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GOBIERNO DE CHILE<br />
Ingeniería & Consultoría MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS<br />
DIRECCIÓN DE OBRAS HIDRÁULICAS XII REGIÓN<br />
MEMORIA<br />
ÍNDICE<br />
1. INTRODUCCIÓN..................................................................................................................1<br />
2. ÁREA DE ESTUDIO ..............................................................................................................3<br />
2.1. NUEVA DELIMITACIÓN DEL ÁREA DE ESTUDIO .................................................................................... 5<br />
2.2. CARACTERÍSTICAS GENERALES........................................................................................................ 5<br />
3. ESTUDIOS BÁSICOS............................................................................................................7<br />
3.1. ESTUDIO DE ANTECEDENTES .......................................................................................................... 7<br />
3.1.1. Plan Maestro de Evacuación y Drenaje de Aguas Lluvias de Punta Arenas, XII Región, A y<br />
C. Ingenieros Consultores, 1998................................................................................................... 7<br />
3.1.2. Antecedentes Colector existente en la población Villa Las Nieves ejecutado en 1993,<br />
SERVIU, XII Región. .................................................................................................................. 10<br />
3.1.3. Mejoramiento Sistemas de Aguas Lluvias de Punta Arenas, R & Q, 1998....................... 11<br />
3.1.4. Levantamiento Bases Hidrológicas para el dimensionamiento del Sistema de Evacuación<br />
de Aguas Lluvias de Punta Arenas, Diciembre 2005, Fernando Harambour Palma.......................... 12<br />
3.2. CARTOGRAFÍA .......................................................................................................................... 13<br />
3.3. LEVANTAMIENTO TOPOGRÁFICO.................................................................................................... 14<br />
3.3.1. Base Topográfica....................................................................................................... 14<br />
3.3.2. Levantamientos......................................................................................................... 15<br />
3.3.3. Instrumental Usado ................................................................................................... 15<br />
3.4. CATASTRO DE INFRAESTRUCTURA DE AGUAS LLUVIAS ......................................................................... 15<br />
3.4.1. Catastro de Cámaras ................................................................................................. 18<br />
3.4.2. Catastro de Sumideros............................................................................................... 18<br />
3.5. CATASTRO DE INFRAESTRUCTURA DE SERVICIOS ............................................................................... 19<br />
3.6. MECÁNICA DE SUELOS................................................................................................................ 20<br />
3.6.1. Antecedentes de Referencia....................................................................................... 21<br />
3.6.2. Perfil Estratigráfico .................................................................................................... 21<br />
3.6.3. Recomendaciones para la Construcción del Colector .................................................... 21<br />
3.6.3.1. Taludes de Trabajo................................................................................................ 21<br />
3.6.3.2. Dureza del Terreno................................................................................................ 21<br />
3.6.3.3. Recomendaciones para el Diseño de Entibaciones ................................................... 22<br />
3.6.3.4. Metodología Propuesta para el Agotamiento............................................................ 23<br />
Índice<br />
Diseño Construcción Colector LL-8, Av. Los Generales, Punta Arenas. I
GOBIERNO DE CHILE<br />
Ingeniería & Consultoría MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS<br />
DIRECCIÓN DE OBRAS HIDRÁULICAS XII REGIÓN<br />
3.6.4. Especificaciones Técnicas........................................................................................... 24<br />
4. ANÁLISIS DE ALTERNATIVAS DE SOLUCIÓN ...................................................................29<br />
5. DIAGNÓSTICO DE EVALUACIÓN DEL SISTEMA DE DRENAJE ACTUAL .............................31<br />
5.1. GENERALIDADES ....................................................................................................................... 31<br />
5.2. HIDROLOGÍA............................................................................................................................ 31<br />
5.2.1. Definición de la Tormenta de Diseño .......................................................................... 35<br />
5.3. PATRÓN DE DRENAJE Y PARÁMETROS DE MODELACIÓN ....................................................................... 35<br />
5.3.1. Discretización de Áreas Aportantes ............................................................................. 35<br />
5.3.2. Coeficiente de Escorrentía.......................................................................................... 35<br />
5.3.3. Tiempo de Concentración .......................................................................................... 36<br />
5.4. MODELACIÓN........................................................................................................................... 39<br />
5.4.1. Descripción Metodológica General .............................................................................. 39<br />
5.4.1.1. Nomenclatura Utilizada .......................................................................................... 39<br />
5.4.1.2. Geometría de las Mallas......................................................................................... 41<br />
5.4.1.3. Conexiones ........................................................................................................... 41<br />
5.4.1.4. Condiciones de Borde ............................................................................................ 41<br />
5.4.2. Modelación y Diagnóstico de Colectores y Calles.......................................................... 46<br />
5.4.3. Eventos de Modelación .............................................................................................. 48<br />
5.4.4. Resultados de Modelación.......................................................................................... 49<br />
5.4.4.1. Funcionamiento de Colectores Existentes................................................................ 49<br />
5.4.4.2. Escurrimiento por Las Calles .................................................................................. 53<br />
6. INGENIERÍA DE DETALLE .................................................................................................55<br />
6.1. CRITERIOS DE DISEÑO ............................................................................................................... 55<br />
6.1.1. Material y Sección ..................................................................................................... 55<br />
6.1.2. Coeficientes de Rugosidad ......................................................................................... 55<br />
6.1.3. Velocidades Admisibles .............................................................................................. 56<br />
6.1.4. Pendientes Mínimas................................................................................................... 56<br />
6.1.5. Dimensionamiento Hidráulico ..................................................................................... 56<br />
6.1.6. Condiciones de Operación de los Ductos ..................................................................... 56<br />
6.1.7. Variación de Diámetros.............................................................................................. 57<br />
6.1.8. Criterios de Diseño para Cámaras de Inspección ......................................................... 57<br />
6.1.9. Aspectos Constructivos .............................................................................................. 57<br />
6.2. CAUDALES DE DISEÑO................................................................................................................ 57<br />
6.3. DIMENSIONAMIENTO DE COLECTORES ............................................................................................ 59<br />
Índice<br />
Diseño Construcción Colector LL-8, Av. Los Generales, Punta Arenas. II
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DIRECCIÓN DE OBRAS HIDRÁULICAS XII REGIÓN<br />
6.3.1. Condiciones de Operación Evento de Diseño (T=5 años) ............................................. 59<br />
6.3.1.1. Condiciones de Borde.................................................................................... 59<br />
6.3.2. Conclusiones Modelación Evento de Diseño (T=5 años)............................................... 65<br />
6.4. TRAZADO DE COLECTOR.............................................................................................................. 66<br />
6.4.1. Trazado en Planta de Colectores ................................................................................ 67<br />
6.4.2. Trazado en Perfil ....................................................................................................... 67<br />
6.5. SISTEMA DE CAPTACIÓN SUPERFICIAL Y RETENCIÓN DE SEDIMENTOS ..................................................... 68<br />
6.5.1. Concepción General del Sistema de Drenaje Superficial ............................................... 68<br />
6.5.2. Retención de sedimentos ........................................................................................... 70<br />
6.6. INTERFERENCIA CON OTROS SERVICIOS .......................................................................................... 70<br />
6.6.1. Teléfonos.................................................................................................................. 71<br />
6.6.2. Gas .......................................................................................................................... 71<br />
6.6.3. Aguas Servidas y Agua Potable .................................................................................. 71<br />
6.6.4. Electricidad ............................................................................................................... 72<br />
6.6.5. Rotura y Reposición de Pavimentos ............................................................................ 72<br />
7. PRESUPUESTO Y PROGRAMA DE CONSTRUCCIÓN...........................................................73<br />
7.1. ANÁLISIS DE PRECIOS UNITARIOS ................................................................................................. 73<br />
7.2. PRESUPUESTO DE LAS OBRAS ....................................................................................................... 73<br />
7.3. PROGRAMA DE CONSTRUCCIÓN..................................................................................................... 75<br />
8. ANTECEDENTES AMBIENTALES Y PARTICIPACION CIUDADANA.....................................78<br />
9. EVALUACIÓN ECONÓMICA DEL PROYECTO......................................................................78<br />
9.1 BENEFICIOS ASOCIADOS A LOS PROYECTOS DE AGUAS Lluvias……………………………………………………….…….78<br />
9.1.1 Daño en Propiedades Residenciales e Industriales………………………….…………………….…..79<br />
9.1.2 Daños en la Infraestructura Vial………………………………………….………………………….……….80<br />
9.1.3 Gastos de Limpieza en Vías y Sumideros.………………………………….……………………………..81<br />
9.1.4 Costo por Ausentismo Laboral y Escolar…………………………….……….……………………………82<br />
9.1.5 Costo de Viaje de Vehículos y Personas.………………………………….……….………………………82<br />
9.2 DAÑO ESPERADO……….………………………………………….…….................................................................86<br />
9.2.1 Daños Situación Sin Proyecto………….………….………………………………………….……………….86<br />
9.2.2 Daño Situación Con Proyecto…………………………………….………………………….……….……….86<br />
9.3 BENEFICIO ANUAL ESPERADO……………………….……………………………………………………………….……….87<br />
9.4 EVALUACIÓN ECONÓMICA DE LOS PROYECTOS…….………………………………….………………………………88<br />
Índice<br />
Diseño Construcción Colector LL-8, Av. Los Generales, Punta Arenas. <strong>III</strong>
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ANEXOS<br />
ANEXO A CORRESPONDENCIA<br />
Anexo A.1 Correspondencia Enviada<br />
Anexo A.2 Correspondencia Recibida<br />
ANEXO B CATASTRO<br />
Anexo B.1 Catastro Aguas Lluvias<br />
Anexo B.1.1 Catastro de Cámaras<br />
Anexo B.1.2 Catastro de Sumideros<br />
Anexo B.2 Planillas de Conectividad y Capacidad Colectores<br />
Anexo B.3 Catastro Otros Servicios<br />
Anexo B.3.1 Aguas Magallanes<br />
Anexo B.3.2 Gasco Magallanes<br />
ANEXO C ENSAYOS MECÁNICA DE SUELOS<br />
ANEXO D TOPOGRAFÍA<br />
ANEXO E PARÁMETROS DE MODELACIÓN<br />
Anexo E.1 Situación Actual<br />
Anexo E.2 Situación Futura<br />
ANEXO F RESULTADOS DE MODELACIÓN<br />
Anexo F.1 Resultados Modelación Situación Actual<br />
Anexo F.1.1 T=2 años<br />
Anexo F.1.2 T=5 años<br />
Anexo F.1.3 T=10 años<br />
Anexo F.2 Resultados Modelación Situación Futura<br />
Anexo F.2.1 T=2 años<br />
Anexo F.2.2 T=5 años<br />
Anexo F.2.3 T=10 años<br />
Anexo F.3 Hidrogramas Av. Llaima y Av. Los generales<br />
Anexo F.3.1 Hidrogramas Situación actual Sin proyecto Av. Llaima y Av. Los generales<br />
Anexo F.2.2 Hidrogramas Situación futura Sin proyecto Av. Llaima y Av. Los generales<br />
Anexo F.4 Resultados Modelación Situación Con Proyecto<br />
Anexo F.4.1 T=2 años<br />
Anexo F.4.2 T=5 años<br />
Anexo F.4.3 T=10 años<br />
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Diseño Construcción Colector LL-8, Av. Los Generales, Punta Arenas. IV
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ANEXO G MEMORIA DE CÁLCULO<br />
Anexo G.1 Memoria Hidráulica<br />
Anexo G.2 Memoria Estructural<br />
ANEXO H PROYECTOS DE MODIFICACIÓN DE SERVICIOS<br />
Anexo H.1 Rotura y Reposición de Pavimentos<br />
Anexo H.2 Aguas Magallanes ( Alcantarillado)<br />
ANEXO I PRESUPUESTO<br />
Anexo I.1 Cubicación<br />
Anexo I.2 Análisis de Precios Unitarios<br />
Anexo I.3 Presupuesto<br />
ANEXO J EVALUACIÓN ECONÓMICA<br />
ANEXO K PARTICIPACIÓN CIUDADANA<br />
PLANOS<br />
Anexo K.1 <strong>Informe</strong> de participación ciudadana<br />
Anexo K.2 Ficha RDI<br />
Anexo K.3 Matriz AR<br />
Plano 01 de 06. Planta General.<br />
Plano 02 de 06. Planta Proyecto y Perfil longitudinal, Avenida Los Generales.<br />
Plano 03 de 06. Planta Proyecto y Perfil longitudinal, Avenida Los Generales.<br />
Plano 04 de 06. Planta Proyecto y Perfil longitudinal, Avenida General Ernesto Medina, J.J. Pérez.<br />
Plano 05 de 06. Perfiles Transversales.<br />
Plano 06 de 06. Detalles Cajón, Cámaras y Sumideros.<br />
Plano 01 de 02. Áreas de Inundación, Situación Sin Proyecto.<br />
Plano 02 de 02. Áreas de Inundación, Situación Con Proyecto.<br />
Plano 01 de 01. Modificación de Servicios Colector Aguas Servidas Av. José Joaquín Pérez.<br />
Plano 01 de 03. Planta General ubicación de obra (Rotura y reposición de Pavimentos).<br />
Plano 02 de 03. Detalles Rotura y Reposición de Pavimentos.<br />
Plano 03 de 03. Planta monografías de pavimentos y topografía.<br />
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Diseño Construcción Colector LL-8, Av. Los Generales, Punta Arenas. V
