Memoria y Plano Evacuacion de Aguas Lluvias

DEPÓSITO Y TERMINAL DE VEHÍCULOS EL MAÑÍO

Anexo 8

Memoria y Plano de Aguas Lluvias

Alfredo Barros Errazuriz Nº 1953, Of. 903, Providencia-Santiago Fono-Fax: 02-9125500 Email: [email protected] www.urbanoproyectos.cl

TERMINAL MAÑIO

COMUNA DE QUILICURA

PROYECTO DEL SISTEMA DE AGUAS LLUVIAS

MEMORIA (

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Terminal Mañio Comuna de Pudahuel Proyecto de Aguas Lluvia - Memoria

Alfredo Barros Errazuriz Nº 1953, Of. 903, Providencia-Santiago Fono-Fax: 02-9125500

Email: [email protected] www.urbanoproyectos.cl

1. GENERALIDADES .......................................................3

2. SOLUCIÓN PROYECTADA .................................................3

3. CALCULO DE CAUDALES .................................................4

4. CÁLCULO DE ZANJAS DE INFILTRACIÓN ...................................7

3




1. GENERALIDADES

El presente proyecto se refiere al diseño de las obras necesarias para el mejoramiento de la

solución de evacuación de las Aguas Lluvias del Terminal Mañio, comuna de Quilicura, Región

Metropolitana.

2. SOLUCIÓN PROYECTADA

Para la evacuación de las aguas lluvias del Terminal se proyectan zanjas de drenaje sobre los

terrenos del Terminal. La recolección de las aguas lluvias se efectúa mediante sumideros ubicados

en el borde de la playa de estacionamiento. Donde un sumidero desagüe a la zanja dren y en los

puntos de cambio de inspección. Tanto las cámaras como los sumideros se proyectan con

decantador para aumentar la efectividad del sistema.

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3. CALCULO DE CAUDALES

En el análisis se usa el Método Racional para el cálculo de caudales, con datos y procedimientos del Manual de Carreteras, Volumen 3 y del Manual del MINVU: "Técnicas Alternativas para Soluciones de Aguas Lluvias en Sectores Urbanos. Guía de Diseño". Para determinar el caudal de aguas lluvias se aplica la fórmula del llamado Método Racional: Q = C x I x A (l/s) en que: C es el coeficiente de escorrentía I es la intensidad de lluvias, en l/s/Há A es el área tributaria, en Há Coeficiente de escorrentía (C) De acuerdo al plano “Uso del Suelo – Uso Actual del Suelo” que forma parte del Plan Maestro de Aguas Lluvias del Gran Santiago (ver parte de él en el presente documento), la tasa de impermeabilidad del área de proyecto corresponde a la definida como grano medio (63 – 80%), conservadoramente definiremos como coeficiente de escorrentía actual (sin proyecto) un valor de:

C = 0,28

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En cuanto a la condición con proyecto, por tratarse de superficies prácticamente impermeables

como son las cubiertas y pavimentos, se considera un coeficiente de escorrentía de:

C = 0,79

Intensidad de lluvias (I) Para la determinación de la intensidad de lluvia, en función del período de retorno y el tiempo de

concentración, se usa la fórmula de Bell, propuesta en el Manual de Carreteras y recomendada en

la Guía de Diseño publicada por el Ministerio de Vivienda y Urbanismo (MINVU) “Técnicas

Alternativas para Soluciones de Aguas Lluvias en Sectores Urbanos”.

I (T, t) = CF x CD x P (10, 60)

o bien, según Bell:

I (T, t) =CF x (0,54 t0,25 - 0,50) P (10, 60)

siendo:

CF coeficiente de frecuencia tabulado (o según expresión: 0,21 ln T + 0,52)

CD coeficiente de duración (0,54 t0,25 - 0,50)

I(T,t) lluvia en mm, de duración t minutos y T años de periodo de retorno

T periodo de retorno en años

t duración de la lluvia en minutos

P (10; 20, 60)Precipitación de una hora (60 min), 10 y 20 años de periodo de retorno, en

mm

El tiempo de concentración, es decir, el tiempo que demora la partícula de lluvia hidráulicamente

más alejada en la cuenca, del punto de control, que se iguala con la duración de la lluvia para

considerar que toda la cuenca contribuye al caudal, se puede calcular, cuando corresponda, con

las siguientes fórmulas:

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– Fórmula de Morgali y Linsley, para escurrimiento en cuencas urbanizadas: patios, parques,

estacionamientos, techos, calles, etc.

