arquitecto aguas lluvias Viña del Mar +56941055309

MEMORIA PROYECTO EVACUACIÓN DE AGUAS LLUVIAS

VIVIENDA UNIFAMILIAR PROPIEDAD ROL 2060-233 J. Huerta 350, Mz K pob. Serviu "Sol Naciente", Achupallas, Viña del Mar

COMUNA DE VIÑA DEL MAR REGIÓN DE VALPARAÍSO

INDICE

PÁG 1

INTRODUCCIÓN.

3

2

ANTECEDENTES.

3

3

CONSIDERACIONES.

3

3.1 4

SOLUCIÓN ADOPTADA.

DISEÑO. 4.1 4.2

4.3

3 ÁREAS APORTANTES. VERIFICACIÓN DE CANALETAS Y BAJADAS DE AGUAS LLUVIAS

3 4

4.2.1

GENERALIDADES

4

4.2.2

BAJADA DE AGUAS LLUVIAS

4

4.2.3

CALCULO DE PRECIPITACIÓN

5

4.2.4

VERIFICACIÓN BAJADA DE AGUAS LLUVIAS

5

4.2.5

CANALETA PERIMETRAL

5

CÁLCULO DE DRENES 4.3.1

5

3

CONCLUSIÓN GENERAL

FÓRMULA DE CÁLCULO

6 6 7

1. INTRODUCCIÓN.

La presente memoria de cálculo se refiere al proyecto de evacuación de aguas lluvias de vivienda unifamiliar, ubicada en calle J. Huerta 350, MZ K, población SERVIU "Sol Naciente", Achupallas, Viña del Mar, Región de Valparaíso.

Debido a que se ha considerado un valor de infiltración predial de 105 lts/m2/día, se descargará los líquidos -en su totalidad- hacia el terreno. En este informe se definirá -a nivel de proyecto- las características técnicas de las obras involucradas en el diseño de evacuación de aguas lluvias.

Esta Memoria se complementa con los planos de proyecto homónimo.

NOTA: La solución de aguas lluvias es independiente del sistema de aguas servidas.

2. ANTECEDENTES. Para la elaboración del proyecto se ha considerado los siguientes documentos: • Planos de Arquitectura del proyecto.

• Técnicas alternativas para soluciones de Aguas Lluvias en sectores urbanos; Guía de diseño MINVU, 1997.

3. CONSIDERACIONES. 3.1. SOLUCIÓN ADOPTADA. Las aguas lluvias que precipitan sobre la techumbre de la edificación, serán interceptadas por canaletas perimetrales, que descargan a las bajadas para, posteriormente, ser llevadas por medio de colectores enterrados y/o por canaletas superficiales hacia un dren -el que infiltrará las aguas hacia el subsuelo-. Los distintos elementos, se ubican según lo indicado en los planos de proyecto.

Es fundamental para el buen funcionamiento del sistema, la limpieza periódica en cada elemento componente del conjunto evacuador de aguas lluvias.

4. DISEÑO. 4.1. ÁREAS APORTANTES.

4.2. VERIFICACIÓNDECANALETAS Y BAJADAS DE AGUAS LLUVIAS 4.2.1 Generalidades.

Todo proyecto de intercepción y conducción de aguas lluvias, por la naturaleza eventual de éstas, está asociado a probabilidades de ocurrencia o períodos de retorno a adoptar, así como recursos económicos disponibles. Considerando lo anterior, este dimensionamiento pretende evacuar el agua que precipite sobre la cubierta de la edificación -para un período de retorno de 10 años-.

Las aguas lluvias que precipitan sobre la cubierta serán interceptadas por canaletas ubicadas en el lado más bajo de la techumbre, continúa su descenso por medio de bajadas de agua proyectadas, para posteriormente, ser evacuadas mediante canales de borde hacia el terreno.

A continuación se entrega la verificación hidráulica de las canaletas de evacuación de aguas lluvias proyectadas para las cubiertas de los recintos de la edificación.