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1. INTRODUCCIÓN<br />
El <strong>Informe</strong> que se entrega a continuación, es el correspondiente a la <strong>Etapa</strong> <strong>III</strong> “<strong>Informe</strong> Final” del Estudio<br />
“Diseño Construcción Colector LL – 8, Av. Los Generales, Punta Arenas”, encargado a esta Consultora por<br />
la Dirección de Obras Hidráulicas de la XII Región, el cual se enmarca dentro de la Ley Nº 19.525 “Sobre<br />
Regulación de los Sistemas de Evacuación y Drenaje de Aguas Lluvias”.<br />
El objetivo general del estudio mencionado precedentemente, es la verificación, actualización del diseño a<br />
nivel de la Ingeniería Básica y de Detalle y elaboración de alternativas, del proyecto de mejoramiento de<br />
la Red Primaria del Colector de Aguas Lluvias Los Generales, LL-08, Punta Arenas, XII Región, en<br />
conformidad con lo dispuesto en el Plan Maestro de Aguas Lluvias de esa ciudad.<br />
En la primera etapa del trabajo, se ha efectuado una recopilación de antecedentes existentes,<br />
analizándose cada uno de ellos, para posteriormente utilizar elementos que servirán de base o apoyo a las<br />
actividades propuestas.<br />
A continuación se han ejecutado los estudios básicos de terreno relacionados con la topografía, mecánica<br />
de suelos y catastro de la infraestructura existente para el drenaje de las aguas lluvias. Cada uno de estos<br />
elementos se trata en capítulos separados de este informe, lo que permite identificar el nivel de detalle de<br />
las actividades realizadas.<br />
Luego de realizar visitas a terreno, se efectuó un análisis crítico del área de estudio indicada en el<br />
numeral 2 de los Términos de Referencia del presente Estudio, contrastándola con los verdaderos<br />
sentidos de escurrimiento, y en definitiva los reales aportes de caudal al colector proyectado, lo que<br />
finalmente derivó en la proposición de la redefinición del área de estudio, tópico que se analiza en<br />
profundidad en el acápite 2 del <strong>Informe</strong>.<br />
A partir de los estudios básicos se han definido los caudales que deben ser evacuados, lo que permitirá<br />
precisar las obras que será necesario proyectar, y posteriormente construir, para la eficiencia del sistema,<br />
con los costos adecuados, a fin de obtener el mayor beneficio. De acuerdo con lo anterior, se requiere<br />
previamente definir la denominada tormenta de proyecto, que engloba las condiciones de precipitación y<br />
su distribución en el área de estudio. Los caudales que escurren por el área definida son directamente<br />
dependientes del tamaño y distribución de la lluvia y de los porcentajes de infiltración que permita el<br />
Diseño Construcción Colector LL-8, Av. Los Generales, Punta Arenas. 1
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suelo donde precipita. Estos elementos han sido convenientemente tratados para obtener el patrón de<br />
drenaje del área en estudio, dependiendo de la orografía y las pendientes del terreno.<br />
Con estos elementos se ha podido componer un modelo de simulación, compuesto por nodos y “links” o<br />
enlaces, los que en definitiva conforman la malla de modelación, permitiendo finalmente precisar el<br />
caudal en cada esquina de toda el área del estudio. Con los datos anteriores es posible determinar la<br />
ubicación de las obras de captación y conducción de la escorrentía producida.<br />
En base a los estudios realizados se acuerda modifica el trazado propuesto inicialmente por Av. Llaima y<br />
por Av. los Generales, para desarrollarlo por Av. General Ernesto Medina hasta Av. Presidente José<br />
Joaquín Pérez, donde continúa por la avenida para unirse al trazado del colector que recorre toda Av. los<br />
Generales donde descarga al estero Llau-Llau.<br />
El colector LL-8 se compone de dos tramos bien diferenciados, el primero recorre Av. los Generales en un<br />
total de 686.4 m desde Av. Llaima hasta descargar en el Estero Llau-Llau y está compuesto por un cajón<br />
de hormigón se sección inicial de 0,8x0,5 m en un largo de 120m y todo el resto posee un ancho de 1,0<br />
m por una altura variable de 0,6, 0,7, 0,8 y 0,9 m.<br />
El segundo tramo se inicia en Av. Llaima con Av. General Ernesto Medina, se desarrolla por la vereda<br />
nor-oriente llegar a Av. Presidente José Joaquín Pérez en una longitud de 199 m en sección rectangular<br />
de hormigón de 0,7x0,6 para continuar en sección rectangular de hormigón de 0,8x0,7 en un largo de<br />
185 m donde empalma al primer tramo en la C.I. Nº 4.<br />
Se destaca que debido a que la diferencia de cotas entre el inicio y el punto de descarga existente es<br />
insuficiente para desarrollar el colector con pendiente mínima, es indispensable realizar una rotura y<br />
reposición de pavimento en Av. Los Generales al inicio del colector en un tramo de 20 m. para levantar el<br />
pavimento y ubicar la C.I. Nº 1 que recibe los aportes de la zona norte del área de estudio.<br />
Se establecen los criterios de diseño y el dimensionamiento se realiza en base a los estudios hidrológicos<br />
e hidráulicos, las interferencias con servicios, las estructuras de materiales y la simulación en programa<br />
SWMM (Storm Water Management Model, de CAICE). Se detalla además el trazado del colector y las<br />
condiciones de operación para el período de retorno de diseño adoptado.<br />
Diseño Construcción Colector LL-8, Av. Los Generales, Punta Arenas. 2
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El informe se compone de 9 capítulos, de los cuales este es su presentación y justificación. El segundo<br />
está orientado a ubicar las dimensiones y características del área de estudio, el tercero a los estudios<br />
básicos que llevan a la composición de alternativas y definir el patrón de drenaje del área. El cuarto<br />
expone un análisis cualitativo de alternativas de solución, en el quinto capítulo se desarrolla el Diagnóstico<br />
de Evaluación del Sistema de Drenaje Actual, en el sexto se desarrolla la alternativa a nivel de ingeniería<br />
de detalle, luego se desarrolla el presupuesto detallado de las obras y la evaluación económica, para<br />
terminar en el capítulo nueve con los antecedentes ambientales y participación ciudadana.<br />
Se presentan además las especificaciones técnicas especiales.<br />
2. ÁREA DE ESTUDIO<br />
De acuerdo con lo expuesto en los Términos de Referencia, el Área de Estudio comprende toda el área<br />
aportante al colector LL-8 Av. Los Generales.<br />
El Plan Maestro de Punta Arenas definió un área aportante de aproximadamente 117,5 ha, ubicada en el<br />
sector Norte de la ciudad de Punta Arenas. En la figura Nº 2.1 se observa un esquema del área de<br />
estudio, destacada en azul, junto con el colector proyectado en cuestión, destacado en rojo.<br />
Diseño Construcción Colector LL-8, Av. Los Generales, Punta Arenas. 3
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Figura Nº 2.1<br />
Área de Estudio según Plan Maestro de Punta Arenas<br />
La primera conclusión, luego de visitar el terreno y contrastar lo observado con lo definido en el Plan<br />
Maestro, es que, debido a la construcción de la Avenida Presidente Eduardo Frei Montalva, el área<br />
aportante al colector LL-8 ha sido reducida prácticamente a la mitad, ya que las aguas provenientes de la<br />
parte alta de la cuenca son interceptadas por el sistema de aguas lluvias de la avenida. Adicionalmente,<br />
dicha avenida cuenta con una serie de sumideros que se encargan de trasvasijar el agua desde la acera<br />
Nor-Oriente de la avenida Eduardo Frei a la acera Nor-Poniente de la misma.<br />
Por otro lado, como parte de las obras de solución a los problemas de aguas lluvias que se presentan en<br />
este sector, se tiene contemplada la construcción de un colector por la avenida General Ernesto Medina,<br />
la cual es paralela a avenida Los Generales. Dicho colector evacuará las aguas del sector Sur-Poniente de<br />
la cuenca, tal como se indica en el plan Maestro de Aguas Lluvias de Punta Arenas.<br />
La génesis del Área de Estudio, de acuerdo a lo señalado en los Términos de Referencia, es aquel sector<br />
que “comprende toda el área aportante al colector LL-8 Av. Los Generales”, por lo que basado en los<br />
antecedentes expuestos, se plantea la modificación del Área de Estudio, a fin de obtener una estimación<br />
consecuente de los caudales aportantes al colector LL-8, lo cual se traducirá finalmente en un diseño<br />
técnico-económico más óptimo.<br />
Área de Estudio<br />
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2.1. Nueva Delimitación del Área de Estudio<br />
Con los antecedentes detallados en los párrafos anteriores, se procedió a demarcar el Área de Estudio,<br />
modificando los límites:<br />
- El límite Nor-Poniente se traslada hasta la avenida Presidente Eduardo Frei.<br />
- El límite Sur-Oriente se traslada hacia los sectores de Avenida General Ernesto Medina y Calle 1.<br />
En la Figura Nº 2.2 se muestra la nueva Área de Estudio con las modificaciones indicadas arriba.<br />
2.2. Características Generales<br />
Área de Estudio<br />
Figura Nº 2.2<br />
Área de Estudio Modificada<br />
Tal como se expone en la Figura Nº 2.3, el área de estudio comprende toda el área aportante al Colector<br />
LL-8, Av. Los Generales, el cual se diseñará para evacuar las aguas lluvias que se generan en una<br />
superficie total de 41,9 há, ubicada en el sector norte de la ciudad.<br />
Específicamente el colector proyectado se emplaza a partir de calle Llaima, en un tramo de 170 m, desde<br />
la intersección de ésta con avenida General Medina hasta avenida Los Generales, lugar donde gira en 90º<br />
y continua hacia el oriente hasta la descarga en el canal Llau-Llau.<br />
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COLECTOR<br />
EXISTENTE<br />
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DESCARGA A<br />
ESTERO LLAU<br />
COLECTOR<br />
EXISTENTE
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3. ESTUDIOS BÁSICOS<br />
3.1. Estudio de Antecedentes<br />
La primera actividad para el estudio de antecedentes ha sido el recorrido detallado del área del estudio y<br />
la visita de todas las instituciones relacionadas con los objetivos de la consultoría. En relación a los<br />
contactos con las instituciones, se incluye en el Anexo A Correspondencia, las fotocopias de todas las<br />
correspondencias enviadas solicitando información relacionada con el proyecto. La mayoría de las<br />
instituciones colaboró espontáneamente en la entrega de la información. Esta información permitió<br />
orientar el catastro de la infraestructura existente y la verificación de las interferencias.<br />
En la recopilación de antecedentes, se obtuvo información general y específica de diferentes estudios<br />
relacionados con el tema de aguas lluvias y que fueron desarrollados anteriormente, de modo de<br />
compatibilizar las nuevas soluciones planteadas en este proyecto con las ya definidas.<br />
A continuación se hace una descripción de los principales estudios y los elementos que dichos<br />
documentos contienen, los que pueden servir de base a las soluciones que se propondrán:<br />
3.1.1. Plan Maestro de Evacuación y Drenaje de Aguas Lluvias de Punta Arenas, XII Región,<br />
A y C. Ingenieros Consultores, 1998.<br />
El objetivo general de esta consultoría era la formulación y elaboración del Plan Maestro de Evacuación y<br />
Drenaje de Aguas Lluvias de la ciudad, con los siguientes objetivos específicos:<br />
• Estudiar el problema de evacuación y drenaje de aguas lluvias del área del estudio y proponer<br />
una solución integral con su cuenca aportante.<br />
• Realizar una caracterización y diagnóstico de la infraestructura existente en la situación actual y<br />
futura del área del estudio.<br />
• Seleccionar y priorizar las zonas a sanear.<br />
Diseño Construcción Colector LL-8, Av. Los Generales, Punta Arenas. 7
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• Proponer, simular, analizar y seleccionar alternativas de solución al problema de evacuación y<br />
drenaje para el área del estudio.<br />
• Definir el período de retorno adecuado para las alternativas de solución a los problemas de<br />
evacuación y drenaje de aguas lluvias de cada zona a sanear.<br />
• Desarrollar y estudiar la viabilidad, a nivel de perfil, de las soluciones propuestas para algunos<br />
sistemas seleccionados de aguas lluvias.<br />
• Definir la Red Primaria de sistemas de evacuación y drenaje de aguas lluvias de la ciudad.<br />
A través del estudio se realizó una revisión completa de los antecedentes disponibles, se desarrolló un<br />
análisis técnico económico de las alternativas de solución factibles, todo lo cual conduce finalmente a la<br />
formulación de un Plan Maestro de Evacuación y Drenaje de Aguas Lluvias para la ciudad de Punta<br />
Arenas.<br />
El informe presenta el área de estudio, la cual incluye la ciudad de Punta Arenas y las áreas aportantes<br />
que drenan a través de los 5 cauces naturales que atraviesan la ciudad: el estero de La Mano, el río de<br />
Las Minas, y los esteros Pitet o D’Agostini, Llau-Llau y Bitsch.<br />
La recopilación de información incluyó antecedentes cartográficos y aerofotogramétricos, hidrológicos,<br />
hidráulicos y mecánico fluviales de cauces naturales, de redes de colectores de aguas lluvias y de aguas<br />
servidas, antecedentes históricos sobre temporales e inundaciones, en particular de daños<br />
experimentados por inundaciones ocurridas en Punta Arenas.<br />
El consultor identifica las zonas y lugares en que se producen los mayores problemas de inundaciones y<br />
define soluciones independientes o interconectadas, en toda el área comprendida dentro de los límites<br />
urbanos de la ciudad.<br />
Se efectúa un catastro de las zonas críticas de la ciudad identificando tanto los puntos de desborde de<br />
cauces naturales como las zonas de acumulación de aguas lluvias.<br />
Diseño Construcción Colector LL-8, Av. Los Generales, Punta Arenas. 8
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Se efectuó el catastro de las redes de aguas lluvias existentes en la ciudad, basándose en el realizado por<br />
ESMAG S. A. en 1991 y en actualizaciones posteriores, de las cuales la más reciente es la efectuada en el<br />
estudio de R & Q (1998).<br />
Es importante que el consultor destaca que la infraestructura disponible para la evacuación y el drenaje<br />
de las aguas lluvias en la ciudad de Punta Arenas es escasa y se encuentra destinada principalmente a dar<br />
solución a zonas muy específicas. Del total de 1.342 há que comprende el área urbana de la ciudad, sólo<br />
663 há cuentan con red de aguas lluvias, lo que equivale a una cobertura del 49%.<br />
Se determina la capacidad de conducción de los cauces que atraviesan la ciudad, estableciéndose que los<br />
esteros Llau-Llau y Pitet o D’Agostini, presentan frecuentes inundaciones por desborde, debido a que en<br />
la zona urbana dicha capacidad es insuficiente frente a los caudales de aguas lluvias que deben<br />
evacuarse.<br />
El estudio hidrológico tuvo como objetivo determinar los caudales de crecida asociados a las áreas<br />
aportantes a los colectores de aguas lluvias y a los cauces receptores que conformarán el sistema global<br />
de drenaje y evacuación de dichas aguas.<br />
Además de lo anterior se determinaron los caudales de crecida en los cinco cauces naturales que<br />
atraviesan el área urbana de la ciudad de Punta Arenas para 5, 10, 25, 50 y 100 años de período de<br />
retorno, tanto en el límite urbano como en su desembocadura. Los caudales fueron calculados con el<br />
