All Oxiquim Rev 00

MEMORIA DE CÁLCULO DE PROYECTO DE
SANEAMIENTO DE AGUAS LLUVIAS
Proyecto de Aguas Lluvias OXIQUIM

Comuna de Quintero
Preparado por:
CMAG INGENIERÍA
FECHA EMITIDO FECHA REVISADO FECHA DE APROBADO FECHA ENVÍO

REV. AUTOR
ASIGNACIÓN PARA ENTREGA POR REVISIÓN POR CLIENTE
A 05.01.2023 INTERNO N. CONTRERAS 12.01.2023 M. CORREA 16.01.2023 M. CORREA ---
00 16.01.2023 CLIENTE M. CORREA 16.01.2023 M. CORREA 16.01.2023 M. CORREA ---
CMAG – ASESORÍAS EN INGENIERÍA Y MEDIO AMBIENTE

Av. Antonio Varas 1472 Of. 74 Providencia, Santiago – Chile
cmag@cmag.cl - www.cmag.cl
ÍNDICE
I. INTRODUCCIÓN ......................................................................................................... 1
II. NORMATIVA APLICABLE ............................................................................................ 2
III. CÁLCULO DE DISEÑO ................................................................................................. 3
3.1. Áreas aportantes .............................................................................................. 3
3.2. Coeficiente de escorrentía ............................................................................... 5
3.3. Relaciones Intensidad, Duración, Frecuencia: IDF ........................................... 5
3.4. Volumen de afluente acumulado (Vaflu) ......................................................... 8
3.5. Volumen infiltrado (Vinf) .................................................................................. 9
3.6. Volumen de almacenamiento (Valm) ............................................................. 11
IV. DISEÑO DE CONDUCCIÓN DE AGUAS LLUVIAS ....................................................... 16
V. PROGRAMA DE MANTENIMIENTO .......................................................................... 18
VI. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES .................................................................. 19
VII. ANEXOS .................................................................................................................... 20

I. INTRODUCCIÓN
Por requerimiento de la empresa de productos químicos OXIQUIM S.A. se ha solicitado

una asesoría técnica para diseñar el proyecto de saneamiento de aguas lluvias en virtud
del ‘’Proyecto de Aguas Lluvias OXIQUIM Quintero”, ubicado en la comuna de Quintero,
de la Región de Valparaíso.
La presente memoria de cálculo hace referencia al proyecto que permite habilitar un

sistema de evacuación de aguas lluvias, consistente en dimensionar los elementos que
captarán y conducirán las aguas hasta drenes de infiltración ubicados
convenientemente a la arquitectura propuesta dado que a la fecha, el sistema de
saneamiento llega a un mismo punto de descarga ubicado frente al área de proyecto, el
cual descarga al mar, y debido a las altas mareas se ha visto afectado estructuralmente,
no permitiendo funcionar correctamente.
Es así que, el nuevo sistema de saneamiento de aguas lluvias tiene por objetivo
descolgar hidráulicamente las diferentes áreas del proyecto, y con ello controlar todos
los escurrimientos superficiales al interior del mismo, permitiendo de esta forma, no
utilizar la actual descarga al mar.
Es preciso aclarar que, el proyecto de captación, transporte y evacuación de aguas

lluvias, por la naturaleza eventual de éstas, está asociado a probabilidades de ocurrencia
o períodos de retorno a adoptar para una estimación máximo posible de agua que
precipita sobre las áreas impermeables en un período de retorno de 10 años, tal como
establece “Guía de Diseño de Técnicas Alternativas para Soluciones de Aguas lluvias en
Sectores Urbanos, MINVU 1996”.

1
II. NORMATIVA APLICABLE
Para la elaboración del proyecto de saneamiento de aguas lluvias se consideraron las

siguientes normas:
➢ Guía de Diseño de Técnicas Alternativas para Soluciones de Aguas lluvias en

Sectores Urbanos, MINVU 1996.
➢ Carta IGM LIMACHE E-041, Escala 1:50000
➢ Estudio de precipitaciones máximas en 1, 2 y 3 días, DGA 1994
➢ Open-channel hydralulics, Ven Te Chow 1964
➢ Mapoteca digital DGA 2022
➢ Manual de Carreteras MOP Versión 2021
➢ Código de Aguas

2
III. CÁLCULO DE DISEÑO
3.1. Áreas aportantes
El área aportante se estima como la suma de las superficies impermeables que drenan
hacia un dren de infiltración. Para ello se determina un coeficiente de escurrimiento del
conjunto como la suma ponderada de los coeficientes respectivos por el área de cada
uno. De esta forma, las áreas aportantes del proyecto se identifican en la siguiente tabla:
Tabla 1. Definición de áreas para canalizar aguas lluvias.