4.2.2 BAJADA DE AGUAS LLUVIAS SUPERFICIES INCLUIDAS ELEMENTO A (M2) C TIERRA 0 0,3 PAVIMENTO 0 0,9 TECHUMBRE 44,85 0,95 TOTAL 44,85

C*A 0 0 42,61 42,61

C: COEFICIENTE DE ESCORRENTÍA A: ÁREA ELEMENTO APORTANTE C*A: ESCORRENTÍA ELEMENTOS COEFICIENTE ESCORRENTÍA PONDERADO

0,95

FACTORES PARA LA COMUNA DE VIÑA DEL MAR

CF

10 24

CD

T

10

P

24

K

T

P

1 T

P

:

1

:

0,19

:

89,55

:

1,10

ꟷ

K

PARA 1 HORA

·

CD

1

·

CF T

·

P

10

ecuación 3.702.404.1 manual diseño MINVU

D

ꟷ

Lluvia con periodo de retorno de T años y duración 1 horas

K CD

ꟷ

Coeficiente de corrección para la lluvia máxima diaria ( k =1,10 )

ꟷ

Coeficiente de duración para 1 hora

CF

ꟷ

Coeficiente de frecuencia para T años de periodo de retorno

ꟷ

Lluvia máxima diaria (24 horas) con 10 años de periodo de retorno obtenida de cuadro pluviométrico

1

1 T

10

P

D

t = 1 hora t = 10 años

4.2.3 CALCULO DE PRECIPITACIÓN Para precipitaciones de una hora de duración y 10 años de periodo de retorno la resultante será: 10

P

1

10

P

1

10

P

1

10

ꟷ

K

·

CD

·

CF

·

P

ꟷ

1,10

·

0,19

·

1

·

89,55

1

18,72

ꟷ

T

D

mm

Para determinar las precipitaciones inferiores a una hora de duración y en un rango de 5 a 120 minutos, se empleará la expresión de Bell, la que considera el tiempo de concentración y periodo de retorno de diseño. Esta fórmula ha sido validada para Chile en un periodo de retorno entre 2 a 100 años (ecuación 3.702.405.1 manual diseño MINVU)

P P

T t T

ꟷ

·

( 0,54

t

0,25

ꟷ 0,5 )( 0,21

Ln

T

+ 0,52

) P

10 1

ꟷ

precipitación en mm para una duración de t minutos y periodo de retorno de T años

ꟷ

precipitaciones de una hora de duración y 10 años de periodo de retorno

T t

ꟷ

periodo de retorno en años.

ꟷ

duración de la lluvia entre 5 y 120 minutos, en minutos,

Ln

ꟷ

logaritmo natural

t

10

P

1

Para efectos de cáculo asignamos la variable "t" correspondiente a una duración de lluvia de 10 minutos; y la variable "T" en un periodo de retorno de 10 años. Se obtiene el siguiente resultado.

10

P

10 10

P

10

ꟷ

·

( 0,54

10

0,25

8,65

ꟷ

ꟷ 0,5 )( 0,21

Ln

10 + 0,52

)

mm

Para calcular la intensidad media asociada a una lluvia de duración (mm/h) igual al tiempo de concentración se aplica la siguiente expresión (ecuación 3.702.405.2 manual diseño MINVU)

i i

T t

=

P

ꟷ

51,88

10 10

T t

/ (t/60)

mm/h

T

= 10 años

t

= 10 min.

18,72

Para calcular el caudal portante del recinto se considera un ancho de área hidráulica equivalente al de cubiertas. La pendiente adoptada para el cálculo será la mínima exigida -según norma-.

Q Donde:

Q

C*i*A

= Q C i A

: : : :

/

3,6

caudal portante coeficiente de escorrentía ponderado inclinación mínima Ancho de área elementos aportantes.

0,035

=

C = i = A =

0,95 0,02 6,65

m3/s

4.2.4 VERIFICACIÓN BAJADA DE AGUAS LLUVIAS Para determinar el diámetro mínimo requerido para las bajadas de aguas se utilizó la teoría de

orificio hidráulico (por Bernoulli) en base a lo cual se obtiene la siguiente expresión:

Q Donde:

= ( √2hg * Q h g d

: : : :

d^2 * π )/4

caudal portante para altura h altura de escurrimiento aceleración de gravedad 9,8 m/s diámetro interior tramo de descarga

Se verifican las bajadas de aguas considerando, como factor de seguridad, que cada una de ellas soporte 1,50 veces el caudal portante del recinto -a descargar-.