Método Racional y los resultados obtenidos fueron comparados con los diversos estudios existentes.<br />
Como elemento básico para el planteamiento de soluciones se efectuó la diferenciación entre los dos<br />
componentes que forman parte del sistema de drenaje de la ciudad: sistema mayor y sistema menor. Se<br />
define como sistema mayor a aquellas vías colectoras y de evacuación cuyas obras por la importancia que<br />
revisten, se diseñan para un período de retorno igual o superior a 25 años. Esta componente está<br />
asociada a los cauces naturales que constituyen los elementos receptores de las redes de drenaje<br />
destinados a conducir las aguas lluvias fuera del área de generación de las mismas, descargándolas al<br />
mar.<br />
La segunda componente del sistema de drenaje se definió como sistema menor. Ella comprende los<br />
sistemas colectores y de evacuación que se diseñan para un período de retorno inferior a 25 años y que<br />
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están asociados principalmente a las redes que recogen las aguas lluvias en las propias áreas dónde éstas<br />
se generan o aquellas que las concentran para conducirlas hacia un cauce receptor.<br />
Con respecto al período de retorno de diseño de los colectores, de acuerdo al análisis realizado en el<br />
estudio R & Q (1998), la red de colectores presenta su sección óptima para 5 años. En atención a este<br />
antecedente, en el presente estudio se adoptó este período de retorno para el diseño.<br />
En relación al trazado de los colectores, éste surgió como resultado del análisis de varios trazados<br />
alternativos los cuales consideraron como criterios de definición entre otros los siguientes: mínima<br />
longitud, minimización de interferencias y de rotura de pavimentos, ajuste a la topografía, compatibilidad<br />
con la vialidad urbana, etc.<br />
La conclusión que se extrae del análisis efectuado es que los cauces que generan mayores problemas de<br />
desbordes son los esteros Llau-Llau y Pitet ó D’Agostini. Para resolver estos problemas, se adoptaron las<br />
soluciones propuestas en estudios anteriores en donde se han elaborado proyectos que consultan realizar<br />
trasvases de las aguas del estero Llau-Llau al estero Bitsch y desde el estero Pitet ó D’Agostini al río de<br />
Las Minas.<br />
En resumen, las obras requeridas para el aprovechamiento de la actual capacidad de porteo de los cauces<br />
naturales en el sector urbano de Punta Arenas, son:<br />
• Canal de trasvase estero Llau-Llau a estero Bitsch.<br />
• Canal de trasvase estero D’Agostini a río de Las Minas.<br />
• Mejoramiento del estero Llau-Llau.<br />
El río de las Minas y el estero Bitsch, no presentan problemas de capacidad hidráulica por lo cual ellos no<br />
requieren obras de mejoramiento<br />
3.1.2. Antecedentes Colector existente en la población Villa Las Nieves ejecutado en 1993,<br />
SERVIU, XII Región.<br />
La información entregada por el SERVIU Región XII en archivo magnético, corresponde a la Av.<br />
Presidente Eduardo Frei Montalva que intercepta a la Av. Los Generales. Con respecto a los planos de<br />
loteo y de pavimentación de la población Villa Las Nieves no se tienen planos digitales.<br />
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3.1.3. Mejoramiento Sistemas de Aguas Lluvias de Punta Arenas, R & Q, 1998.<br />
Este estudio para el Gobierno Regional tuvo como organismo Técnico a la Empresa ESMAG S.A., y en él<br />
se realizó el diagnóstico y evaluación del actual sistema de evacuación de aguas lluvias de la ciudad. A<br />
partir de los resultados obtenidos, se desarrolló el Plan Maestro de aguas lluvias.<br />
De acuerdo con este estudio, el sector más vulnerable de la ciudad en relación a las aguas lluvias es el<br />
sector norte por la insuficiencia de los cauces naturales. Este sector es drenado por el Estero Llau Llau y<br />
su afluente D’Agostini que presentan desborde y provocan inundaciones. Como el crecimiento de la<br />
ciudad se orientaba hacia ese sector, se propuso el trasvase de la parte alta y media del estero Llau Llau<br />
y de la parte alta del D’Agostini al estero Bitsch y al río de las Minas, una parte de la cuenca média del<br />
D’Agostini, que consiste en 2 m3/s y tiene un periodo de retorno de 100 años.<br />
En el aspecto hidrológico, se caracterizaron las curvas IDF para duraciones desde 1 a 24 horas y para el<br />
periodo de retorno de 5 años se derivaron a partir de las precipitaciones máximas en 24 horas y<br />
utilización de coeficientes de duración recomendados en el manual de Carreteras para la zona más austral<br />
de Chile. Para duraciones inferiores a 1 hora se utilizaron los coeficientes de Bell.<br />
Tomando como base el plano de restitución aerofotogramétrica del vuelo Fondef año 1993 con fotos a<br />
escala 1:5000 y con las cotas del catastro de aguas servidas, se pudo componer el patrón de drenaje de<br />
la ciudad y específicamente el sector en estudio.<br />
Para determinar el uso de suelo futuro, se utilizó el Plano Regulador y se realizó una proyección del<br />
crecimiento urbano de la ciudad. Toda el área afecta al colector fue clasificada como residencial.<br />
Con el área aportante definida, y la determinación del coeficiente de escorrentía, se pudo estimar el<br />
caudal de diseño de las aguas lluvias que drenará el colector.<br />
Para definir los caudales de diseño, se utilizó la fórmula racional y se adoptó un período de retorno de la<br />
precipitación de 5 años, basado en el análisis de beneficios que permitió definir que ese período maximiza<br />
la diferencia entre beneficios y costos de las obras.<br />
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Para el cálculo del período de concentración de la lluvia, se utilizaron varias fórmulas, entre las cuales se<br />
encuentran la de Kerby, la de Federal Aviation Administration y la ecuación de retardo del SCS. Estos<br />
valores se promediaron y se adoptó un valor cercano al promedio pero menor.<br />
3.1.4. Levantamiento Bases Hidrológicas para el dimensionamiento del Sistema de<br />
Evacuación de Aguas Lluvias de Punta Arenas, Diciembre 2005, Fernando Harambour<br />
Palma.<br />
Este estudio tuvo como propósito el desarrollo y proposición de curvas IDF que deberían usarse para<br />
dimensionar el sistema de evacuación y drenaje de aguas lluvias de la ciudad de Punta Arenas, sobre la<br />
base del análisis de información pluviométrica, pluviográfica y termométrica registradas. Con estas curvas<br />
se conseguiría una base hidrológica para el diseño hidráulico y evaluación económica, del sistema de<br />
evacuación y drenaje de aguas lluvias.<br />
El estudio presenta en primer lugar una recopilación de estudios hidrológicos realizados sobre la ciudad,<br />
que permitan analizar los procedimientos empleados para representar y calcular tormentas de diseño.<br />
Para orientar al lector o estudioso, el profesor Harambour, realiza inicialmente una caracterización de la<br />
orografía y del desarrollo de la parte urbana adaptándose a estas características. Considera también las<br />
específicas características del clima de la ciudad destacando la poca variación de la temperatura media<br />
anual lo que diferencia a la ciudad del resto de las ciudades de Chile. Destaca además la ocurrencia de<br />
vientos de moderada a gran velocidad.<br />
A continuación se destaca la importancia de los fenómenos de deshielo y la modelación del derretimiento<br />
de la nieve.<br />
La conclusión del estudio de antecedentes concluye que se ha utilizado una serie de formas para evaluar<br />
la precipitación máxima en la ciudad pero que son adaptaciones de otras áreas que no necesariamente<br />
representan fielmente lo que ocurre en Punta Arenas. De esta manera el trabajo a continuación se orienta<br />
a la necesidad de obtener una metodología adecuada para esta ciudad.<br />
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A continuación en el capitulo de análisis de precipitaciones máximas, el consultor trata el análisis de<br />
consistencia, muestra los datos de precipitaciones máximas diarias, la distribución temporal y las<br />
relaciones entre precipitaciones máximas de 24 horas medidas en pluviógrafo y en pluviómetro.<br />
A continuación hace consideraciones sobre el deshielo y su incidencia en la determinación de la cantidad<br />
de agua líquida máxima diaria.<br />
Con estos resultados, desarrolla un modelo hidrológico para calcular las tormentas que deben emplearse<br />
para diseñar el sistema de evacuación y drenaje de aguas lluvias de la ciudad.<br />
3.2. Cartografía<br />
Los elementos cartográficos existentes que se recopilaron corresponden en primer lugar a las cartas IGM,<br />
Punta Arenas que cubre toda el área del estudio en escala 1:50.000 y que posee curvas de nivel cada 50<br />
metros y se encuentra referida al Datum SAD 1969.<br />
Existe también una restitución aerofotogramétrica que realizó la consultora R & Q en el año 1998, del<br />
sector urbano de Punta Arenas, con ocasión de la ejecución del estudio para el Mejoramiento del Sistema<br />
de Evacuación de aguas lluvias. Esta restitución fue realizada a partir de fotografías aéreas del vuelo<br />
FONDEF del año 1993 en escala 1:5.000 resultando un plano en escala 1:2.000 con curvas de nivel cada<br />
1 metro. Esta restitución posee toda la red de aguas lluvia existente.<br />
Existe además una restitución aerofotogramétrica 1:1.000 con curvas de nivel cada 1 metro, de la Ilustre<br />
Municipalidad de Punta Arenas realizado en enero de 1996 y que también se encuentra referida al Datum<br />
SAD 1969.<br />
Adicional a lo anterior, se recopiló información del proyecto de Construcción “Avenida Eduardo Frei<br />
Montalva, Tramo Enrique Abello – Los Flamencos, 1 era <strong>Etapa</strong>, Punta Arenas”, MINVU, Julio 2001. Esta<br />
información fue vaciada a la cartografía de la Ilustre Municipalidad de Punta Arenas.<br />
Para fines del estudio, la cartografía de la Ilustre Municipalidad se convirtió por su escala y actualización,<br />
principalmente, en el plano base para las visitas a terreno en la verificación del patrón de drenaje de la<br />
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ciudad. Durante los levantamientos topográficos específicos de terreno se pudo contrastar la confiabilidad<br />
de esta restitución, por lo cual se utilizó además para verificar las vías de escurrimiento.<br />
3.3. Levantamiento Topográfico<br />
En el presente punto se expone la metodología de trabajo utilizada para el levantamiento topográfico<br />
altimétrico de las calles Av. Los Generales y Av. Llaima, ubicado en la ciudad de Punta Arenas.<br />
3.3.1. Base Topográfica<br />
Se utilizó como base topográfica una poligonal electrónica envolvente mediante puntos de referencia PR.<br />
La red de PR se encuentra referenciada a la Malla entregada por la Ilustre Municipalidad de Punta Arenas<br />
que se utiliza como base.<br />
Los PRs del proyecto, se encuentran referenciados al siguiente PR Oficial MP8 con las siguientes<br />
coordenadas:<br />
PUNTO NORTE ESTE COTA<br />
PM8 4110110.49 374025.65 9.127<br />
Calaje de inicio tomado al Norte Magnético. El método de obtención de coordenadas fue a través de<br />
radiación, donde se marcaron 9 PR.<br />
Cuadro Nº 3.1<br />
Cuadro de Puntos de Referencia.<br />
PUNTO NORTE ESTE COTA OBSERVACION<br />
1 4112120.88 374400.10 3.925 PINTURA<br />
2 4112173.47 374325.73 3.789 PINTURA<br />
3 4112232.35 374248.81 3.410 PINTURA<br />
4 4112266.91 374204.78 3.204 PINTURA<br />
5 4112320.00 374143.65 4.572 PINTURA<br />
6 4112392.62 374050.69 4.478 PINTURA<br />
7 4112464.51 373937.34 4.109 PINTURA<br />
8 4112502.21 373865.29 3.846 PINTURA<br />
9 4112502.21 373865.29 4.625 PINTURA<br />
Fuente: Elaboración Propia.<br />
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3.3.2. Levantamientos<br />
El levantamiento se realizó con un instrumento marca Geodimeter 500 de 1cc de precisión angular y<br />
5.000 m de alcance.<br />
La entrega de material se basa en un levantamiento altimétrico en formato DWG. Del sector, donde se<br />
incluyen, líneas de edificación, veredas, árboles, postes, cámaras, líneas de flujo de gas, eje calles,<br />
soleras, grifos, calicatas, etc. además de una monografía de cada PR.<br />
3.3.3. Instrumental Usado<br />
- 1 Estación Geodimeter 500.<br />
- 1 Jalón telescopico 3.55 m.<br />
- 1 Prisma C/porta prisma.<br />
- 1 Trípode de madera.<br />
- Equipos de comunicación.<br />
3.4. Catastro de Infraestructura de Aguas Lluvias<br />
La ejecución del catastro de colectores se basó en los lineamientos generales que aparecen en los<br />
Términos de Referencia de este estudio. La primera actividad consistió en recopilar la información<br />
catastral de todas las redes de aguas lluvias existentes, unitarias o separadas. Luego y en base a la<br />
información recopilada, se realizó un diagnóstico de dimensionamiento tendiente a cuantificar “a priori” el<br />
número de cámaras y sumideros a catastrar. Finalmente y una vez otorgada la aprobación de la<br />
Inspección Fiscal para iniciar el catastro de cámaras y sumideros, se realizó el catastro propiamente tal.<br />
De acuerdo con los Términos de Referencia, se solicitó realizar un catastro de la infraestructura<br />
(colectores, cámaras y sumideros) de aguas lluvias, unitaria o separada, existente en el área de estudio,<br />
con apertura de todas las cámaras, sin exclusiones.<br />
Para efectuar esto se ha procedido a utilizar las fichas de catastro de cámaras y sumideros que se<br />
exponen en las Figuras Nº 3.1 y Nº 3.2.<br />
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Figura Nº 3.1<br />
Formulario de Catastro de Cámaras.<br />
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Figura Nº 3.2<br />
Formulario de Catastro de Sumideros.<br />
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3.4.1. Catastro de Cámaras<br />
Las cámaras catastradas corresponden al colector existente que se encuentra en el área de estudio. El<br />
primer tramo catastrado del Colector (llamado colector existente 1) de D=350 mm se desarrolla por la<br />
Calle Av. los Generales desde la intersección con Av. Tres Morros hasta Av. El Encanto desde donde se<br />
dirige al punto de descarga en el Estero Llau- Llau. En él se encuentran 6 de las 8 cámaras catastradas. El<br />
segundo tramo del colector existente (llamado colector existente 2) se desarrolla por la Av. General<br />
Ernesto Medina con un diámetro de D=300mm entre el pasaje Farellones y Av. El Encanto donde<br />
descarga al Estero Llau- Llau.<br />
A continuación en el Cuadro Nº 3.2 se presenta un resumen de la información descrita anteriormente,<br />
mientras que en el Anexo B.1 “Catastro Aguas Lluvias” se presenta el detalle a través de las fichas de<br />
catastro.<br />
Colector<br />
Colector Existente 1<br />
(por Av los Generales)<br />
Colector Existente 2<br />
(por Av General Ernesto Medina)<br />
Fuente: Elaboración Propia.<br />
3.4.2. Catastro de Sumideros<br />
Cuadro N° 3.2<br />
Cámaras Catastradas por Colector.<br />
Cámaras<br />
Catastradas<br />
Total<br />
Cámaras<br />
Colector Descarga en:<br />
6 6 Estero Llau-Llau<br />
2 5 Estero Llau-Llau<br />
En relación al catastro de sumideros se logró catastrar un total de cuatro (4) sumideros. Dos (2)<br />
sumideros descargan al Colector existente Nº 1, dos (2) al Colector existente Nº2, tal cual se detalla en el<br />
Cuadro Nº 3.3.<br />
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Colectores<br />
Cuadro N° 3.3<br />
Sumideros Catastradas por Colector.<br />
Sumideros<br />
Catastrados<br />
Total<br />
Sumideros<br />
Colector Descarga en:<br />
Colector existente Nº 1 2 2 Estero Llau-Llau<br />
Colector existente Nº 2 2 2 Estero Llau-Llau<br />