(Fuente: Elaboración propia.)
A continuación, se muestra la distribución de las zonas definidas para el saneamiento de

aguas lluvias.
Figura 1. Zona contratistas- Área aportante para saneamiento de aguas lluvias.


3
Figura 2. Zona desconectada hidráulicamente de la obra de arte de descarga de aguas lluvia -
Área aportante para saneamiento de aguas lluvias.
Figura 3. Zona de futuros proyectos - Área aportante para saneamiento de aguas lluvias.

4
3.2. Coeficiente de escorrentía
El coeficiente de escorrentía de toda el área aportante se obtiene por medio de los

valores adoptados en cada zona de solución de aguas lluvias según lo indicado en la
Tabla 3.1.2.7 del Capítulo de Hidrología de la Guía de Diseño de Técnicas Alternativas para
Soluciones de Aguas lluvias en Sectores Urbanos, MINVU 1996 y se aprecia en la
siguiente tabla:
Tabla 2. Identificación de coeficiente de escorrentía para cada zona.

(Fuente: Tabla 3.1.2.7 del Capítulo de Hidrología de la Guía de Diseño de Técnicas Alternativas
para Soluciones de Aguas lluvias en Sectores Urbanos, MINVU 1996.)
3.3. Relaciones Intensidad, Duración, Frecuencia: IDF
Estas relaciones permiten caracterizar las tormentas en un lugar. Se establecen en base

a un análisis estadístico de las lluvias registradas en pluviógrafos de la zona apoyándose
en valores determinados por la Guía del Diseño de Técnicas Alternativas para Soluciones
de Aguas lluvias en Sectores Urbanos MINVU 1996 y el Estudio de Precipitaciones
Máximas en 1, 2 y 3 días DGA-MOP, año 1994.
De esta forma, el Pt5 es la lluvia correspondiente a un período de retorno de 5 años y

duración t, variable desde unos pocos minutos hasta 24 horas o más si es necesario para
determinar el volumen máximo de almacenamiento. Se estima en base a la precipitación
de 10 años de periodo de retorno y 24 horas de duración y los coeficientes de duración
y frecuencia correspondientes como:
Pt5 = 1,1 x P24

10
x CD24 5
t x CF10
Donde,
Pt5 = Precipitación total de lluvia en periodo de retorno 5 y duración t
10
P24 = Precipitación máxima para periodo de retorno 10 años y 24 horas de duración
CD24t = Coeficiente de duración para t entre 1 y 24 horas
5
CF10 = Coeficiente de frecuencia para transformar la precipitación de 10 años en 5 años
5
Entonces, reemplazando en la ecuación anterior los valores correspondientes, la
precipitación de cinco años de periodo de retorno y duración t, para t entre 24 horas y
una hora, está dada por:
Pt5 = 1,1 x 90,0 x CD24

t x 0,82 para 24 horas ≥ t ≥ 1 hora
La precipitación máxima para periodo de retorno 10 años y 24 horas de duración se ha

obtenido del mapa de isoyetas de la DGA, correspondiendo a 90,0 mm la más cercana.
En particular, para una hora el coeficiente de duración en el área de proyecto es 0,14

según la tabla 3.1.2.3 de la “Guía del Diseño de Técnicas Alternativas para Soluciones de
Aguas lluvias en Sectores Urbanos MINVU 1996”, es de:
Pt5 = 81,18 x 0,14 mm
Pt5 = 11,37 mm
Los coeficientes de duración entre 1 y 24 horas se obtienen a partir de la Tabla 3.1.2.3

de la “Guía del Diseño de Técnicas Alternativas para Soluciones de Aguas lluvias en
Sectores Urbanos MINVU 1996”, los cuales se pueden apreciar a continuación:
Tabla 3. Coeficientes de duración entre 1 y 24 horas para el área de proyecto.

