Memoria y Plano Evacuacion de Aguas Lluvias

DEPÓSITO Y TERMINAL DE VEHÍCULOS EL MAÑÍO

Anexo 8 Memoria y Plano de Aguas Lluvias

TERMINAL MAÑIO COMUNA DE QUILICURA PROYECTO DEL SISTEMA DE AGUAS LLUVIAS

MEMORIA (

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

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Terminal Mañio

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Terminal Mañio Comuna de Pudahuel Proyecto de Aguas Lluvia - Memoria

1.

GENERALIDADES

2.

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

3.

CALCULO DE CAUDALES

4.

CÁLCULO DE ZANJAS DE INFILTRACIÓN

............................ ........................... 3

.......................... ....................... 4

.......................... ......... 7


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Terminal Mañio

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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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Terminal Mañio

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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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Terminal Mañio

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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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Terminal Mañio

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– Fórmula de Morgali y Linsley, para escurrimiento en cuencas urbanizadas: patios, parques, estacionamientos, techos, calles, etc.

tc = 7

L0,6 n 0,6 I0,4 i0,3

– 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. tc =

1 ⎛ L n ⎞ ⎜ ⎟ 60 ⎝ h 2 3 i 12 ⎠

en que tc L I i h

= = = = =

tiempo de concentración, en minutos longitud del recorrido, en metros intensidad de lluvia, en mm/hora pendiente media 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 Alfredo Barros Errazuriz Nº 1953, Of. 903, Providencia-Santiago Fono-Fax: 02-9125500 Email: [email protected] www.urbanoproyectos.cl

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Terminal Mañio

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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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Terminal Mañio

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Terminal Mañio

Obra Fecha Mandante Diseño Revisó

Juan Diaz HMM KKS

Dren

1

DatosHidrológicos

Infiltración (mm/Hora) Area Aportante (m2) Período de retorno en años Coeficiente de escorrentía Ciudad Comuna

41 11.350 5 0,79 Santiago

Pavimentacion C1 Patios Duros C2

10.000 0,85

C4

0 0

1.350 0,35

C5

0 0

0 0

C3 Datosgeométrico de la zanja

Porosidad

0,9

P101

10,25 0,75

Coef. de Seguridad

P1024 Ti em po de du ra ci ón (h rs )

Ti em po de du ra ci ón (m in ) C oe fi ci en te de Du ra ci ón C oe f. de Fr ec ue nc ia

t ( hrs ) 0,00 0,02 0,03 0,05 0,07 0,08 0,17 0,33 0,50 0,67 0,83 1,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 12,00 14,00 18,00 24,00

t ( min ) 0 1 2 3 4 5 10 20 30 40 50 60 120 240 360 480 600 720 840 1080 1440

CD 0,00 0,04 0,14 0,21 0,26 0,31 0,46 0,64 0,76 0,86 0,94 0,16 0,26 0,42 0,55 0,64 0,71 0,77 0,84 0,94 1

CF 0 0,86 0,86 0,86 0,86 0,86 0,86 0,86 0,86 0,86 0,86 0,82 0,82 0,82 0,82 0,82 0,82 0,82 0,82 0,82 0,82

71 Precipitación para e l p er ío do de Re to rn o

Lluvia en Volumen afluente M et ro s c úb ic os

Hrs. Volumen Área a lm ac en da o P er co la ci ón

PTt=P1024 x CD x CF V afl=0,00125*C*A*PTt Vinf=0,001*Cs *f*A perc *t Vacum=Vafl- Vinf 0 0,35 1,25 1,85 2,32 2,70 4,05 5,64 6,71 7,54 8,23 10,25 16,65 26,90 35,22 40,99 45,47 49,31 53,80 60,20 64,04

0 3,94 14,02 20,77 26,00 30,32 45,38 63,30 75,31 84,60 92,29 114,92 186,75 301,67 395,05 459,69 509,97 553,07 603,35 675,17 718,27

0 0,27 0,54 0,82 1,09 1,36 2,72 5,43 8,15 10,87 13,58 16,30 32,60 65,20 97,81 130,41 163,01 195,61 228,21 293,42 391,23

Aperc

0,00 3,67 13,48 19,96 24,91 28,96 42,67 57,87 67,16 73,74 78,70 98,62 154,15 236,47 297,24 329,29 346,96 357,46 375,13 381,76 327,05