Total 4 4<br />
Fuente: Elaboración Propia.<br />
El detalle de las fichas de catastro se presenta en extenso en el Anexo B.1 “Catastro Aguas Lluvias”.<br />
3.5. Catastro de Infraestructura de Servicios<br />
Para la obtención de información de la Infraestructura Existente de Servicios, en el trazado del colector en<br />
estudio, se efectuó el siguiente procedimiento:<br />
Envío de correspondencia a los siguientes servicios:<br />
a) ENTEL S.A. Carta Dirigida a: Manuel Almonacid. Ingeniero de Operaciones.<br />
b) Aguas Magallanes Carta Dirigida a: Jorge Álvarez. Jefe Departamento Desarrollo de Redes.<br />
c) Gasco Magallanes Carta Dirigida a: Peter Schmohl. Gerente.<br />
d) Edelmag S.A. Carta Dirigida a: Mario Sillard A. Subgerente Zonal.<br />
e) Telefónica Carta Dirigida a: Pedro Lineros. Supervisor de Redes.<br />
f) TV Red Carta Dirigida a: Alvaro Gallardo. Gerente.<br />
Los únicos servicios que presentan infraestructura en las inmediaciones del trazado del colector en estudio<br />
correspondieron a Aguas Magallanes y Gasco Magallanes. El detalle de la información proporcionada y de<br />
las actividades desarrolladas para el desarrollo del catastro se describe a continuación:<br />
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a) Aguas Magallanes<br />
La información entregada por personal de Aguas Magallanes se desglosa en dos (2) ítems, el primero de<br />
ellos expone lo concerniente a la Red de Agua Potable y el segundo lo relacionado a la Red de<br />
Alcantarillado. Básicamente, la información proporcionada consistió en lo siguiente:<br />
- Agua Potable: Lámina de Red de Agua Potable. (Anexo B.3.1)<br />
- Alcantarillado: Lámina de Red de Alcantarillado. (Anexo B.3.1)<br />
b) Gasco Magallanes<br />
En relación a la infraestructura que posee Gasco Magallanes en el trazado del colector existente, se<br />
informa que existe interferencia en zonas de instalaciones y matrices asociadas a la distribución de Gas<br />
Natural del sector Villa Las nieves. Se indica que por Av. Los Generales, vereda sur entre Pje. Lagunillas y<br />
Av. Llaima existe una matriz de distribución de gas natural en PEMD con D= 63mm y derivaciones al<br />
interior de los pasajes en D=40 mm, mas algunos cruces de arranques domiciliarios en Av. los Generales,<br />
hacia la vereda norte.<br />
3.6. Mecánica de Suelos<br />
El presente informe contiene los resultados y conclusiones del Estudio de Mecánica de Suelos para el<br />
proyecto “Diseño Construcción del Colector LL-8”, Avenida Los Generales, localizado en la ciudad de Punta<br />
Arenas – XII Región, basado en los antecedentes proporcionados por C&G Limitada, obtenidos de<br />
calicatas excavadas en el sector.<br />
El objetivo del estudio es determinar las propiedades geomecánicas del suelo de fundación. Es decir; a<br />
partir de los resultados de la exploración geotécnica de suelos, caracterizar el subsuelo del área donde se<br />
emplazarán las tuberías, determinar la trabajabilidad en cuanto a excavación del suelo, taludes de trabajo,<br />
capacidad de soporte, empujes de suelo y parámetros útiles para el diseño de las obras civiles<br />
proyectadas, además de recomendaciones para la construcción y el control de las obras<br />
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3.6.1. Antecedentes de Referencia<br />
En la preparación de este informe se han considerado los antecedentes siguientes:<br />
a) Estratigrafía de calicatas realizadas por C&G Limitada., en Enero de 2007.<br />
b) <strong>Informe</strong> de Ensayos Nº 00158 realizados por C&G Ltda.<br />
c) Otros estudios geotécnicos realizados en el sector.<br />
3.6.2. Perfil Estratigráfico<br />
En el anexo C se presenta un resumen con la información estratigráfica obtenida de las calicatas<br />
realizadas a lo largo del emplazamiento del colector.<br />
3.6.3. Recomendaciones para la Construcción del Colector<br />
3.6.3.1. Taludes de Trabajo<br />
La baja cohesión en los diferentes estratos, la densidad deficiente y la alta humedad, obligan a realizar<br />
excavaciones con taludes de pendiente máxima 3H: 2V o verticales entibadas desde la superficie.<br />
3.6.3.2. Dureza del Terreno<br />
La dureza, de los distintos suelos encontrados, ha sido calificada de acuerdo con el criterio definido por la<br />
ex D.O.S. y fundamentalmente se trata de suelos de fácil trabajabilidad, clasificados tipo I y II bajo este<br />
criterio.<br />
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3.6.3.3. Recomendaciones para el Diseño de Entibaciones<br />
Siempre será posible realizar las excavaciones sin entibación, a condición de dar a los taludes las<br />
inclinaciones señaladas en 3.2, salvo cuando:<br />
a) Aparezca la napa o se detecten aguas infiltradas. En tal caso, y desde que esta condición aparece, se<br />
debe continuar la excavación con agotamiento mecánico y entibar.<br />
b) No exista espacio suficiente para el desarrollo de taludes.<br />
Es importante destacar que: desde la aparición de agua en la excavación, debe entibarse, aún<br />
cuando esta se encuentre deprimida por agotamiento y en la zanja no aparezca agua libre.<br />
Para el cálculo de diseño de los puntales y largueros de la entibación se recomienda considerar los<br />
empujes de suelo que se presentan a continuación.<br />
El método recomendado por Terzaghi, y mejorado por Peck (1969), sugirió usar envolventes de presión<br />
aparente, para el diseño de puntales y largueros en cortes apuntalados en arena y arcilla. Se distinguen<br />
tres casos, según se trate de cortes en arena, cortes en arcilla blanda y media, y cortes en arcilla firme.<br />
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En esta oportunidad y dada la predominancia de arenas y limos no cohesivos, se debe considerar el caso<br />
de cortes en arena con la siguiente geometría de presiones:<br />
Para los suelos encontrados en el sector, se proponen los siguientes parámetros:<br />
- Cohesión: C = 0 [ton/m2]<br />
- Ángulo de fricción Interna: f = 35 º<br />
- Peso unitario g = 1.86 [Ton/m³]<br />
3.6.3.4. Metodología Propuesta para el Agotamiento<br />
Para la realización de las obras, en aquellos sectores que eventualmente puedan requerir agotamiento,<br />
correspondiente a las zonas donde aparece napa freática, se recomienda lo siguiente:<br />
a) Trabajar en tramos de una longitud tal que: puedan ser abordados con el equipo humano, bombas,<br />
capacidad de evacuación y maquinaria disponible, y no permanezcan zanjas abiertas sin trabajar, ya<br />
que:<br />
- Aumentan innecesariamente los volúmenes de agotamiento.<br />
- El riesgo de desmoronamientos aumenta con el tiempo en que la zanja permanece abierta.<br />
- Se requiere más equipo de bombeo y entibaciones, a los cuales no se les sacará provecho.<br />
- Aumenta el riesgo en general.<br />
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- Incrementa los costos.<br />
b) En caso de requerir, se deberá aplicar un pozo lateral de agotamiento, según se muestra en la<br />
figura siguiente.<br />
En caso de utilizar pozo lateral, y una vez concluida la faena de agotamiento, se debe retirar el(los)<br />
chupador(es) y rellenar los pozos con hormigón pobre de dos sacos de cemento por metro cúbico.<br />
3.6.4. Especificaciones Técnicas<br />
a) La excavación con máquina debe detenerse 0,20 m antes de llegar al nivel del sello de excavación,<br />
continuándose en forma manual hasta alcanzar el sello. Lo anterior, con el objeto de no remover el<br />
material de fondo.<br />
b) Todos los rellenos se efectuarán con los materiales especificados más adelante en el presente<br />
informe.<br />
c) El material de relleno deberá ser esparcido en capas horizontales, de espesor uniforme, y se deberá<br />
humedecer hasta alcanzar la humedad óptima del ensayo Proctor Modificado (± 2%), para luego<br />
compactarse hasta alcanzar el grado de compactación indicado en los puntos siguientes.<br />
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d) El espesor de las capas será establecido de tal forma que pueda lograrse la densidad especificada en<br />
todo su espesor con el equipo de compactación que se utilizará, en todo caso éste no podrá ser<br />
superior a 0,20 m suelto.<br />
e) El avance deberá ser parejo, de modo tal que no se produzcan desniveles superiores a 0.50 m entre<br />
sectores contiguos.<br />
f) Se recomienda el uso de rodillo vibratorio para las faenas de compactación. El número de pasadas y<br />
peso del rodillo deberá ser determinado mediante pruebas de terreno controladas por la ITO. Si no se<br />
cuenta con rodillos de dimensiones adecuadas, se recomienda el uso de placa vibratoria de 120 kg de<br />
peso estático mínimo.<br />
g) Cada capa deberá ser aprobada por la ITO, y no podrá ser recubierta antes que esta dé por aceptada<br />
la densidad.<br />
Para las zanjas se contemplan los siguientes rellenos:<br />
CAMA DE APOYO (base del tubo)<br />
Corresponde al material de relleno que se aplicará directamente sobre el sello de excavación (material de<br />
fondo no removido). Consiste en arena gruesa, Tmáx: 5 mm, con un contenido máximo de 12% de finos,<br />
colocada y compactada cuidadosamente en forma manual, en capas de espesor suelto no mayor a 0,10 m<br />
(se sugiere 5 a 7 cm), hasta alcanzar una Densidad Relativa igual o superior a 65 % o al 85% de la<br />
D.M.C.S. del Proctor Modificado, de forma de brindar un apoyo uniforme a la base del tubo.<br />
Previo a la colocación de la cama de apoyo, se deberá limpiar y emparejar el fondo de la zanja,<br />
eliminando gravas de canto anguloso, con una tolerancia de ±1cm de la cota resultante de fondo de zanja<br />
respecto a la cota de proyecto de ese mismo fondo.<br />
El encamado deberá envolver la base del tubo en un ángulo mínimo de 120º y se extenderá un mínimo<br />
de 0,10 m bajo la base del tubo. En caso que el fondo de zanja se encuentre saturado, o en condiciones<br />
de alta humedad, colocar geotextil -del tipo BIDIM OP 20- en el fondo, y retornarlo hasta que sobrepase<br />
en al menos 0,20 m el suelo con alta humedad, según se muestra en la figura adjunta:<br />
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RELLENO LATERAL<br />
Corresponde al material de relleno colocado a ambos costados del tubo, desde la cama de apoyo y hasta<br />
la clave del mismo. Consiste en arena gruesa, Tmáx: 5 mm, con un contenido máximo de 12% de finos,<br />
colocada y compactada cuidadosamente en forma manual, con avance equilibrado a ambos costados de<br />
la tubería, en capas de espesor suelto no mayor a 0,15 m, hasta alcanzar una Densidad Relativa no<br />
inferior al 70%.<br />
RELLENO INICIAL<br />
Corresponde al material de relleno que cubre el tubo, desde el relleno lateral y hasta una altura de 0,30 m<br />
sobre la clave del mismo. Consiste en arena gruesa, Tmáx: 5 mm, con un contenido máximo de 12% de<br />
finos, colocada y compactada cuidadosamente en forma manual, en capas de espesor suelto no mayor a<br />
0,15 m, hasta alcanzar una densidad equivalente a un 65% de la Densidad Relativa.<br />
RELLENO INTERMEDIO<br />
Corresponde al material de relleno que se extiende desde la cota superior del relleno inicial y hasta 1m<br />
bajo la cota de la rasante de pavimentación o nivel de terreno natural (según corresponda). Consiste en<br />
material proveniente de la excavación, libre de escombros, basuras, etc., Tmáx: 6”, colocado y<br />
compactado en forma mecánica, en capas de espesor suelto no mayor a 0,30 m, hasta alcanzar una<br />
densidad equivalente a un 90% del Proctor Modificado. Bajo calzadas la densidad será de un 95%.<br />
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RELLENO FINAL (último metro superior de altura de zanja)<br />
Corresponde al material de relleno que se extiende desde la cota superior del relleno intermedio y hasta la<br />
cota de la rasante de pavimentación o nivel de terreno natural (según corresponda). Consiste en material<br />
proveniente de la excavación, libre de escombros, basuras, etc., Tmáx: 6”, colocado y compactado en<br />
forma mecánica, en capas de espesor suelto no mayor a 0,30 m, hasta alcanzar una densidad equivalente<br />
a un 90% del Proctor Modificado. Bajo calzadas y aceras la densidad será de un 95%. Bajo calzadas y<br />
aceras se deberá reponer las capas de Base y Sub-Base existentes antes de la excavación, o lo que<br />
estipule el SERVIU Regional. Esta Base y Sub-Base deben compactarse hasta lograr una densidad<br />
equivalente a un 95 % del Proctor modificado. En sectores de Jardines y Parques, se debe restituir lo que<br />
existía en superficie antes de las obras.<br />
NOTA IMPORTANTE<br />
Los rellenos, en aceras y calzadas, deberán atenerse a las exigencias de SERVIU, Municipalidad y Vialidad,<br />
en todo lo que respecta a bases, subbases, aceras y carpetas de rodado.<br />
Las especificaciones de los organismos públicos mandan por sobre las de este informe.<br />
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h) El material proveniente de la excavación, de aquellos sectores donde no exista espacio suficiente para<br />
el acopio, o en aquellos sectores donde el acopio de material entorpezca el desplazamiento peatonal o<br />
vehicular, deberá ser llevado a botadero; en caso de ser necesario, se deberá reemplazar con material<br />
de empréstito correspondiente a un granular del tipo estabilizado natural de tamaño máximo 2”.<br />
También serán enviados a botadero: los excedentes de excavación, el suelo vegetal proveniente de la<br />
excavación superficial (los primeros 0.20 m) y el material compuesto por escombros y basuras.<br />
RELLENOS DE SOBREEXCAVACIONES<br />
i) En caso de lluvias, se deberá remover de la superficie todo el lodo superficial, producto del arrastre<br />
natural de partículas como consecuencia del escurrimiento superficial.<br />
j) Las sobreexcavaciones, en profundidad, deben ser rellenadas con material grueso “estabilizado” del<br />
tipo sub-base vial, limpio y cuya curva granulométrica deberá estar dentro del siguiente rango:<br />
Deberá cumplir además con lo siguiente:<br />
Fracción fina<br />
- Limite Líquido: 35% máx.<br />
- Índice de plasticidad: 8% máx.<br />
Fracción gruesa<br />
- Desgaste de Los Ángeles: 40 % máx.<br />
- Poder de Soporte CBR: 30 % mínimo.<br />
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También es posible emplear material granular del tipo arena gruesa, integral de río, gravas y materiales<br />
provenientes de canteras locales, aprobados por la inspección Fiscal. Este material deberá estar libre de<br />
materia orgánica, sales solubles y productos de desecho. Este material deberá ser compactado en capas<br />
de no más de 25 cm de espesor suelto hasta alcanzar una densidad equivalente al 95% del Proctor<br />
modificado. Se recomienda el uso de placa vibratoria.<br />
OTRAS CONSIDERACIONES<br />
k) El acopio de los materiales extraídos de la excavación podrá hacerse al costado de la zanja, siempre<br />
que se cumplan dos condiciones:<br />
- que no existan rellenos superficiales sueltos que se desmoronen, y<br />
- que el material acopiado no sobrepase los dos metros de altura, ni se obtengan artificialmente taludes<br />
de éstos con mayor pendiente que la obtenida en forma natural.<br />
Si estas condiciones no son posibles, deberá entibarse la excavación.<br />
l) Reposición de pavimentos<br />
La reposición de pavimentos se reduce a considerar iguales materiales y espesores para las carpetas de<br />
rodado y para la Base y/o Sub-Base granular existentes, no requiriéndose de mejoramientos adicionales,<br />
salvo que así lo solicite el SERVIU Regional.<br />
4. ANÁLISIS DE ALTERNATIVAS DE SOLUCIÓN<br />
Para realizar el estudio de alternativas, para el tramo en proyecto, del Colector LL – 8, se han revisado los<br />