(Fuente: Guía del Diseño de Técnicas Alternativas para Soluciones de Aguas lluvias en Sectores
Urbanos MINVU 1996.)
Los coeficientes de duración menores de una hora se obtienen a partir de la Tabla 3.1.2.5
de la “Guía del Diseño de Técnicas Alternativas para Soluciones de Aguas lluvias en
Sectores Urbanos MINVU 1996”, los cuales se pueden apreciar a continuación:

6
Tabla 4. Coeficientes de duración entre 5 y 60 minutos para el área de proyecto.
(Fuente: Guía del Diseño de Técnicas Alternativas para Soluciones de Aguas lluvias en Sectores
Urbanos MINVU 1996.)
De acuerdo a lo anterior, los valores de las precipitaciones en una duración entre 5 y 60

minutos con un periodo de retorno de 5 años se visualizan en la tabla siguiente.
Tabla 5. Valores de precipitaciones en una duración entre 5 y 60 minutos con un periodo de

retorno de 5 años.
De acuerdo con lo anterior, los valores de las precipitaciones en una duración entre 1 y
24 horas con un periodo de retorno de 5 años se visualizan en la tabla siguiente.

7
Tabla 6. Valores de precipitaciones en una duración entre 1 y 24 horas con un periodo de
retorno de 5 años.
3.4. Volumen de afluente acumulado (Vaflu)
El volumen afluente acumulado de agua lluvia para una duración “t” de la tormenta de
diseño, se estima en función de la precipitación de esa duración de acuerdo a la
ecuación:
𝑉𝑎𝑓𝑙 (𝑡) = 1,25𝑥 0,001 𝑥 𝐶 𝑥 𝐴 𝑥 𝐼𝑡 𝑥 𝑡
En este caso, la lt (Intensidad en mm/h) se multiplica por el “t” (tiempo de precipitación

en h), por lo tanto corresponde a la precipitaciones en mm, quedando la ecuación del
volumen de afluente acumulado de la siguiente forma.
𝑉𝑎𝑓𝑙 (𝑡) = 0,00125 𝑥 𝐶 𝑥 𝐴 𝑥 𝑃𝑡𝑇
Donde,
𝑉𝑎𝑓𝑙 (𝑡) = Volumen del afluente en m3
C = Coeficiente de escorrentía
A = Área aportante en m2
𝑃𝑡𝑇 = Precipitación total de lluvia en periodo de retorno T y duración t
Por lo tanto, los resultados del volumen de afluente acumulado para todos los
coeficientes de duración en un periodo de retorno en 5 años se aprecian en la siguiente
tabla.

8
Tabla 7. Valores de volúmenes de afluente acumulado con un periodo de retorno de 5 años.
3.5. Volumen infiltrado (Vinf)
El volumen infiltrado corresponde a la cantidad de agua que debo infiltrar en el terreno

en t horas. La estimación se obtiene de la siguiente ecuación:
Vinf (t) = 0,001 x Cs x f x Az x t
Donde,
Cs = Factor de seguridad (0,5)

f = Tasa de infiltración de diseño
Az = Área filtrante de la zanja
t = Tiempo en horas

9
La tasa de infiltración del terreno se obtuvo del ensayo Porchet del “Informe de
Mecánica de Suelo de la Planta TPI COPEC Quintero, Ruz Vulkasovic y Cia. Ltda., 2013”
el cual se encuentra a 1,3 km al Sur del área de proyecto pero dada las condiciones
geológicas, corresponde a suelos con estratos similares, específicamente arenas limosas
con una infiltración promedio de 371,0 mm/hora. Sin perjuicio de lo anterior, se
recomienda validar dicho datos por medio de un ensayo de infiltración en el área de
proyecto.
Vinf (t) = 0,001 x 0,5 x 371,0 x Az x t
Vinf (t) = 0,1855 x Az x t
Para el factor de seguridad que corrige la tasa de infiltración se considera que el agua es
de buena calidad ya que proviene directamente de techos por lo cual se recomienda un
0,5.
Debido a que el volumen infiltrado, empleado para estimar el volumen de