Q Q

= ( √2hg * d^2 * π )/4 = 0,06007 m3/s Q mín:

0,053 m3/s

h = g

=

d =

2,4 9,8

m m / S

2

0,1056 m (D int. PVC)

Comparando el resultado -para el diámetro de caño designado-, las bajadas de aguas lluvias proyectadas tienen un caudal adecuado, que no soporta el mínimo calculado (1,5 veces el del aportante del recinto) 4.2.5 CANALETA PERIMETRAL Se verificará la canaleta correspondiente a la techumbre única –de tipo “media agua”- de la edificación. La canaleta se verificará con un valor de 44.85 m2, correspondientes al área de aporte de descarga de la cubierta. En consecuencia se trata de una canaleta de tramo único.

Del cálculo anterior de estima que el área de cubierta aporta un caudal

Q = 0,035

Sobre el se aplicará el coeficiente de rugosidad para metal en canaletas

n =

m3/s

0,0011

Se plantea la sección tipo de las canaletas, que corresponde aproximadamente a un rectángulo de de base 0,10m y altura útil máxima de 0,08m, y se verifica si dicha sección tiene la capacidad de portar el caudal detallado anteriormente mediante la aplicación de la fórmula de manning que es relativa al cálculo de tirantes de sección rectangular.

La fórmula de manning para canaleta de sección rectangular puede ser expresada por la siguiente:

(b * h)

Q= 1 n Donde:

Q h b n s

(b + 2h) : : : : :

2/3

* √S

caudal altura de escurrimiento base de escurrimiento coeficiente de rugosidad pendiente

Las variables del caso son h = 0,08 b = 0,10 n = 0,0011 s = 0,0200

Q=

5/3

1

(b * h)

n

(b + 2h)

m m Qmín : 5/3 2/3

* √S

=

0,1010

0,053 m3/s

m3/s

El caudal de canaleta según fórmula soporta el caudal mínimo -aplicado factor de seguridad-.

En conclusión la canaleta analizada de techumbre se encuentra perfectamente dimensionada para la captación de las aguas lluvias durante una precipitación común periodo centenario.

4.3 CÁLCULO DE DRENES Para la infiltración en la tierra y según las características del suelo entregada por ensaye in situ se determina la capacidad en que se infiltrará al sub-suelo por medio de drenes.

Los drenes de infiltración deben buscar la profundidad donde el suelo tenga una suficiente 4.3.1 FÓRMULA DE CÁLCULO Para el cálculo de los drenes absorbentes, se determina el índice de absorción del suelo mediante calicata practicada in situ.

El valor de absorción arrojado según estimación de descenso del espejo de agua es 105 lt/m2/día correspondientes al cálculo según características del terreno y temporalidad de infiltración.

Determinación de drenes Para estimar el largo de drenes se aplicará la ecuación de Darcy, que se expresa como sigue:

L Donde:

Q K*h

= Q h K L

: : : :

caudal ancho de zanja Coeficiente de absorción Largo de zanja ml

: : : :

0,035 m3/s 2 m 105 lt/m2/dia metros lineales de zanja según cálculo

Se asigna un ancho de zanja de 0,60 m, coeficiente de absorción y caudal según cálculos detallados anteriormente y se simplifican las unidades de tiempo, obteniendose el siguiente resultado

L

=

Q K*h

L

=

0,60

ml

5. CONCLUSIÓN GENERAL

Siendo la capacidad de infiltración y el fondo predial adecuado para el área de drenes resultante, se complementa los resultados de dimensionamiento con las láminas de proyecto de aguas lluvias.

En canaletas y bajadas existe una capacidad bajo factores de seguridad, con una holgura tal, que hacen posible el cambio de materialidad de PVC a hojalata o viceversa.

Las láminas de proyecto pueden sufrir modificaciones a especificar en obra, según instrucciones del arquitecto.

JUAN LUIS MENARES RODRÍGUEZ ARQUITECTO U.T.F.S.M.

Viña del Mar, Junio de 2021