estudios anteriores, tales como el Plan Maestro de Aguas Lluvias de A y C Ingenieros Consultores y el<br />
estudio de Mejoramiento del sistema de Aguas Lluvias de Punta Arenas realizado por la consultora R & Q.<br />
Ambos estudios se han realizado en 1998 y coinciden en varios aspectos para solucionar el problema del<br />
drenaje de las Aguas Lluvias de la ciudad. En ambos estudios, se resuelven las inundaciones de Villa Las<br />
Nieves por la concepción del colector por avenida Los Generales, que se ha denominado como LL – 8,<br />
refiriéndose a un colector que aporta su escorrentía al estero Llau - Llau y tiene el número 8 en la<br />
secuencia de descarga. Este estudio tiene un nivel de factibilidad.<br />
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De acuerdo a lo indicado en el Plan Maestro, el colector LL – 8, denominado Los Generales, se ubica en el<br />
sector norte de la ciudad, en la calle Los Generales. Drena una superficie de 117,5 ha y descarga en la<br />
ribera norte del estero un caudal máximo de 1.736 l/s y su longitud es de 785 m.<br />
Presenta un primer tramo de 170 m en calle Llaima desde Av. General Medina hasta Av. Los Generales<br />
donde gira en 90º y continúa hacia el oriente hasta la descarga..<br />
Trazado.- El trazado propuesto y de acuerdo a la inspección de terreno e interferencias detectadas,<br />
dadas además, las condiciones de urbanizaciones consolidadas, en cuanto a pavimentación y aceras, lo<br />
más conveniente es ubicar el colector en las aceras, tanto en calle Llaima como en Avenida Los<br />
Generales, evitando con esto, roturas y reposiciones longitudinales de pavimento.<br />
La selección del trazado propuesto, en este estudio, se ha basado en las interferencias detectadas en el<br />
catastro realizado, durante los trabajos de terreno, lo que además de menores costos, facilitaría los<br />
aspectos constructivos de la obra.<br />
Refuerzo de Colectores Existentes.- Los estudios de modelación de la situación actual evidencian un<br />
aumento del caudal de aporte a la parte final del colector, caudal que preferentemente es transportado<br />
por la calle Avenida Los Generales. Si todo el caudal es captado e introducido al colector, se producirá un<br />
aumento del caudal, produciendo un funcionamiento que cambia las condiciones de escurrimiento libre a<br />
una en presión, generando una mancha de inundación.<br />
Materiales de Colectores.-Dadas las condiciones topográficas existentes, específicamente las cotas de<br />
rasante y puntos bajos, lo más aconsejable en esta situación corresponde al diseño de un colector de<br />
sección rectangular. Considerando que en HDP y PVC, no existen colectores rectangulares, el material de<br />
este colector será de hormigón.<br />
Tipos de Sumideros.- Los sumideros que se estima serán usados en el inicio del trazado del colector LL<br />
– 8 serán los sumideros simples de 0.9 x 0.6. Se estima al mismo tiempo que en la Avenida Los Generales<br />
se utilizarán los mismos tipos de sumideros especiales triples, debido a que la escorrentía por esta calle<br />
concentra gran parte del caudal del área aportante. Para ello se estiman más adecuados estos sumideros<br />
que pueden tener mayor captación en base a su área disponible.<br />
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Métodos Constructivos.- La profundidad de las zanjas para la construcción del colector será<br />
aproximadamente inferior a 2,5 metros desde la superficie, debido a la condición de descarga en el estero<br />
Llau - Llau. Esto permitiría trabajar con zanjas sin problemas, pero dada la baja cohesión de los diferentes<br />
estratos, la densidad deficiente y la alta humedad encontrada en los suelos, se recomienda que los<br />
taludes de excavación sean los máximos posibles, del estilo de 1,5:1,0 (H:V). Esto requiere solicitar al<br />
contratista que utilice entibaciones para no perjudicar a los vecinos ni destruir las veredas.<br />
5. DIAGNÓSTICO DE EVALUACIÓN DEL SISTEMA DE DRENAJE ACTUAL<br />
5.1. Generalidades<br />
Este acápite tiene por objeto evaluar el comportamiento del sistema de drenaje ante los eventos de<br />
lluvias correspondientes a los periodos de retorno escogidos para la red de drenaje, es decir, 2, 5 y 10<br />
años.<br />
Además, se exponen los antecedentes hidrológicos empleados para el análisis del sistema de drenaje y los<br />
parámetros de modelación utilizados, vale decir, área de drenaje, tiempo de concentración y coeficiente<br />
de escorrentía.<br />
Para establecer el diagnóstico de funcionamiento del sistema ante las situaciones planteadas, se ha<br />
realizado la modelación del mismo, considerando los distintos elementos que lo constituyen, los que son<br />
representados a través de una red de nodos y tramos.<br />
Como resultado final de esta evaluación, se espera obtener las zonas de inundación detectadas por la<br />
modelación realizada, las que una vez contrastadas con los sectores definidos de acuerdo a la información<br />
recopilada en terreno, permitirán definir los sectores que deben ser saneados en términos de aguas<br />
lluvias y sobre los cuales se deberán plantear las soluciones adecuadas.<br />
5.2. Hidrología<br />
La Lluvia de Diseño a considerar en la simulación hidrológica se ha determinado en base al Plano de<br />
Isoyetas y a las curvas Intensidad – Duración – Frecuencia definidas en el estudio denominado<br />
“Levantamiento Bases Hidrológicas para el Dimensionamiento del Sistema de Evacuación de Aguas Lluvias<br />
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de Punta Arenas”, realizado por el Ingeniero Civil Fernando Harambour Palma para la Dirección de Obras<br />
Hidráulicas de las Región de Magallanes y Antártica Chilena, noviembre 2005.<br />
De acuerdo con la metodología expuesta en el acápite 8 del estudio mencionado precedentemente, el<br />
procedimiento adoptado para la obtención de una tormenta de la duración y periodo de retorno<br />
especificado, es el siguiente:<br />
• Se debe dibujar en el Plano de Isoyetas (o en una versión amplificada del mismo) la cuenca cuyo<br />
sistema de evacuación y drenaje se desea dimensionar. (Plano 02 de 02. Patrón de Drenaje y Curvas<br />
Isoyetas). En la figura 5.1 se muestra un esquema de la ubicación del área dentro del Plano de<br />
Isoyetas utilizado.<br />
Figura Nº 5.1<br />
Esquema de Ubicación del Área de Estudio dentro del Plano de Isoyetas del “Levantamiento<br />
Bases Hidrológicas para el Dimensionamiento del Sistema de Evacuación de Aguas Lluvias de<br />
Punta Arenas”<br />
Fuente: Elaboración Propia a partir de “Estudio Levantamiento Bases Hidrológicas para el Dimensionamiento del Sistema de<br />
Evacuación de Aguas Lluvias de Punta Arenas”.<br />
Área de<br />
Estudio<br />
• Se debe indicar en el plano el centro de gravedad de la cuenca, y modificar el valor de las isoyetas<br />
que pasan por la cuenca en función de su distancia al centro de gravedad. Debido a la incertidumbre<br />
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presente en el modelo de abatimiento, se recomienda considerar un único seudo coeficiente de<br />
abatimiento por isoyeta, en lugar de modificar el valor de una misma isoyeta en la medida que ella se<br />
aleja del centro de gravedad de la cuenca. La ecuación que permite determinar el seudo coeficiente<br />
de abatimiento es la expuesta a continuación:<br />
Donde:<br />
FD: Seudo coeficiente de abatimiento.<br />
F<br />
D<br />
⎛<br />
= ⎜1<br />
+<br />
⎝<br />
D<br />
5400<br />
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⎞<br />
⎟<br />
⎠<br />
−0,<br />
39<br />
D: Distancia de la isoyeta al centro de gravedad de la cuenca (m).<br />
Figura Nº 5.2<br />
Parámetros para la Determinación del Seudo Coeficiente de Abatimiento<br />
Fuente: Elaboración Propia a partir de “Estudio Levantamiento Bases Hidrológicas para el Dimensionamiento del Sistema de<br />
Evacuación de Aguas Lluvias de Punta Arenas”.<br />
• Con las isoyetas modificadas se debe calcular la precipitación media sobre la cuenca, y con esta<br />
precipitación media, empleando la ecuación siguiente, se debe calcular la Curva IDF correspondiente<br />
al periodo de retorno seleccionado.
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Donde:<br />
T<br />
t<br />
P (mm) = 1,2 ⋅ CD ⋅ CF ⋅ PD<br />
P T<br />
t : Precipitación de Duración “t” y Período de Retorno “T” (mm).<br />
CDt : Coeficiente de Duración.<br />
CF T : Coeficiente de Frecuencia.<br />
PD 10 : Precipitación Máxima Diaria de Período de Retorno 10 años.<br />
En la ecuación anterior, el coeficiente de duración, que se utiliza para calcular la precipitación que se<br />
produce en un lapso de duración menor que 24 horas a partir de la precipitación que ocurre en un día<br />
cronológico se determina para dos rangos de duraciones, según se expone a continuación:<br />
CD<br />
t<br />
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t<br />
= 1,0636 - 1,1042 ⋅ exp (-0,3178 ⋅ t ) (t: 1 – 24 horas)<br />
CD<br />
t<br />
0,25<br />
T<br />
0,6908<br />
= 0,3894<br />
⋅ t - 0,1295<br />
(t: 0 – 1 hora)<br />
Para duraciones inferiores a una hora la ecuación empleada corresponde a una versión modificada de<br />
la relación propuesta por Bell (1969).<br />
Por su parte, el coeficiente de frecuencia, que se usa para modificar la precipitación de 10 años de<br />
periodo de retorno para transformarla en otra de periodo de retorno diferente, se determina<br />
resolviendo la siguiente ecuación:<br />
Donde:<br />
CF T<br />
exp (-0,1647 -<br />
T : Período de Retorno (años).<br />
=<br />
10<br />
0,3688/T + 0,08755 ⋅ Ln T)<br />
• Con la curva señalada anteriormente, se debe calcular, para la duración especificada, haciendo uso<br />
del Método del Hietograma Triangular y del Método del Bloque Alterno, hietogramas alternativos de<br />
tormenta.
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5.2.1. Definición de la Tormenta de Diseño<br />
Para determinar las tormentas de diseño para los períodos de retorno 2, 5 y 10 años, se utilizó el método<br />
de los Bloques Alternos. A partir de las intensidades obtenidas luego de aplicar la metodología propuesta<br />
en el Estudio “Levantamiento Bases Hidrológicas para el Dimensionamiento del Sistema de Evacuación de<br />
Aguas Lluvias de Punta Arenas”, desarrollado en el acápite 5.2 del presente informe.<br />
El intervalo de tiempo para cada bloque es de 10 minutos, para una duración total de 24 horas.<br />
5.3. Patrón de Drenaje y Parámetros de Modelación<br />
A continuación, en los siguientes puntos, se detallan los criterios utilizados para el cálculo de los<br />
parámetros de modelación, los cuales se presentan en extenso en el Anexo E “Parámetros de<br />
Modelación”.<br />
5.3.1. Discretización de Áreas Aportantes<br />
Las áreas aportantes a cada punto de análisis fueron determinadas a partir de la cartografía existente, de<br />
la distribución de las vías de escurrimiento y de las visitas efectuadas al área de estudio, entre otros<br />
antecedentes.<br />
Como criterio general se adoptó, para la determinación de las áreas aportantes, una superficie máxima de<br />
1 hectárea, salvo en el caso de 4 áreas, dado que, la discretización de éstas en áreas menores, no<br />
aportaría antecedentes relevantes, pues estas áreas corresponden a zonas no urbanizadas.<br />
Con lo anterior, se obtuvieron un total de 60 áreas, con valores de superficie entre 0.037 há y 16.252 há.<br />
En el Plano 02 de 02 “Patrón de Drenaje y Curvas Isoyetas” se presenta la discretización de las áreas que<br />
componen la cuenca aportante al colector en estudio.<br />
5.3.2. Coeficiente de Escorrentía<br />
El valor del coeficiente de escorrentía, se obtuvo a partir de la ponderación de diferentes coeficientes de<br />
escorrentía típicos para distintos tipos de construcciones y superficies, a partir de una evaluación hecha<br />
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sobre un área representativa de 0,97 há. En la figura Nº 5.3 se muestra la manzana tipo usada para la<br />
determinación de C y en el cuadro 5.1 un detalle las áreas consideradas y su coeficiente asignado según<br />
el procedimiento mencionado.<br />
Cuadro Nº 5.1<br />
Coeficiente de Escorrentía<br />
Manzana tipo 1 Area Coeficiente Coeficiente Ponderado<br />
(m 2 ) C C<br />
Pavimento 1387,53 0,85 0,58<br />
Acera 525,05 0,80<br />
Area Verde 4370,77 0,30<br />
Techo 3389,91 0,80<br />
Area Total 9673,3<br />
Figura Nº 5.3<br />
Manzana Tipo para Determinar Coeficiente de Escorrentía<br />
Fuente: Elaboración Propia.<br />
5.3.3. Tiempo de Concentración<br />
En cada punto de control definido para cada unidad de superficie de patrón de drenaje, se determinaron<br />
los parámetros que permiten calcular el tiempo de concentración de la cuenca, que son: la superficie<br />
aportante, la longitud del cauce principal, el desnivel, la altura media y la pendiente media de la cuenca.<br />
Dada la existencia de diferentes metodologías de estimación del tiempo de concentración, con distintos<br />
orígenes, rangos de superficie para su aplicación y características del suelo donde fueron validadas, es<br />
que debe hacerse un análisis crítico al respecto, para luego definir las fórmulas a emplear.<br />
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El espectro de fórmulas definidas como factibles de emplear incluye a las siguientes:<br />
* Velocidad Media de Escurrimiento<br />
Dadas las características geomorfológicas de cada una de las cuencas en estudio, se determinó la<br />
pendiente media de la cuenca y con ella se estimó la velocidad media de escurrimiento mediante una<br />
correlación entre estas dos variables de acuerdo con los valores entregados por Texas Highway<br />
Departament Rational Design of Culverts and Bridges que corresponde a:<br />
0.<br />
4886<br />
Vm = 3.<br />
668 * S<br />
Con la velocidad obtenida y la longitud del cauce principal se procedió a determinar el tiempo de<br />
concentración correspondiente a cada una de las cuencas, empleando la siguiente relación:<br />
Donde:<br />
tc : Tiempo de concentración (min).<br />
L : Longitud del cauce principal (km).<br />
⎡ L ⎤<br />
tc = 60 ⋅ ⎢ ⎥<br />
⎣3,<br />
6 ⋅ Vm⎦<br />
Vm : Velocidad media de escurrimiento superficial (m/s).<br />
S : Pendiente media de la cuenca.<br />
* Federal Aviation Agency<br />
Desarrollada para aeropuertos y válida para cuencas urbanas:<br />
Donde:<br />
tc : Tiempo de concentración (min).<br />
C : Coeficiente de Escorrentía.<br />
L<br />
tc = 22,<br />
244 ⋅ ( 1,<br />
1 − C)<br />
⋅<br />
S<br />
L : Longitud del cauce principal (km).<br />
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0.<br />
5<br />
0.<br />
333
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S : Pendiente media de la cuenca.<br />
* Morgali & Linsley<br />
Ecuación de flujo superficial, obtenida a partir de la ecuación de onda cinemática en superficies<br />
desarrolladas.<br />
Corresponde a un método que depende de la intensidad de precipitación, la que a su vez depende del<br />
tiempo de concentración. Por este motivo, la determinación del valor se consigue luego de un proceso<br />
iterativo convergente. La fórmula es:<br />
Donde:<br />
tc =<br />
tc : Tiempo de concentración (min).<br />
6,<br />
99<br />
L<br />
⋅<br />
i<br />
n : Coeficiente de Rugosidad de Manning.<br />
L : Longitud del cauce principal (km).<br />
S : Pendiente media de la cuenca.<br />
i : Intensidad de Lluvia (mm/hr).<br />
Criterios de Diseño para Tiempo de Concentración.<br />
En primer lugar se debe señalar que el valor mínimo a considerar es de 10 minutos, adoptado con el<br />
Diseño Construcción Colector LL-8, Av. Los Generales, Punta Arenas. 38<br />