VolumenDemandado Volumen Ofertado

Curva de Recarga

800

24 Volumen i nf li tr ad o

530,1 530,1 530,1 530,1 530,1 530,1 530,1 530,1 530,1 530,1 530,1 530,1 530,1 530,1 530,1 530,1 530,1 530,1 530,1 530,1 530,1

381,76 385,15

m3 m3

Descripción Tanques Atlantis 700 600 500

Vol afluente

] 3 m [ n 400 e m u l o V

vol inf

H W L Area Filtrante Volumen Total Cajas Area Basal Talud

m m m m2 m3 m2 1H: XV

1,74 1,63 150,70 530,1 427,9 245,9 6

4 Cajas 4 Cajas 220 Cajas

S up. G eot ex ti l 1 26 7, 1 (m2 ) Altura max. Agua 1,552216865 (m) Sup. Geotextil

300

1397,80032 (m2)

200 100 0 0

1

2

3

4

5

6

7

8

9 10 1 1 t1[Hr] 2 1 3 14 1 5 1 6 1 7 18 1 9 2 0 2 1 2 2 2 3 24

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


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Terminal Mañio

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Obra Calle Mandante Cálculo Revisó

Terminal Mañio 0 Serviu V Region HMM KKS

Datos hidrólogicos Infiltración (mm/Hora) Area Aportante (m2) Periodo de retorno en años Precipitación media 24 horas Coeficiente de escorrentia Localidad

41 11350 5 71 0,790528634 Santiago

Datos geometrico de la zanja

Modulo Estanque Atlantis

Porosidad Tanque Atlantis Triple (%) Largo de la zanja L (metros) Ancho base excavación (metros) Talud (1/a)

0,9 150,70 2,23 6,0

Ancho c (superficie) (metros) Profundidad mínima exc (metros) Volumen requerido de almacenaje (m3) Volumen Ofertado (m3)

H W L

1,74 m 1,632 m 150,7 m

4 4 220

2,23 2,24 382 385

L= 150,70 Largo 220 Cajas

6,0 h exca= 2,24

Cajas 4

1

Arena Limpia y Gruesa Geotextil No tejido, Polipropileno, Agujado de 200gr.

b = 2,23

Cajas 4

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


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Terminal Mañio

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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. Situación Coeficiente de escorrentía C Tiempo de concentración tc [minutos] Área A [Ha] Período de retorno T [años] Intensidad I [mm/hora] Caudal Q [lt/seg]

Sin Proyecto 0,28 10 1,135 10 95,87 30,47

Con Proyecto 0,79 10 1,135 10 95,87 85,96

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 (Q 1=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 385m 3 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.

Proy ec to: Especialidad:

Terminal Mañio AGUAS LLUVIAS

Etapa: Versión

B

Contenido

PLANTA ELEVACIÓN AGUAS LLUVIAS

N°

Item

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Ubicación Gasto en (l/min) Gasto en (l/seg) Nivel de aspiración Nivel de entrega de impulsión Altura de elevación geométrica (m) Longitud impulsión (m) Material impulsión Diámetro interior impulsión (mm) Coeficiente Hazen Williams (C) Pérdida de c arga unit aria (J) Pérdidas por frotamient o (JL) Altura manométrica de elevación Altura geométrica + JL: Conversión de lts/seg a U.E.H. Velocidad Impulsión en Tubería (m/s)

16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29

Valor

1800 30 474,9 476,5 1,60 25 Acero galv. 127 100 0,07415 1,85 3,45 938 2,37

Bomba seleccionada: Sumergible, Marca Grundfos, de fabricación americana para trabajo sumergido, 1 funcionando y 1 de reserva. Modelo Curva Potencia motor ( KW) Cálculo del pozo de acumulación según la NCH 2472 Of 2000: Gasto en (l/min) Gasto en (l/seg) Tiempo entre partidas de las motobombas (T) min Volumen mínimo del pozo (Qp x T ) / 4 = (Qp x 6) / 4 (m3) : V olumen máx im o del poz o 30 min x 0. 60 x Qp (m3) : V olumen adopt ado del poz o Qp x 6 min (m3): Altura útil del pozo : (m) Sección del pozo : largo (m) ancho (m) profundidad (m) Cámara válvulas : largo (m) ancho (m) profundidad (m)

1800 30 6 2,7 32, 4 10, 8 1,80 3,0 2 2,75 2,5 2 1

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

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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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