0,30,4

6,06,0

c i In L 7t =

– Relación de Manning, propuesta por el Departamento de Proyectos de Pavimentación del

SERVIU Metropolitano, para escurrimiento a través de cunetas, canaletas, colectores y cauces

en general, relativamente anchos.

⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛=2

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2i hn L

601tc

en que

tc = tiempo de concentración, en minutos

L = longitud del recorrido, en metros

I = intensidad de lluvia, en mm/hora

i = pendiente media

h = altura media de escurrimiento, en cauces

n = coeficiente de rugosidad de Manning (Calles de hormigón y asfalto n= 0,015, techos

n=0.018)

Área tributaria (A)

El área tributaria, se determina según la configuración de las cubiertas. Considerándose en su

totalidad, una superficie aproximada de 1.135 Ha que descargan las aguas lluvias en las zanjas de

dren proyectadas.

Cálculo de caudales Para Santiago, la precipitación máxima en 24 horas para un periodo de retorno de diez años es de

71 mm, considerando este valor como típico para los cálculos respectivos.

Aplicando el factor de duración correspondiente a Santiago, se determina la precipitación para una

hora (60 minutos) con periodo de retorno de 10 años

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P(10; 60) = 0,16x 71

El factor de frecuencia CF, se considera con un periodo de retorno de10 años, para sistemas de

alcantarillado de aguas lluvias.

CF(10) = 1,10

Introduciendo los valores en la fórmula de Bell, para determinar la intensidad de lluvia, en las dimensiones usuales, se tiene

I (10 años, t) = CF x CD x P (10, 60) /t I (10 años, t) = 1,10 x (0,54 t0,25 - 0,5) x 0,16 x 71 x 1000 / 6 / t I (10 años, t) = 2.083 x (0,54 t0,25 - 0,5) / t [l/s/Há] I (10 años, 5 min) = 128.10 l/s/Há I (10 años, 10 min) = 95.87 l/s/Há

Considerando lo expresado en los párrafos anteriores y estimando como tiempo de concentración 10 min por el largo recorrido desde las cubiertas a la disposición final de las aguas, tenemos que: Q total sin proyecto (10 años, 10 min) = 0,28 x 95.87 x 1.135 = 30.47 (l/s)

Q total con proyecto (10 años, 10 min) = 0,79 x 95.87 x 1.135 = 85.96 (l/s)

4. CÁLCULO DE ZANJAS DE INFILTRACIÓN Para dimensionar estas obras, se considerará como valor promedio de infiltración 41 mm/h, según las características del subsuelo entregadas en el informe de mecánica de suelos, valor que se aplica, por ende, en los cálculos respectivos.

El cálculo de las zanjas se realizara considerando como variable el periodo de retorno, adoptando dichos cálculos para T=10 años. Y a modo de trazado en los planos, se utilizaran las dimensiones calculadas para este periodo de retorno.

El detalle del cálculo de las longitudes de las zanjas de infiltración se muestra en las siguientes tablas, considerando los periodos de retorno mencionados más arriba y la superficie total impermeabilizada.

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Obra Terminal MañioFechaMandante Juan DiazDiseño HMMRevisó KKS

Dren 1Datos HidrológicosInfiltración (mm/Hora) 41 Pavimentacion 10.000 0Area Aportante (m2) 11.350 C1 0,85 C4 0Período de retorno en años 5Coeficiente de escorrentía 0,79 Patios Duros 1.350 0Ciudad Santiago C2 0,35 C5 0Comuna

0C3 0

Datos geométrico de la zanjaPorosidad 0,9

P101 10,25

Coef. de Seguridad 0,75

P1024 71 Lluvia en 24 Hrs.