0.<br />
6<br />
0.<br />
4<br />
propósito de evitar valores intensidad de lluvias exageradas.<br />
Por otra parte y luego de analizar los distintos métodos se debe señalar que el método de Morgali &<br />
Linsley o un promedio de éste con el de la Velocidad Media y Federal Aviation presentan valores<br />
razonables de ser utilizados para cuencas urbanas.<br />
Dentro de los métodos de cuencas urbanas el de Morgali & Linsley es el que mejor se adecua para la<br />
aplicación en el área de estudio. La excepción se presenta cuando el valor obtenido se aleja más de un<br />
20% con respecto a los otros dos métodos válidos. En este caso la experiencia indica que lo más<br />
adecuado es utilizar el promedio de los tres.<br />
⋅ n<br />
⋅ S<br />
0.<br />
6<br />
0.<br />
3
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5.4. Modelación<br />
5.4.1. Descripción Metodológica General<br />
Para el estudio del comportamiento hidráulico de la red de drenaje del área de estudio se ha previsto el<br />
uso del programa Visual Hydro de la Caice Software Corporation que es una versión del XP_SWMM 32,<br />
Storm Water Management Model, ampliamente validado a través de la utilización en distintos estudios,<br />
incluida la serie de Planes Maestros de Aguas Lluvias desarrollados por la D.O.H. a nivel nacional.<br />
El modelo permite, mediante los distintos módulos, la simulación de los fenómenos relacionados con el<br />
funcionamiento de las redes de drenaje, entre ellos, la generación de escorrentía producto de las lluvias<br />
en cada una de las cuencas aportantes, el tránsito de las crecidas respectivas a través de la red de<br />
drenaje, la retención de los escurrimientos en diferentes puntos de almacenamiento, etc. Además, el<br />
software posee un importante grado de versatilidad, permitiendo su aplicación tanto en redes unitarias de<br />
alcantarillado como en redes separadas de aguas lluvias, con elementos cerrados (colectores) y también<br />
abiertos (calles, canales y cauces naturales), emplazados tanto en cuencas urbanas como rurales.<br />
Para estructurar el modelo de simulación propuesto se incorporan los datos recopilados desde el catastro,<br />
levantamientos topográficos realizados y estudios anteriores, respecto a las características geométricas y<br />
topográficas de cada elemento componente de la red. Con ellos se define dicho modelo en base a una<br />
combinación de nodos y tramos, siendo los nodos de modelación la representación de las cámaras de los<br />
colectores y de todos aquellos puntos que indican cambios en las características del cauce.<br />
5.4.1.1. Nomenclatura Utilizada<br />
La nomenclatura empleada para los nodos difiere de acuerdo al elemento que se quiere representar. De<br />
esta manera los nodos de modelación de calles, colectores, zonas de inundación históricas y canales, son<br />
escritos como se indica a continuación:<br />
a) Nomenclatura para los nodos de modelación que representan a las calles QNNN-XX en que:<br />
Q : indica la sigla que representa a la calle.<br />
NNN : indica la sigla abreviada del nombre de la calle.<br />
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XX : indica el número correlativo del nodo en cada una de las calles.<br />
b) Nomenclatura para los nodos de modelación que representan a los colectores CNNN-XX donde:<br />
C : indica que el elemento modelado corresponde a un colector.<br />
NNN : indica la sigla abreviada del nombre de la calle por la cual se desarrolla el colector.<br />
XX : indica el número de la cámara catastrada.<br />
d) Nomenclatura para los nodos de modelación que representan puntos de acumulación ZNNN-XX<br />
donde:<br />
Z : indica que el nodo representa una zona de inundación.<br />
NNN : indica la sigla abreviada del nombre de la calle donde se produce la inundación.<br />
XX : indica el número correlativo de la zona de inundación.<br />
A continuación en el Cuadro Nº 5.1 se muestran las abreviaturas utilizadas para las calles que fueron<br />
modeladas en el Área de Estudio.<br />
Cuadro Nº 5.1<br />
Abreviaturas de Calles.<br />
NNN Nombre de la Calle NNN Nombre de la Calle<br />
MED Avenida General Ernesto Medina ENC Avenida El Encanto<br />
GEN Avenida Los Generales VEN Calle Los Ventisqueros<br />
LLA Avenida Llaima GLA Pasaje Los Glaciales<br />
PUY Pasaje Puyehue JJP Avda. Presidente José Joaquín Pérez<br />
PAR Pasaje La Parva POR Pasaje Portillo<br />
MOR Avenida Tres Morros FAR Pasaje Farellones<br />
COL Pasaje Colorado ANT Pasaje Antuco<br />
PA2 Pasaje 2 PA1 Pasaje 1<br />
CA1 Calle 1 CA2 Calle 2<br />
CA3 Calle 3 CA4 Calle 4<br />
CA5 Calle 5 CA6 Calle 6<br />
Fuente: Elaboración propia<br />
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Por su parte, se debe señalar que son los tramos de modelación los que definen la unión entre nodos y<br />
donde se especifican las características geométricas e hidráulicas de cada colector, cauce natural o vía de<br />
escurrimiento.<br />
Para cada una de las cuencas pertenecientes al área de estudio se aplicó el Método Racional, por lo que a<br />
cada nodo de modelación se le incorporaron los valores de los parámetros involucrados, entendiéndose<br />
por ello, los coeficientes de escorrentía, los tiempos de concentración y el área de la cuenca aportante al<br />
nodo; todos los cuales han sido determinados de acuerdo a la definición del patrón de drenaje.<br />
5.4.1.2. Geometría de las Mallas<br />
La geometría de las mallas fue definida considerando los antecedentes cartográficos entregados por la<br />
Inspección Fiscal, de donde se obtiene la distribución espacial de las calles, que permite extraer las<br />
longitudes de cada tramo modelado y las cotas en cada esquina. Además se incorpora la información<br />
topográfica de las cámaras de los colectores catastrados.<br />
En la Lámina Nº 5.1 se presenta el plano que contiene la Malla de Modelación. En él se presenta la<br />
ubicación de cada uno de los nodos y tramos de modelación contemplados en el análisis.<br />
5.4.1.3. Conexiones<br />
La conexión entre nodos de modelación se realizó en base a los escurrimientos detectados a partir de las<br />
cotas en cada esquina y a las curvas de nivel entregadas por la cartografía, los cuales se complementaron<br />
con los antecedentes obtenidos directamente en terreno. Por otra parte, las rugosidades de las vías de<br />
escurrimiento y de los colectores fueron obtenidas a partir de las recomendaciones entregadas por el<br />
Manual de Vialidad Urbana del MINVU, y de acuerdo a lo observado en terreno.<br />
5.4.1.4. Condiciones de Borde<br />
Se ha considerado descarga libre en el nodo de modelación QGEN-01, el cual representa una vía de<br />
escurrimiento (Avenida Los Generales) que descarga fuera del área de estudio, por el extremo norte de<br />
ésta.<br />
Con respecto a las condiciones de borde de la descarga de los dos colectores existentes al estero Llau -<br />
Llau, la información que se ha utilizado corresponde a la contenida en el Plan Maestro de Evacuación y<br />
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Drenaje de Aguas Lluvias de Punta Arenas, XII Región, A y C. Ingenieros Consultores, 1998.<br />
De acuerdo a lo expuesto en el mencionado informe, y conforme a las visitas a terreno efectuadas por<br />
esta consultoría, se obtuvieron los caudales de crecida para el estero Llau – Llau, a partir de los caudales<br />
considerados para dicho estero en la situación con proyecto de trasvase al estero Bitsch, proyecto que<br />
considera el trasvasije de las aguas provenientes de la cuenca alta del estero Llau - Llau al estero Bitsch.<br />
En el cuadro Nº 5.2, se presentan los valores de los caudales de crecida para diversos períodos de<br />
retorno.<br />
Por otro lado, en el Plan Maestro en cuestión, se determinan los caudales aportados por los colectores<br />
proyectados en dicho estudio hacia el estero Llau – Llau en el escenario T = 5 años, los cuales se<br />
presentan en el cuadro Nº 5.3.<br />
Cuadro Nº 5.2<br />
Caudales de Crecida en Estero Llau – Llau en Desembocadura con Proyecto de Trasvase<br />
Período de Retorno<br />
(años)<br />
Caudal<br />
(m³/s)<br />
5 6<br />
10 7<br />
25 9<br />
50 11<br />
100 13<br />
Fuente: Plan Maestro de Evacuación y Drenaje de Aguas Lluvias de Punta Arenas, XII Región, A y C. Ingenieros Consultores, 1998.<br />
Cuadro Nº 5.3<br />
Caudales Aportados por Colectores al Estero Llau-Llau (T = 5 años)<br />
Colector Ubicación<br />
(Km)<br />
0,000<br />
LL – 1<br />
0,640<br />
LL – 2<br />
0,876<br />
LL – 3<br />
1,248<br />
LL – 4<br />
1,702<br />
Existente<br />
2,045<br />
LL – 5<br />
2,330<br />
LL – 6<br />
2,822<br />
LL – 7<br />
3,685<br />
LL D’Agostini 3,685<br />
LL – 8 y LL –9 4,443<br />
LL – 10<br />
4,791<br />
Caudal Colector<br />
(m 3 /s)<br />
-<br />
0,389<br />
0,362<br />
0,706<br />
0,697<br />
0,250<br />
0,200<br />
1,278<br />
1,655<br />
2,462<br />
1,736-0,334<br />
0,323<br />
Caudal Acumulado<br />
(m 3 /s)<br />
0,000<br />
0,389<br />
0,751<br />
1,457<br />
2,154<br />
2,404<br />
2,604<br />
3,882<br />
5,537<br />
*7,999<br />
10,069<br />
10,392<br />
Fuente: Plan Maestro de Evacuación y Drenaje de Aguas Lluvias de Punta Arenas, XII Región, A y C. Ingenieros Consultores, 1998.<br />
* Valor utilizado por el presente Estudio.<br />
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Como se observa, para T = 5 años, el caudal acumulado en el estero Llau - Llau debido a los aportes de<br />
colectores, es de 7,999 m 3 /s, valor que resulta mayor al obtenido mediante la aplicación de la fórmula<br />
racional, 6 m 3 /s, de acuerdo con el cuadro Nº 5.2, para el mismo período de retorno. Por lo anterior, se<br />
optó por utilizar el primer valor mencionado para determinar la altura normal del estero, a fin de<br />
incorporar su influencia sobre las descargas en la modelación de los colectores existentes, en atención a<br />
que presenta una condición más desfavorable.<br />
Como sólo se dispone del valor del caudal para T = 5 años, se ha obtenido el resto de los caudales a<br />
partir de los valores del cuadro Nº 5.2. En el caso particular del caudal para T = 2, éste se obtuvo<br />
mediante correlación.<br />
Posteriormente, se levantaron 4 perfiles del estero Llau – Llau, abarcando desde el sector cercano a la<br />
intersección de avenida General Ernesto Medina con pasaje Río Blanco, hasta la intersección del mismo<br />
pasaje con avenida Los Generales.<br />
Luego, se procedió a procesar la información anterior utilizando el software HEC-RAS, determinándose las<br />
alturas normales para diversos períodos de retorno (ver cuadro 5.4).<br />
Figura Nº 5.4<br />
Aplicación HEC-RAS<br />
Fuente: Elaboración Propia.<br />
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Cuadro Nº 5.4<br />
Altura Normal de Escurrimiento en Zona de Descarga Colector LL-08.<br />
T (años) Q (m³/s)<br />
H Normal Colector<br />
LL-08 (m)<br />
H Normal Colector<br />
Existente (m)<br />
2 7.258 0.643 1.28<br />
5 7.999 0.679 1.346<br />
10 9.332 0.741 1.453<br />
25 11.999 0.854 1.645<br />
50 14.665 0.958 1.804<br />
100 17.331 1.059 1.944<br />
Fuente: Elaboración Propia.<br />
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Lámina 5.1<br />
Malla de Modelación<br />
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5.4.2. Modelación y Diagnóstico de Colectores y Calles<br />
Se ha definido una red consolidada e interrelacionada entre colectores y vías de escurrimiento, para lo<br />
que se utilizan los datos extraídos del catastro y la información obtenida de los levantamientos<br />
topográficos realizados.<br />
La modelación considera que las condiciones de mantenimiento del sistema son óptimas, esto supone que<br />
existe un adecuado control del desarrollo de vegetación y de las posibles obstrucciones al escurrimiento<br />
que se pueden producir por el vertido de basura u otros materiales que puedan caer a los colectores.<br />
Con todo esto, el modelo permite establecer las alturas del eje hidráulico en el elemento analizado,<br />
definiendo si el escurrimiento se encuentra operando en presión cuando, en el caso de los colectores, se<br />
supera la cota de la clave del ducto o si se producen desbordes, cuando se supera la cota de terreno. En<br />
este último caso los caudales son conducidos por las vías evacuadoras respectivas tal cual se muestra en<br />
la Figura Nº 5.5.<br />
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Figura Nº 5.5<br />
Esquema de Modelación.<br />
Las alturas de escurrimiento estimadas de cada uno de los elementos modelados dependen de las<br />
condiciones de borde que los cauces receptores imponen.<br />
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Con los resultados de la simulación, se establecieron las zonas de inundación detectadas por la<br />
modelación considerando las condiciones topográficas de las vías de escurrimiento y las alturas de agua.<br />
Considerando el hecho de que los caudales conducidos por las calles sólo causan daños apreciables a<br />
partir de una determinada altura, que habitualmente se mide a partir del nivel en que el eje de la calzada<br />
es cubierto por el agua, se han establecido distintos niveles que muestran los rangos del escurrimiento,<br />
que se detallan a continuación.<br />
Cuadro Nº 5.5<br />
Criterios de Alturas de Inundación en Calles.<br />
Altura [cm] Observación Estimación del Área Inundada<br />
0<br />
a 7<br />
7 a 15<br />
Agua escurriendo por calzada a un<br />
nivel menor que el eje de la vía.<br />
Anegamiento a nivel de calzada.<br />
Dificulta circulación.<br />
Molestias a los peatones. No se<br />
consideran como escurrimientos<br />
principales.<br />
Se marca el escurrimiento por la calle.<br />
15 a 20 Anegamiento a nivel de aceras Se delimita zona hasta límite predial.<br />
>20 Anegamiento de viviendas<br />
5.4.3. Eventos de Modelación<br />
Se delimita zona incluyendo viviendas<br />
según altura y volumen desbordado.<br />
Para esta etapa de diagnóstico, se han efectuado seis (6) modelaciones tal como se detalla a continuación<br />
en el Cuadro Nº 5.6.<br />
Período de<br />
Retorno<br />
(años)<br />
Distribución de<br />
la Precipitación<br />
Cuadro Nº 5.6<br />
Eventos de Modelación.<br />
Duración<br />
(horas) Archivo de Modelación Utilidad<br />
2 Bloques Alternos 24 LL-8 SP Actual T2.XP Diagnóstico Sit. Actual<br />
5 Bloques Alternos 24 LL-8 SP Actual T5.XP Diagnóstico Sit. Actual<br />
10 Bloques Alternos 24 LL-8 SP Actual T10.XP Diagnóstico Sit. Actual<br />
2 Bloques Alternos 24 LL-8 SP Futuro T2.XP Diagnóstico Sit. Futura<br />
5 Bloques Alternos 24 LL-8 SP Futuro T5.XP Diagnóstico Sit. Futura<br />
10 Bloques Alternos 24 LL-8 SP Futuro T10.XP Diagnóstico Sit. Futura<br />
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5.4.4. Resultados de Modelación<br />
Los resultados para todas las modelaciones efectuadas se presenta en forma íntegra en el Anexo F<br />
“Resultados de Modelación”.<br />
5.4.4.1. Funcionamiento de Colectores Existentes<br />
En las Figuras Nº 5.6 a 5.11 se presenta el funcionamiento del colector existente por Avenida Los<br />
Generales, denominado Nº 1, para la situación actual y futura.<br />
Figura Nº 5.6<br />
Perfil Longitudinal Colector Nº 1 Situación Actual (T=2 Años).<br />
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Figura Nº 5.7<br />
Perfil Longitudinal Colector Nº 1 Situación Actual (T=5 Años).<br />
Figura Nº 5.8<br />
Perfil Longitudinal Colector Nº 1 Situación Actual (T=10 Años).<br />
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Figura Nº 5.9<br />
Perfil Longitudinal Colector Nº 1 Situación Futura (T=2 Años).<br />
Figura Nº 5.10<br />
Perfil Longitudinal Colector Nº 1 Situación Futura (T=5 Años).<br />