almacenamiento, también depende de la dimensión de la zanja, se debe proceder por
aproximaciones sucesivas, empleando como variables de diseño el valor del largo de la
zanja “L”, suponiendo valores conocidos de “b” y “h” ya que pueden estar condicionadas
por restricciones constructivas y del terreno.
El área filtrante de la zanja (Az) se obtiene por medio de la siguiente ecuación,

despreciando el aporte del fondo:
Az = 2h x (L + b)
Donde,
L = Largo de zanja
h = Profundidad de la zanja
b = Ancho de la zanja
Tabla 8. Dimensionamiento de zanjas de infiltración para cada zona.


10
Con los datos anteriormente calculados es posible obtener el volumen infiltrado
acumulados para un tiempo “t” de acuerdo con la siguiente tabla.
Tabla 9. Valores de volúmenes infiltrados acumulados con un periodo de retorno de 5 años.

3.6. Volumen de almacenamiento (Valm)
El volumen de almacenamiento se calcula como la máxima diferencia entre el volumen

afluente acumulado de agua lluvia, Vafl (t), para una lluvia del período de retorno de
diseño, y el volumen acumulado infiltrado, Vinf (t), lo cual se aprecia en la siguiente tabla
de cálculos.

11
Tabla 10. Valores de volúmenes de almacenamiento con un periodo de retorno de 5 años.
Se puede observar que el valor máximo de almacenamiento se acumula antes de 24

horas para cada caso. Los siguientes gráficos muestran la estimación del volumen de
almacenamiento obtenido como la diferencia máxima entre el volumen afluente
acumulado y el volumen infiltrado acumulado.
Gráfico 1. Estimación de volumen de almacenamiento de drenes de infiltración en Zona

contratistas.

12
Gráfico 2. Estimación de volumen de almacenamiento de drenes de infiltración en Zona de
desconexión hidráulica a la descarga de ALL.
Gráfico 3. Estimación de volumen de almacenamiento de drenes de infiltración en Zona 3.

En la Figura 4 se observa un detalle en elevación de los drenes de infiltración

proyectados en el área de proyecto para las diferentes zonas.

13
Figura 4. Diseño tipo para cada zanja de infiltración.
Los detalles de las obras de saneamiento de aguas lluvias se incluyen en los planos de
proyecto adjuntos en el Anexo 1.
Con los resultados obtenidos, se vuelve a estimar las dimensiones de los drenes o zanjas
según el material de relleno (bolones), cuya variable corresponde a la porosidad que
posee un 40%. Aquí se procede a estimar el largo, ancho y alto de los drenes según los
siguientes datos.
𝑉𝑎𝑙𝑚 = 𝑝 ∗ 𝑉𝑧𝑎𝑛𝑗𝑎 = 𝑝 ∗ 𝐿 ∗ 𝑏 ∗ ℎ
Donde,
𝑉𝑎𝑙𝑚 = Volumen de almacenamiento en m3

P = Porosidad de material
𝑉𝑧𝑎𝑛𝑗𝑎 = Volumen de dren
L = Largo de zanja en m
h = Profundidad de la zanja en m
b = Ancho de la zanja en m

14
Tabla 11. Dimensionamiento final de drenes o zanjas de infiltración para cada zona.
Por lo tanto, se estima los siguientes drenes según las zonas respectivas.
➢ Zona A
Se considera un dren o zanja de infiltración de 37,0 m de largo por 2,0 m de ancho y una
profundidad de 2,0 m.
➢ Zona B
Se consideran 2 (dos) drenes o zanjas de infiltración de 27,0 m de largo por 2,0 m de

ancho y una profundidad de 2,0 m.
➢ Zona C
Se consideran 8 (ocho) drenes o zanjas de infiltración de 40,0 m de largo por 2,0 m de

ancho y una profundidad de 2,0 m. Estas zanjas de infiltración corresponden a las
estimaciones con un escenario donde toda el área esta impermeabilizada.