Precipitación para Volumen afluente Volumen Volumen Área Tiempo de duración (hrs) Tiempo de duración (min) Coeficiente de Duración Coef. de Frecuencia el período de Retorno Metros cúbicos infiltrado almacendao Percolación

t ( hrs ) t ( min ) CD CF PTt=P10

24 x CD x CF Vafl=0,00125*C*A*PTt Vinf=0,001*Cs*f*Aperc*t Vacum=Vafl - Vinf Aperc

0,00 0 0,00 0 0 0 0 0,00 530,10,02 1 0,04 0,86 0,35 3,94 0,27 3,67 530,10,03 2 0,14 0,86 1,25 14,02 0,54 13,48 530,10,05 3 0,21 0,86 1,85 20,77 0,82 19,96 530,10,07 4 0,26 0,86 2,32 26,00 1,09 24,91 530,10,08 5 0,31 0,86 2,70 30,32 1,36 28,96 530,10,17 10 0,46 0,86 4,05 45,38 2,72 42,67 530,10,33 20 0,64 0,86 5,64 63,30 5,43 57,87 530,10,50 30 0,76 0,86 6,71 75,31 8,15 67,16 530,10,67 40 0,86 0,86 7,54 84,60 10,87 73,74 530,10,83 50 0,94 0,86 8,23 92,29 13,58 78,70 530,11,00 60 0,16 0,82 10,25 114,92 16,30 98,62 530,12,00 120 0,26 0,82 16,65 186,75 32,60 154,15 530,14,00 240 0,42 0,82 26,90 301,67 65,20 236,47 530,16,00 360 0,55 0,82 35,22 395,05 97,81 297,24 530,18,00 480 0,64 0,82 40,99 459,69 130,41 329,29 530,1

10,00 600 0,71 0,82 45,47 509,97 163,01 346,96 530,112,00 720 0,77 0,82 49,31 553,07 195,61 357,46 530,114,00 840 0,84 0,82 53,80 603,35 228,21 375,13 530,118,00 1080 0,94 0,82 60,20 675,17 293,42 381,76 530,124,00 1440 1 0,82 64,04 718,27 391,23 327,05 530,1

381,76 m3385,15 m3

Descripción Tanques AtlantisH m 1,74 4 CajasW m 1,63 4 CajasL m 150,70 220 CajasArea Filtrante m2 530,1Volumen Total Cajas m3 427,9Area Basal m2 245,9Talud 1H: XV 6

Sup. Geotextil 1267,1 (m2)Altura max. Agua 1,552216865 (m)

Sup. Geotextil 1397,80032 (m2)

Volumen OfertadoVolumen Demandado

0

100

200

300

400

500

600

700

800

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

Volu

men

[m3]

t [Hr]

Curva de Recarga

Vol afluente

vol inf

La distribución y detalle de las zanjas de infiltración se muestran en el plano respectivo.

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ObraCalleMandanteCálculoRevisó KKS

Datos hidrólogicos

4111350

5Precipitación media 24 horas 71

0,790528634Santiago

Datos geometrico de la zanja Modulo Estanque Atlantis

Porosidad Tanque Atlantis Triple (%) 0,9 H 1,74 m 4Largo de la zanja L (metros) 150,70 W 1,632 m 4Ancho base excavación (metros) 2,23 L 150,7 m 220Talud (1/a) 6,0

Ancho c (superficie) (metros) 2,23Profundidad mínima exc (metros) 2,24Volumen requerido de almacenaje (m3) 382Volumen Ofertado (m3) 385

L= 150,70

6,0 220 Cajash exca= 2,24Cajas 4

b = 2,23Cajas 4

0Serviu V RegionHMM

Terminal Mañio

Largo

Localidad

Infiltración (mm/Hora)Area Aportante (m2)Periodo de retorno en años

Coeficiente de escorrentia

1

Arena Limpia y Gruesa

Geotextil No tejido, Polipropileno, Agujado de 200gr.

El proyecto presente se hace cargo del 100 % de las aguas lluvias que caen sobre el terreno del terminal.

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1. Retención y Regulación Para dimensionar las obras de regulación y retención, se consideran los parámetros y cálculos que caracterizan la situación del predio sin urbanizar y la situación dada por las obras del presente proyecto.

SituaciónCoeficiente de escorrentía CTiempo de concentración tc [minutos]Área A [Ha] Período de retorno T [años]Intensidad I [mm/hora]Caudal Q [lt/seg]

1,135 1,135

Sin Proyecto Con Proyecto0,2810

0,7910

1095,8730,47

1095,8785,96

Dado que la normativa actual para descargar aguas lluvias a sistemas públicos no permite superar el caudal determinado por las condiciones del predio sin urbanizar, se empleará este valor en el diseño del estanque de retención (Q1=30.47 l/s).