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Período de<br />
Retorno (años)<br />
Figura Nº 5.11<br />
Perfil Longitudinal Colector Nº 1 Situación Futura (T=10 Años).<br />
Cuadro Nº 5.7<br />
Caudales de Porteo Situación Actual Colector Nº 1, Av. Los Generales.<br />
Nodo Inicio Nodo Fin Tramo Caudal (m³/s)<br />
2 CGEN-04 DES-01 CGEN-04-DE 0.107<br />
5 CGEN-04 DES-01 CGEN-04-DE 0.110<br />
10 CGEN-04 DES-01 CGEN-04-DE 0.115<br />
Fuente: Elaboración Propia.<br />
Como se observa el colector existente en avenida Los Generales, funciona en presión para todos los<br />
períodos de retorno, por lo que se concluye que no es capaz de portear todo el caudal aportante. Por lo<br />
anterior, avenida Los Generales se transforma en la vía evacuadora principal, produciéndose<br />
escurrimientos superficial que, de acuerdo a los criterios explicitados en el cuadro Nº 5.5, van desde<br />
molestias a los peatones, hasta anegamiento a nivel de calzada. En el cuadro Nº 5.8 se presentan los<br />
caudales porteados por Avenida Los Generales entre calles Portillo y Tres Morros.<br />
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En el caso del colector existente por calle General Ernesto Medina, este funciona adecuadamente, sólo su<br />
descarga se ve influenciada por el estero Llau – Llau. Aún así el modelo no detecta escurrimientos<br />
superficiales considerables producto de lo anterior.<br />
Período de<br />
Retorno (años)<br />
Cuadro Nº 5.8<br />
Caudales de Porteo Avenida los Generales.<br />
Nodo Inicio Nodo Fin Tramo Caudal (m³/s)<br />
2 QGEN-08 QGEN-09 QGEN-08-09 0.090<br />
5 QGEN-08 QGEN-09 QCCO-14-15 0.107<br />
10 QGEN-08 QGEN-09 QCCO-14-15 0.115<br />
Fuente: Elaboración Propia.<br />
5.4.4.2. Escurrimiento por Las Calles<br />
De acuerdo a los criterios de Alturas de Inundación en Calles, expuestos anteriormente en el Cuadro Nº<br />
5.4, a continuación se presentan los resultados obtenidos de la cuenca aportante al colector en estudio<br />
para cada uno de los períodos de retorno analizados, es decir, 2, 5 y 10 años.<br />
Al analizar estos resultados, de acuerdo a lo presentado en el Anexo F “Resultados de Modelación” es<br />
posible observar que el anegamiento a nivel de calzada, el cual dificulta la circulación se produce en las<br />
siguientes calles: Avenida Los Generales, Pasaje Los Glaciales y Pasaje 2.<br />
Altura<br />
[cm]<br />
Cuadro Nº 5.9<br />
Diagnóstico de Vías de Escurrimiento Cuenca Aportante (T=2 años)<br />
Cantidad de Vías<br />
de Escurrimiento<br />
Actual/Futuro<br />
0 a 7 55/55<br />
7 a 15 2/2<br />
Observación<br />
Agua escurriendo por calzada a un<br />
nivel menor que el eje de la vía.<br />
Anegamiento a nivel de calzada.<br />
Dificulta circulación.<br />
15 a 20 0/0 Anegamiento a nivel de aceras<br />
>20 0/0 Anegamiento de viviendas<br />
Estimación del Área<br />
Inundada<br />
Molestias a los peatones. No<br />
se consideran como<br />
escurrimientos principales.<br />
Se marca el escurrimiento<br />
por la calle.<br />
Se delimita zona hasta límite<br />
predial.<br />
Se delimita zona incluyendo<br />
viviendas según altura y<br />
volumen desbordado.<br />
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Altura<br />
[cm]<br />
Cuadro Nº 5.10<br />
Diagnóstico de Vías de Escurrimiento Cuenca Aportante (T=5 años)<br />
Cantidad de Vías<br />
de Escurrimiento<br />
Actual/Futuro<br />
0 a 7 54/52<br />
7 a 15 3/5<br />
Observación<br />
Agua escurriendo por calzada a un<br />
nivel menor que el eje de la vía.<br />
Anegamiento a nivel de calzada.<br />
Dificulta circulación.<br />
15 a 20 0/0 Anegamiento a nivel de aceras<br />
>20 0/0 Anegamiento de viviendas<br />
Altura<br />
[cm]<br />
Cuadro Nº 5.11<br />
Estimación del Área<br />
Inundada<br />
Molestias a los peatones. No<br />
se consideran como<br />
escurrimientos principales.<br />
Se marca el escurrimiento<br />
por la calle.<br />
Se delimita zona hasta límite<br />
predial.<br />
Se delimita zona incluyendo<br />
viviendas según altura y<br />
volumen desbordado.<br />
Diagnóstico de Vías de Escurrimiento Cuenca Aportante (T=10 años)<br />
Cantidad de Vías<br />
de Escurrimiento<br />
Actual/Futuro<br />
0 a 7 54/54<br />
7 a 15 2/2<br />
Observación<br />
Agua escurriendo por calzada a un<br />
nivel menor que el eje de la vía.<br />
Anegamiento a nivel de calzada.<br />
Dificulta circulación.<br />
15 a 20 1/1 Anegamiento a nivel de aceras<br />
> 20 0/0 Anegamiento de viviendas<br />
Estimación del Área<br />
Inundada<br />
Molestias a los peatones. No<br />
se consideran como<br />
escurrimientos principales.<br />
Se marca el escurrimiento<br />
por la calle.<br />
Se delimita zona hasta límite<br />
predial.<br />
Se delimita zona incluyendo<br />
viviendas según altura y<br />
volumen desbordado.<br />
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6. INGENIERÍA DE DETALLE<br />
6.1. Criterios de Diseño<br />
Para definir los criterios de diseño en este proyecto se ha recurrido a los criterios técnicos entregados por<br />
la DOH mas la ayuda de bibliografía técnica y a la experiencia que posee el Consultor en proyectos de<br />
similares características (Colectores de Aguas Lluvias: Colector Grecia Quilin, colector Tres Poniente,<br />
Colector Lo Martinez Región Metropolitana, etc), los cuales se han materializado sin inconvenientes. En<br />
función de esto se han establecido los siguientes criterios de diseño.<br />
6.1.1. Material y Sección<br />
Respecto a los colectores que pueden se construidos con métodos tradicionales de zanja abierta se<br />
analizan y proponen las siguientes secciones.<br />
- Circular HDPE.<br />
- Circular Hormigón (prefabricados).<br />
- Rectangulares Hormigón (in situ).<br />
- Rectangulares Hormigón (prefabricados).<br />
De a cuerdo a las necesidades del diseño se opta por utilizar sección rectangular de hormigón armado (in<br />
situ) para todo el trazado del colector, el que se desarrolla por la calle Av. Los Generales, Av. General<br />
Ernesto Medina y Av. Presidente José Joaquín Pérez.<br />
Para las conexiones de los sumideros de utiliza sección circular en HDPE.<br />
Los requerimientos evaluados para el trazado del colector son la utilización de la faja disponible y evitar<br />
modificaciones de servicios generados por las interferencias de manera de minimizar las roturas de<br />
pavimentos.<br />
6.1.2. Coeficientes de Rugosidad<br />
Los coeficientes de rugosidad de Manning utilizados en este caso corresponden a los siguientes:<br />
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- Tubos de HDPE n = 0,010<br />
- Tubos de hormigón y cajones prefabricados n = 0,015<br />
- Tubos y cajones de hormigón in situ n = 0,015<br />
- Túnel revestido en Shotcrete n = 0,016<br />
6.1.3. Velocidades Admisibles<br />
- Velocidades Mínimas: Las velocidades mínimas adoptadas, que evitan la depositación de material en los<br />
elementos de conducción, son las siguientes:<br />
Para H=0.5*D Vmin =0.6 m/s (Metcalf & Eddy)<br />
Para Q diseño Vmin = 0.9 m/s (José Dolz)<br />
- Velocidades Máximas: De acuerdo a la experiencia que se tiene en el diseño de ductos que conducen<br />
flujos eventuales como los de aguas lluvias, la velocidad máxima admisible alcanza hasta los 6 m/s para<br />
tuberías y cajones de hormigón, siempre que estos valores máximos se presenten en cortos períodos de<br />
tiempo. Este criterio también se ha utilizado en tuberías de HDPE.<br />
6.1.4. Pendientes Mínimas<br />
Por razones constructivas y para asegurar un escurrimiento gravitacional, se considera una pendiente<br />
mínima de 0,002.<br />
6.1.5. Dimensionamiento Hidráulico<br />
Para el caudal máximo de diseño los ductos se dimensionarán para una altura de escurrimiento (h) en el<br />
siguiente rango h/D [ 0,8, donde D es el diámetro de tubería.<br />
6.1.6. Condiciones de Operación de los Ductos<br />
En general el proyecto considera que los ductos no entren en presión para un caudal de diseño<br />
correspondiente a un periodo de retorno de 5 años.<br />
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6.1.7. Variación de Diámetros<br />
Dada la restricción topográfica que se produce en el punto bajo, se ha acordado que se igualen las cotas<br />
de radier en los cambios de altura de cajón. Estos cambios se producen en las cámaras C.I. Nº3, C.I. Nº4,<br />
C.I. Nº5 y C.I. Nº8 del colector.<br />
La variación de altura en los cajones corresponde a 10 cm en todos los casos. Considerando que las<br />
cámaras se han diseñado con decantador de dimensiones especiales, el funcionamiento hidráulico del<br />
sistema es aceptable.<br />
6.1.8. Criterios de Diseño para Cámaras de Inspección<br />
Se utilizan, cámaras de inspección tipo especial para el colector de sección rectangular de hormigón. De<br />
acuerdo al criterio señalado en el párrafo siguiente, se ubicarán también cámaras especiales en los<br />
cambios de sección.<br />
Como criterio general, las cámaras se ubicarán con un espaciamiento máximo de 125 m para tuberías<br />
entre diámetros de 600 y 900 mm y una distancia máxima de 150 m para tuberías entre 1000 y 1450 mm<br />
y en todos aquellos puntos del trazado de la conducción en que se produzca alguna singularidad que se<br />
requiera controlar para mantener un adecuado funcionamiento hidráulico del sistema, tales como cambios<br />
de dirección, modificaciones de sección, cambios de pendientes, convergencia de colectores, etc.<br />
6.1.9. Aspectos Constructivos<br />
En general las excavaciones en zanja que se realizan para el colector se ejecutarán con entibaciones, por<br />
las restricciones de espacio que se presentan. Se establece una cobertura mínima de terreno de 1m sobre<br />
la clave del tubo. Sin embargo por condiciones aguas abajo se encontrarán alturas de cobertura menores<br />
a 1m.<br />
6.2. Caudales de Diseño<br />
Para obtener los caudales de diseño se modelo el sistema considerando la situación más desfavorable, la<br />
que corresponde para un período de retorno de T5 años y situación futura.<br />
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El área aportante para efectuar la modelación se consideró desde el Estero Llau Llau hasta la Avenida<br />
Eduardo Frei Montalva. Actualmente las áreas aportantes identificadas con las letras A-48, A-49, A-50, A-<br />
51 y A-60 corresponden a terrenos eriazos, sin embargo, según el Plano Regulador de la Ciudad de Punta<br />
Arenas considera para estos sectores como residenciales, por lo que a futuro aumentará la densidad<br />
habitacional y con ello un aumento del coeficiente de escorrentía.<br />
En base a lo anterior la modelación se realizó considerando este aumento del coeficiente de escorrentía<br />
en estos sectores.<br />
Dicha modelación se realizó con el programa SWMM, el cual determina los caudales que escurren por las<br />
calles, así como los que ingresan a los colectores de aguas lluvias, tanto, proyectados como existentes.<br />
En conformidad a los resultados de la modelación del sistema de evacuación y drenaje de aguas lluvias<br />
del Colector LL-8, Avenida Los Generales, se concluye que los caudales de diseño (T=5 años) para la<br />
situación futura, son los presentados en el Cuadro Nº 6.1.<br />
Nombre Calle<br />
Intervenida<br />
Av. Los Generales<br />
Cuadro Nº 6.1<br />
Caudales de Diseño (T=5 años).<br />
Nombre Tramo Nodo<br />
Inicio<br />
Nodo Fin Caudal<br />
(m³/s)<br />
GEN-01-02 CI-01 CI-02 0,12<br />
CGEN-02-03 CI-02 CI-03 0,13<br />
CGEN-03-04 CI-03 CI-04 0,19<br />
CGEN-04-05 CI-04 CI-05 0,65<br />
CGEN-05-06 CI-05 CI-06 0,68<br />
CGEN-06-05 CI-06 CI-07 0,75<br />
CGEN-06-07 CI-07 CI-08 0,75<br />
CGEN-07-08 CI-08 CI-09 0,80<br />
CGEN-09-DE CI-09 DES-01 0,83<br />
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Nombre Calle<br />
Intervenida<br />
Cuadro Nº 6.1 (Continuación)<br />
Caudales de Diseño (T=5 años).<br />
Nombre Tramo Nodo<br />
Inicio<br />
Nodo Fin Caudal<br />
(m³/s)<br />
CMED-10-11 CI-10 CI-11 0,35<br />
Av. General E. Medina CMED-11-12 CI-11 CI-12 0,44<br />
CJJP-12-13 CI-12 CI-13 0,44<br />
Av. Pdte. Jose J. Perez<br />
CJJP-13-14<br />
CJJP-14-15<br />
CI-13<br />
CI-14<br />
CI-14<br />
CI-15<br />
0,45<br />
0,45<br />
CJJP-15-04 CI-15 CI-04 0,46<br />
Fuente: Elaboración Propia.<br />
6.3. Dimensionamiento de Colectores<br />
6.3.1. Condiciones de Operación Evento de Diseño (T=5 años)<br />
Tal como se explica en el punto anterior, para el evento de diseño (T=5 años) se ha analizado un<br />
escenario de modelación. A continuación en los Cuadros Nº 6.2 a Nº 6.5 se resumen las principales<br />
características de operación del colector proyectado y del existente. En las figuras siguientes se muestran,<br />
además, el colector proyectado para distintos periodos de retorno T2, T5 y T10 para analizar su<br />
comportamiento.<br />
Además, en las Figuras Nº 6.1 a 6.8 se presenta el perfil longitudinal con el eje hidráulico máximo, tanto<br />
como para el colector proyectado LL-8 como para el colector existente de Avenida Los Generales.<br />
6.3.1.1. Condiciones de Borde<br />
Las condiciones de borde de la descarga del Colector Existente en la Avenida General Medina al Estero<br />
Llau Lau, que se materializa en el modelo con el nodo DES-02, la información que se ha utilizado<br />
corresponde a la contenida en el Plan Maestro de Evacuación y Drenaje de Aguas Lluvias de Punta<br />
Arenas, XII Región, A y C. Ingenieros Consultores, 1998.<br />
Para el caso del colector proyectado que se encuentra en la Avenida Los Generales, identificado como<br />
CGEN-09-DE, se utilizó la información contenida en el informe mencionado anteriormente.<br />
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Además, en mencionado estudio se presentan los caudales de crecida de períodos de retorno de 5, 10,<br />
25, 50 y 100 años, tal como se expone en el Cuadro Nº 6.2.<br />
Cuadro Nº 6.2<br />
Caudales de Crecida y Alturas de Agua del Estero Llau Llau<br />
T (años) Q (m³/s)<br />
H Normal<br />
Colector LL-<br />
08 (m)<br />
H Normal<br />
Colector<br />
Existente<br />
(m)<br />
2 7.258 0.643 1.28<br />
5 7.999 0.679 1.346<br />
10 9.332 0.741 1.453<br />
25 11.999 0.854 1.645<br />
50 14.665 0.958 1.804<br />
100 17.331 1.059 1.944<br />
Fuente: Plan Maestro de Evacuación y Drenaje de Aguas Lluvias de Punta Arenas, XII<br />
Región, A y C. Ingenieros Consultores, 1998.<br />
* Valores Utilizados en el presente Estudio.<br />
Estos valores fueron ingresados al modelo SWMM como condiciones de borde.<br />
Nombre<br />
Tramo<br />
Cuadro Nº 6.3<br />
Condiciones de Operación Colector LL-8. Escenario: T=2 años.<br />
Nodo<br />
Inicio<br />
Nodo Fin<br />
Longitud<br />
Tramo<br />
(m)<br />
Caudal<br />
Máximo<br />
(m³/s)<br />
Velocidad<br />
(m/s)<br />
Pendiente<br />
(%)<br />
Diseño Construcción Colector LL-8, Av. Los Generales, Punta Arenas. 60<br />
h/D<br />
Número<br />
de<br />
Froude<br />
GEN-01-02 CI-01 CI-02 20,00 0,10 0,71 0,20 - 0,50<br />
CGEN-02-03 CI-02 CI-03 100,00 0,11 0,73 0,20 - 0,51<br />
CGEN-03-04 CI-03 CI-04 120,00 0,16 0,52 0,20 - 0,32<br />
CGEN-04-05 CI-04 CI-05 73,30 0,53 1,12 0,20 - 0,55<br />
CGEN-05-06 CI-05 CI-06 120,00 0,55 1,10 0,20 - 0,33<br />
CGEN-06-05 CI-06 CI-07 68,00 0,58 1,07 0,21 - 0,15<br />
CGEN-06-07 CI-07 CI-08 85,60 0,60 1,00 0,20 - 0,09<br />
CGEN-07-08 CI-08 CI-09 79,50 0,64 0,95 0,20 - 0,07<br />
CGEN-09-DE CI-09 DES-01 10,00 0,66 0,90 0,20 - 0,05<br />
CMED-10-11 CI-10 CI-11 120,00 0,29 1,18 0,22 - 0,72<br />
CMED-11-12 CI-11 CI-12 82,00 0,36 1,43 0,21 - 0,83<br />
CJJP-12-13 CI-12 CI-13 66,00 0,36 1,39 0,21 - 0,82<br />
CJJP-13-14 CI-13 CI-14 68,00 0,37 1,27 0,21 - 0,83<br />
CJJP-14-15 CI-14 CI-15 32,50 0,37 1,13 0,22 - 0,81<br />
CJJP-15-04 CI-15 CI-04 18,50 0,38 1,04 0,22 - 0,68<br />
Fuente: Elaboración Propia.