15
IV. DISEÑO DE CONDUCCIÓN DE AGUAS LLUVIAS
Para el diseño de conducción de aguas lluvias se han definido los caudales aportantes
de cada subcuenca y la capacidad de los elementos de almacenamiento y conducción
de las aguas lluvias.
Tabla 11. Caudales de diseño de cada subcuenca con un periodo de retorno de 5 años.
A continuación, se indica la capacidad máxima de las canaletas de acero galvanizado con

rejilla de fierro galvanizado de alto tráfico proyectadas en la ubicación que muestran los
planos de proyecto.
Figura 5. Capacidad de sección de canaleta con rejilla proyectada.

(Fuente: Elaboración propia en el software H-Canales.)

16
Para la conexión desde las canaletas hasta el sistema de drenaje se considera tubería de
PVC, cuya sección se muestra a continuación.
Figura 6. Capacidad de sección de tubería proyectada.

(Fuente: Elaboración propia en el software H-Canales.)

17
V. PROGRAMA DE MANTENIMIENTO
El programa de mantenimiento de los elementos que componen el sistema de

saneamiento de aguas lluvias del proyecto, considera las siguientes actividades y
frecuencias de trabajos.
➢ Inspección visual dos veces al año, con el fin de detectar cualquier anomalía en
la infraestructura de saneamiento de aguas lluvias
➢ Limpieza de canaletas de captación de aguas lluvias previo al periodo de invierno

o después de un evento pluviométrico mayor a 45,0 mm en 24 horas
➢ Revisión y limpieza de cámara de inspección previa al ingreso de drenes previo

al periodo de invierno o después de un evento pluviométrico mayor a 45,0 mm
en 24 horas
➢ Reparación de forma inmediata de cualquier elemento dañado que fuese

detectado en la inspección visual
➢ Mantener un registro en las oficinas de las actividades de las limpiezas y

mantenciones ejecutadas para verificar el estado correcto del sistema de
saneamiento de aguas lluvias, donde las siguiente información:
- Fecha de inspección
- Nombre del encargado
- Acciones ejecutadas

18
VI. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
➢ El proyecto de saneamiento de aguas lluvias cumple con las indicaciones

señaladas en la Guía de Diseño de Técnicas Alternativas para Soluciones de Aguas
lluvias en Sectores Urbanos, MINVU 1996.
➢ Las obras proyectadas permiten asegurar una correcta descarga hacia las obras
de drenaje.
➢ Se considera en la Zona A, un dren o zanja de infiltración de 37,0 m de largo por

2,0 m de ancho y una profundidad de 2,0 m.
➢ Se consideran en la Zona B, 2 (dos) drenes o zanjas de infiltración de 27,0 m de

largo por 2,0 m de ancho y una profundidad de 2,0 m.
➢ Se consideran en la Zona C, 8 (ocho) drenes o zanjas de infiltración de 40,0 m de

largo por 2,0 m de ancho y una profundidad de 2,0 m. Estas zanjas de infiltración
corresponden a las estimaciones con un escenario donde toda el área está
impermeabilizada.

19
VII. ANEXOS
➢ Anexo 1. Planos de proyecto
- Apéndice 1.1 Plano de planta de saneamiento de ALL

- Apéndice 1.2 Plano de zona A y detalles
- Apéndice 1.3 Plano de zona B y detalles
- Apéndice 1.4 Plano de zona C y detalles

20

All Oxiquim Rev 00

Cargado por

Copyright:

Formatos disponibles

All Oxiquim Rev 00

Cargado por

Información del documento

Descripción original:

Título original

Derechos de autor

Formatos disponibles

Compartir este documento

Compartir o incrustar documentos

Opciones para compartir

¿Le pareció útil este documento?

¿Este contenido es inapropiado?

Copyright:

Formatos disponibles

All Oxiquim Rev 00

Cargado por

Copyright:

Formatos disponibles

MEMORIA DE CÁLCULO DE PROYECTO DE

SANEAMIENTO DE AGUAS LLUVIAS

Proyecto de Aguas Lluvias OXIQUIM

FECHA EMITIDO FECHA REVISADO FECHA DE APROBADO FECHA ENVÍO

CMAG – ASESORÍAS EN INGENIERÍA Y MEDIO AMBIENTE

CMAG – ASESORÍAS EN INGENIERÍA Y MEDIO AMBIENTE

Por requerimiento de la empresa de productos químicos OXIQUIM S.A. se ha solicitado