Las obras de retención estarán conformadas por las mismas zanjas de infiltración, que estarán compuestas por celdas tipo Atlantis o similar, al final de las cuales, se dispondrá de un estanque con equipos de elevación, que elevaran y regularán el caudal a entregar al canal que pasa por el frente del terreno, sólo cuando las precipitaciones superen las de diseño (T=10años), el caudal impulsado no podrá superar los 30.47 l/s.

El volumen necesario para retener se calcula a partir del hidrograma triangular del Método Racional Modificado (Manual del Minvu “Técnicas Alternativas para Soluciones de Aguas Lluvias en Sectores Urbanos. Guía de Diseño”) para el cual el tiempo base del triángulo es igual al doble del tiempo de concentración, con lo cual el volumen está dado por

Vretención = 0,5 x Tc (Q2 – Q1)

Vretención = 0,5 x (2 x 10 x 60) x (85.96 – 30.47)

1000

Vretención = 33.29 m3

El sistema combinado de celdas tipo Atlantis dispone una capacidad de retención de 385m3 de

almacenamiento, lo que supere con crece el volumen de retención exigido para la retención.

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2. Planta elevadora:

El equipo de elevación se proyecta como medida de seguridad. En caso que fallan los drenes, o

la lluvia caída supera con creces los valores de cálculo, el sistema de elevación puede impedir

que los terrenos del terminal se inunden.

Para dimensionar el equipo de bombeo se considera la situación extrema que el sistema de

infiltración y retención de las aguas lluvias ha fallado. En este caso se podrá evacuar a la vía

pública el caudal previo al proyecto Q=30,47 l/s. La tabla siguiente muestra el cálculo de la

planta elevadora. Urbano Proyectos S.A.Proyecto: Terminal MañioEspecialidad: AGUAS LLUVIAS

Etapa:

Versión B

Contenido PLANTA ELEVACIÓN AGUAS LLUVIAS

N° Item Valor1 Ubicación2 Gasto en (l/min) 18003 Gasto en (l/seg) 304 Nivel de aspiración 474,95 Nivel de entrega de impulsión 476,56 Altura de elevación geométrica (m) 1,607 Longitud impulsión (m) 258 Material impulsión Acero galv.9 Diámetro interior impulsión (mm) 127

10 Coeficiente Hazen Williams (C) 10011 Pérdida de carga unitaria (J) 0,0741512 Pérdidas por frotamiento (JL) 1,8513 Altura manométrica de elevación Altura geométrica + JL: 3,4514 Conversión de lts/seg a U.E.H. 93815 Velocidad Impulsión en Tubería (m/s) 2,37

1617 Modelo18 Curva 19 Potencia motor ( KW) 20 Cálculo del pozo de acumulación según la NCH 2472 Of 2000:21 Gasto en (l/min) 180022 Gasto en (l/seg) 3023 Tiempo entre partidas de las motobombas (T) min 624 Volumen mínimo del pozo (Qp x T ) / 4 = (Qp x 6) / 4 (m3) : 2,725 Volumen máximo del pozo 30 min x 0.60 x Qp (m3) : 32,426 Volumen adoptado del pozo Qp x 6 min (m3): 10,827 Altura útil del pozo : (m) 1,8028 Sección del pozo : largo (m) 3,0

ancho (m) 2profundidad (m) 2,75

29 Cámara válvulas : largo (m) 2,5ancho (m) 2profundidad (m) 1

Bomba seleccionada: Sumergible, Marca Grundfos, de fabricación americana para trabajo sumergido, 1 funcionando y 1 de reserva.

Luego, se consultan motobombas marca Grundfos, modelo SE1.100.150.40.4.51 E motor de

4.9 Kw o equipo similar, 1 funcionando y 1 de reserva.

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La tubería de impulsión será de Acero Galvanizado, de diámetro nominal 5”, con uniones

bridas.

Santiago, Junio de 2011 (Rev. 0)

IVÁN MUÑOZ SOLIS Ingeniero Civil U. de Chile KKS/kks

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