) y el modelo HEC-HMS desarrollado por el Centro de Ingeniería Hidrológica del Cuerpo de Ingenieros del Ejército de los Estados Unidos (USACE).

vii. La intensidad de lluvia se determinará según la ubicación distrital del Proyecto (ver Tabla 1), y la respectiva curva IDF mostrada a continuación:

viii. La precipitación máxima diaria, de igual manera que la intensidad de lluvia, se asignará  de acuerdo

ix. Periodo de Retorno. Dependerá del tipo de obra y huella de construcción:

x. Tiempo de concentración. El tiempo de concentración de la lluvia que debe considerarse para la intensidad y el caudal de un alcantarillado pluvial, debe ser como mínimo de diez (10) minutos. Se determinará a través de la Ecuación Kirpich-California Culverts Practice: tc = 0,0195 (L3/H)0.385

xi. Tiempo de retardo. Corresponde a 0,6 veces el tiempo de concentración.

xii. Coeficiente de Escorrentía. Corresponde al coeficiente promedio ponderado de acuerdo a los diferentes tipos de cobertura o uso de suelo del proyecto, la pendiente y el periodo de retorno de diseño. Los valores a utilizar se muestran a continuación.

Con relación al coeficiente de escorrentía pre-proyecto (condición previa a la implementación de la obra desarrollar), el tipo de superficie a evaluar corresponde a la cobertura del área de proyecto que ha predominado en los últimos 5 años.

En el caso de propiedades donde existen edificaciones antiguas o demolidas con estructuras remanentes (cimentaciones, losas, techo, etc), esa superficie se considerará para el modelo hidrológico como: “Pastizales, prados, dehesas, pendiente baja (0-2%)”, y el coeficiente de escorrentía corresponde al mostrado en la Figura 3.

xiii. Número de Curva. En caso de utilizar esta metodología los valores de número de curva recomendados se deben ajustar a condiciones antecedentes de humedad Tipo II, según se detalla a continuación.

xiv. El sistema de amortiguamiento o retención de proyectos o desarrollos con una huella de construcción entre 500-2000 m2, podrán ser tramitados con un volumen mínimo de 12 m3, mismo que corresponde a un pre-diseño llevado a cabo por esta Municipalidad, bajo los parámetros detallados previamente. Será responsabilidad del desarrollador definir el dimensionamiento y materiales de la tubería de salida, de tal manera que esta desfogue un caudal de escorrentía pre-proyecto. Bajo este escenario, no será requisito presentar memoria de cálculo del dimensionamiento (volumen) del sistema de amortiguamiento o retardo.

xv. En cuanto a la salida del efluente o salida del volumen de aguas pluviales captados  por el sistema de retardo, la razón de salida debe ser menor que la razón de entrada. Para modelar el funcionamiento del tanque o sistema de retardo y determinar el diámetro del orificio se sugiere emplear la siguiente fórmula:

Q = Cd * Ao * RAÍZ (2 * g * H)

Donde:

 Cd: Coeficiente de descarga = coeficiente de velocidad por coeficiente de contracción

 Ao: área del orificio

 H: Altura entre la superficie del flujo y el centroide del orificio.