La presente memoria de cálculo hace referencia al proyecto que permite habilitar un

Es preciso aclarar que, el proyecto de captación, transporte y evacuación de aguas

CMAG – ASESORÍAS EN INGENIERÍA Y MEDIO AMBIENTE

Para la elaboración del proyecto de saneamiento de aguas lluvias se consideraron las

➢ Guía de Diseño de Técnicas Alternativas para Soluciones de Aguas lluvias en

➢ Carta IGM LIMACHE E-041, Escala 1:50000

➢ Estudio de precipitaciones máximas en 1, 2 y 3 días, DGA 1994

➢ Open-channel hydralulics, Ven Te Chow 1964

➢ Mapoteca digital DGA 2022

➢ Manual de Carreteras MOP Versión 2021

CMAG – ASESORÍAS EN INGENIERÍA Y MEDIO AMBIENTE

3.1. Áreas aportantes

Tabla 1. Definición de áreas para canalizar aguas lluvias.

A continuación, se muestra la distribución de las zonas definidas para el saneamiento de

Figura 1. Zona contratistas- Área aportante para saneamiento de aguas lluvias.

CMAG – ASESORÍAS EN INGENIERÍA Y MEDIO AMBIENTE

CMAG – ASESORÍAS EN INGENIERÍA Y MEDIO AMBIENTE

El coeficiente de escorrentía de toda el área aportante se obtiene por medio de los

Tabla 2. Identificación de coeficiente de escorrentía para cada zona.

3.3. Relaciones Intensidad, Duración, Frecuencia: IDF

Estas relaciones permiten caracterizar las tormentas en un lugar. Se establecen en base

De esta forma, el Pt5 es la lluvia correspondiente a un período de retorno de 5 años y

Pt5 = 1,1 x P24

Pt5 = 1,1 x 90,0 x CD24

La precipitación máxima para periodo de retorno 10 años y 24 horas de duración se ha

En particular, para una hora el coeficiente de duración en el área de proyecto es 0,14

Pt5 = 81,18 x 0,14 mm

Los coeficientes de duración entre 1 y 24 horas se obtienen a partir de la Tabla 3.1.2.3

Tabla 3. Coeficientes de duración entre 1 y 24 horas para el área de proyecto.

CMAG – ASESORÍAS EN INGENIERÍA Y MEDIO AMBIENTE

De acuerdo a lo anterior, los valores de las precipitaciones en una duración entre 5 y 60

Tabla 5. Valores de precipitaciones en una duración entre 5 y 60 minutos con un periodo de

CMAG – ASESORÍAS EN INGENIERÍA Y MEDIO AMBIENTE

3.4. Volumen de afluente acumulado (Vaflu)

𝑉𝑎𝑓𝑙 (𝑡) = 1,25𝑥 0,001 𝑥 𝐶 𝑥 𝐴 𝑥 𝐼𝑡 𝑥 𝑡

En este caso, la lt (Intensidad en mm/h) se multiplica por el “t” (tiempo de precipitación

𝑉𝑎𝑓𝑙 (𝑡) = 0,00125 𝑥 𝐶 𝑥 𝐴 𝑥 𝑃𝑡𝑇

CMAG – ASESORÍAS EN INGENIERÍA Y MEDIO AMBIENTE

3.5. Volumen infiltrado (Vinf)

El volumen infiltrado corresponde a la cantidad de agua que debo infiltrar en el terreno

Vinf (t) = 0,001 x Cs x f x Az x t

Cs = Factor de seguridad (0,5)

CMAG – ASESORÍAS EN INGENIERÍA Y MEDIO AMBIENTE

Vinf (t) = 0,001 x 0,5 x 371,0 x Az x t

Vinf (t) = 0,1855 x Az x t

Debido a que el volumen infiltrado, empleado para estimar el volumen de

El área filtrante de la zanja (Az) se obtiene por medio de la siguiente ecuación,

Tabla 8. Dimensionamiento de zanjas de infiltración para cada zona.

CMAG – ASESORÍAS EN INGENIERÍA Y MEDIO AMBIENTE

Tabla 9. Valores de volúmenes infiltrados acumulados con un periodo de retorno de 5 años.

3.6. Volumen de almacenamiento (Valm)