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Figura Nº 6.1<br />
Colector LL-8 Av Los Generales<br />
Escenario: T=2 años.<br />
Figura Nº 6.2<br />
Colector LL-8. Av. General Ernesto Medina y Av. Presidente José Joaquín Pérez.<br />
Escenario: T=2 años.<br />
Diseño Construcción Colector LL-8, Av. Los Generales, Punta Arenas. 61
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Nombre<br />
Tramo<br />
Cuadro Nº 6.4<br />
Condiciones de Operación Colector LL-8. Escenario: T=5 años.<br />
Nodo<br />
Inicio<br />
Nodo Fin<br />
Longitud<br />
Tramo<br />
(m)<br />
Caudal<br />
Máximo<br />
(m³/s)<br />
Velocidad<br />
(m/s)<br />
Pendiente<br />
(%)<br />
Diseño Construcción Colector LL-8, Av. Los Generales, Punta Arenas. 62<br />
h/D<br />
Número<br />
de<br />
Froude<br />
GEN-01-02 CI-01 CI-02 20,00 0,12 0,75 0,20 - 0,50<br />
CGEN-02-03 CI-02 CI-03 100,00 0,13 0,75 0,20 - 0,51<br />
CGEN-03-04 CI-03 CI-04 120,00 0,19 0,54 0,20 - 0,32<br />
CGEN-04-05 CI-04 CI-05 73,30 0,65 1,17 0,20 - 0,54<br />
CGEN-05-06 CI-05 CI-06 120,00 0,67 1,16 0,20 - 0,32<br />
CGEN-06-05 CI-06 CI-07 68,00 0,71 1,14 0,21 - 0,15<br />
CGEN-06-07 CI-07 CI-08 85,60 0,73 1,10 0,20 - 0,10<br />
CGEN-07-08 CI-08 CI-09 79,50 0,78 1,08 0,20 - 0,07<br />
CGEN-09-DE CI-09 DES-01 10,00 0,81 1,05 0,20 - 0,06<br />
CMED-10-11 CI-10 CI-11 120,00 0,35 1,25 0,22 - 0,72<br />
CMED-11-12 CI-11 CI-12 82,00 0,44 1,49 0,21 - 0,83<br />
CJJP-12-13 CI-12 CI-13 66,00 0,44 1,43 0,21 - 0,83<br />
CJJP-13-14 CI-13 CI-14 68,00 0,45 1,30 0,21 - 0,83<br />
CJJP-14-15 CI-14 CI-15 32,50 0,45 1,16 0,22 - 0,80<br />
CJJP-15-04 CI-15 CI-04 18,50 0,46 1,08 0,22 - 0,68<br />
Fuente: Elaboración Propia.<br />
Figura Nº 6.3<br />
Colector LL-8 Av Los Generales<br />
Escenario: T=5 años.
GOBIERNO DE CHILE<br />
Ingeniería & Consultoría MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS<br />
DIRECCIÓN DE OBRAS HIDRÁULICAS XII REGIÓN<br />
Nombre<br />
Tramo<br />
Figura Nº 6.4<br />
Colector LL-8. Av. General Ernesto Medina y Av. Presidente José Joaquín Pérez.<br />
Escenario: T=5 años.<br />
Cuadro Nº 6.5<br />
Condiciones de Operación Colector LL-8. Escenario: T=10 años.<br />
Nodo<br />
Inicio<br />
Nodo Fin<br />
Longitud<br />
Tramo<br />
(m)<br />
Caudal<br />
Máximo<br />
(m³/s)<br />
Velocidad<br />
(m/s)<br />
Pendiente<br />
(%)<br />
Diseño Construcción Colector LL-8, Av. Los Generales, Punta Arenas. 63<br />
h/D<br />
Número<br />
de<br />
Froude<br />
GEN-01-02 CI-01 CI-02 20,00 0,14 0,75 0,20 - 0,50<br />
CGEN-02-03 CI-02 CI-03 100,00 0,15 0,75 0,20 - 0,52<br />
CGEN-03-04 CI-03 CI-04 120,00 0,20 0,54 0,20 - 0,32<br />
CGEN-04-05 CI-04 CI-05 73,30 0,70 1,18 0,20 - 0,48<br />
CGEN-05-06 CI-05 CI-06 120,00 0,73 1,16 0,20 - 0,26<br />
CGEN-06-05 CI-06 CI-07 68,00 0,78 1,12 0,21 - 0,13<br />
CGEN-06-07 CI-07 CI-08 85,60 0,81 1,09 0,20 - 0,09<br />
CGEN-07-08 CI-08 CI-09 79,50 0,87 1,09 0,20 - 0,07<br />
CGEN-09-DE CI-09 DES-01 10,00 0,92 1,11 0,20 - 0,06<br />
CMED-10-11 CI-10 CI-11 120,00 0,38 1,29 0,22 - 0,72<br />
CMED-11-12 CI-11 CI-12 82,00 0,48 1,51 0,21 - 0,83<br />
CJJP-12-13 CI-12 CI-13 66,00 0,49 1,44 0,21 - 0,83<br />
CJJP-13-14 CI-13 CI-14 68,00 0,49 1,31 0,21 - 0,83<br />
CJJP-14-15 CI-14 CI-15 32,50 0,50 1,17 0,22 - 0,80<br />
CJJP-15-04 CI-15 CI-04 18,50 0,50 1,10 0,22 - 0,66
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Figura Nº 6.5<br />
Colector LL-8 Av Los Generales<br />
Escenario: T=10 años.<br />
Figura Nº 6.6<br />
Colector LL-8. Av. General Ernesto Medina y Av. Presidente José Joaquín Pérez.<br />
Escenario: T=10 años.<br />
Diseño Construcción Colector LL-8, Av. Los Generales, Punta Arenas. 64
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Figura Nº 6.7<br />
Colector Existente Av. General Ernesto Medina.<br />
Escenario: T=5 años.<br />
6.3.2. Conclusiones Modelación Evento de Diseño (T=5 años)<br />
Del análisis de los resultados del modelo, en que se ha analizado el sistema propuesto, se han obtenido<br />
los cuadros 6.2 a 6.5 tanto para el colector en proyecto como para el existente y se observa que:<br />
- Con respecto al Colector Proyectado por Avenida Los Generales se debió diseñar con un cajón de<br />
hormigón armado con diferentes sección, las que van aumentan para poder recibir los caudales<br />
aportantes en toda la longitud. Esto debido a los problemas de cotas, ya que existe una muy<br />
pequeña diferencia de altura entre el inicio del proyecto y la descarga al Estero Llau Llau, por lo<br />
que se debió diseñar con la pendiente mínima de tal manera de poder evacuar todas las aguas<br />
del área de proyecto.<br />
- Según los resultados de la modelación para T5 el Colector proyectado no presenta problemas de<br />
presión en toda su longitud.<br />
- El Colector proyectado por la Avenida General Medina y J.J. Pérez se diseñó mediante un cajón de<br />
hormigón armado 700x600 mm, en su parte inicial, y 900x800 mm para el último tramo. La<br />
modelación muestra que no existen problemas de presión.<br />
Diseño Construcción Colector LL-8, Av. Los Generales, Punta Arenas. 65
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- El colector existente en la Avenida General Medina presenta problemas de presiones en<br />
prácticamente toda su longitud por lo que se propone que éste, en un futuro cercano, debe<br />
modificarse aumentando el diámetro a 600 mm, como mínimo, ya que el actual es de 300mm<br />
6.4. Trazado de Colector<br />
El dimensionamiento del colector fue totalmente definido en la modelación del sistema, mediante la<br />
utilización del software VISUAL XP SWMM de la empresa CAICE. En virtud de los resultados obtenidos, se<br />
obtuvo, tal cual se expone en el Cuadro Nº 6.7, las siguientes dimensiones y características para cada<br />
tramo de colector.<br />
La sección del colector es de geometría rectangular el material es hormigón.<br />
Nombre<br />
Calle<br />
Intervenida<br />
Av. Los<br />
Generales<br />
Cuadro Nº 6.7<br />
Características Colector LL-8, Los Generales, Punta Arenas.<br />
Nombre<br />
Tramo<br />
Nodo<br />
Inicio<br />
Nodo<br />
Fin<br />
Longitud<br />
Tramo<br />
(m)<br />
Cota<br />
Terreno o<br />
Radier<br />
Inicio<br />
(msnm)<br />
Cota<br />
Terreno<br />
o Radier<br />
Fin<br />
(msnm)<br />
Pendiente<br />
(%)<br />
Diámetro<br />
(m)<br />
Altura(m) Ancho<br />
(m)<br />
GEN-01-02 CI-01 CI-02 20,00 3,36 3,32 0,20 - 0,50 0,80<br />
CGEN-02-03 CI-02 CI-03 100,00 3,32 3,12 0,20 - 0,50 0,80<br />
CGEN-03-04 CI-03 CI-04 120,00 3,12 2,88 0,20 - 0,60 1,00<br />
CGEN-04-05 CI-04 CI-05 73,30 2,88 2,73 0,20 - 0,70 1,00<br />
CGEN-05-06 CI-05 CI-06 120,00 2,73 2,49 0,20 - 0,80 1,00<br />
CGEN-06-05 CI-06 CI-07 68,00 2,49 2,35 0,21 - 0,80 1,00<br />
CGEN-06-07 CI-07 CI-08 85,60 2,35 2,18 0,20 - 0,80 1,00<br />
CGEN-07-08 CI-08 CI-09<br />
DES-<br />
79,50 2,18 2,02 0,20 - 0,90 1,00<br />
CGEN-09-DE CI-09 01 10,00 2,02 2,00 0,20 - 0,90 1,00<br />
Av. General CMED-10-11 CI-10 CI-11 120,00 3,80 3,54 0,22 - 0,60 0,70<br />
E. Medina CMED-11-12 CI-11 CI-12 82,00 3,44 3,27 0,21 - 0,60 0,70<br />
Av. Pdte.<br />
Jose J.<br />
Perez<br />
CJJP-12-13<br />
CJJP-13-14<br />
CJJP-14-15<br />
CI-12<br />
CI-13<br />
CI-14<br />
CI-13<br />
CI-14<br />
CI-15<br />
66,00<br />
68,00<br />
32,50<br />
3,27<br />
3,13<br />
2,99<br />
3,13<br />
2,99<br />
2,92<br />
0,21<br />
0,21<br />
0,22<br />
-<br />
-<br />
-<br />
0,70<br />
0,70<br />
0,70<br />
0,80<br />
0,80<br />
0,80<br />
CJJP-15-04 CI-15 CI-04 18,50 2,92 2,88 0,22 - 0,70 0,80<br />
Fuente: Elaboración Propia.<br />
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6.4.1. Trazado en Planta de Colectores<br />
Para el trazado en planta de la red de tuberías, se han tenido en cuenta los siguientes criterios básicos:<br />
- Minimizar la rotura de pavimentos, privilegiando los trazados por las aceras.<br />
- Minimizar las interferencias con tuberías o instalaciones de otros servicios existentes o en<br />
proyecto.<br />
- Consideraciones constructivas espacios disponibles, interferencias de tránsito, etc.<br />
En los siguientes párrafos, se resume el trazado en planta del Colector LL-8, el cual, para una<br />
comprensión más fácil, ha sido dividido en dos tramos, descrito en los siguientes párrafos desde aguas<br />
arriba hasta su descarga en el estero Llau - Llau.<br />
El primer tramo del trazado del Colector LL-8, se inicia en Av. los Generales 20 m al norte de la<br />
intersección con Av. Llaima, en los primeros 120 m se ubican las Cámaras de Inspección Nº 1 a Nº 3 y la<br />
sección del colector es rectangular de 800x500 mm, los 120 m siguientes desde la C.I Nº 3 a C.I Nº 4 la<br />
sección cambia a 1000x600 mm, luego el colector continúa en sección 1000x700 mm en 73.3 m de largo<br />
hasta la C.I. Nº 5. Desde la C.I. Nº 5 hasta la C.I. Nº 8 el colector recorre un largo de 273.6 m en una<br />
sección de 1000x800 mm. El primer tramo del colector finaliza con sección rectangular de 1000x900<br />
desde la C.I Nº 8 a C.I Nº 9 desde donde descarga al estero Llau – Llau en un largo de 89.5 m.<br />
El segundo tramo del colector se inicia en la intersección de Av. Llaima con Av. General Ernesto Medina<br />
en la cámara de inspección Nº 10, desde donde recorre hasta la C.I Nº 12 en una longitud de 199 m en<br />
sección rectangular de 700x600 mm .Luego el trazado continúa por Av. Presidente José Joaquín Pérez en<br />
sección rectangular de 800x700mm recorriendo desde la C.I. Nº 12 hasta C.I. Nº 15 en un largo de L=<br />
166.5 m, donde empalma al primer tramo del colector.<br />
6.4.2. Trazado en Perfil<br />
Como se explicó en el acápite 6.1.4, por razones constructivas y para asegurar un escurrimiento<br />
gravitacional, se consideró una pendiente mínima de 0,002. Adicionalmente, basado en la información<br />
referente a las interferencias existentes (capítulo 6.6) se persigue un trazado que evite en lo posible las<br />
modificaciones de servicios que se generen por las interferencias con los servicios básicos. Finalmente,<br />
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conjugando lo recientemente expuesto, las cotas de radier definitivas, fueron obtenidas luego de diversas<br />
modelaciones, las que perseguían optimizar las secciones y los diámetros de las tuberías proyectadas.<br />
6.5. Sistema de Captación Superficial y Retención de Sedimentos<br />
6.5.1. Concepción General del Sistema de Drenaje Superficial<br />
Luego de analizado el patrón de drenaje del área de estudio, el espíritu del proyecto es la conservación<br />
y utilización de dicho patrón en la captación de las aguas lluvias. Para ello, se han dispuesto baterías de<br />
sumideros a fin de asegurar que el flujo de las aguas superficiales sea conducido hacia el colector LL-8,<br />
valiéndose para ello de diversas calles, que posean pendientes adecuadas que eviten el encharcamiento<br />
del flujo.<br />
El diseño y verificación de sumideros se realiza mediante el “Diseño de Elementos Urbanos de Aguas<br />
Lluvias”, Capítulo Nº5 del MINVU.<br />
La altura de agua, la cual sirve de base para los cálculos hidráulicos, se obtiene suponiendo escurrimiento<br />
uniforme aplicando la fórmula de Manning.<br />
En el anexo G.1 se desarrolla el cálculo hidráulico y la verificación de los sumideros.<br />
El cálculo de los sumideros se realizó utilizando las siguientes ecuaciones. El detalle de los cálculos de<br />
todos los sumideros se encuentra en el anexo G.1 Memoria Hidráulica.<br />
A continuación de presenta una tabla resumen con los sumideros proyectados y sus características:<br />
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Cuadro Nº 6.8<br />
Características Sumideros, Los Generales, Punta Arenas.<br />
UBICACIÓN CALLE<br />
SUMIDERO TIPO REJILLA CAUDAL<br />
PRINCIPAL ENTRE<br />
Nº<br />
APORTANTE<br />
Av. Los Generales<br />
Reposición<br />
Pavimento<br />
Av Llaima 1 ESP DOBLE 0,002<br />
Av. Los Generales Av Llaima Av. Llaima 2,3 ESP<br />
SIMPLE<br />
/DOBLE<br />
0,0125<br />
Av. Los Generales Av Llaima<br />
Psje. Los<br />
Glaciares<br />
4,5 ESP DOBLE<br />
/SIMPLE<br />
0,006<br />
Av. Los Generales<br />
Pasaje Los<br />
Ventisqueros<br />
Psje. Los<br />
Glaciares<br />
6,7 ESP SIMPLE 0,005<br />
Av. Los Generales<br />
Pasaje Los<br />
Ventisqueros<br />
Av. José Joaquín<br />
Pérez<br />
8,9 ESP SIMPLE 0,006<br />
Av. Los Generales Pasaje Puyehue xxxxxx 10,11 ESP DOBLE 0,003<br />
xxxxxxx Av. Los Generales<br />
Av. Los<br />
Generales<br />
12 ESP DOBLE 0,026<br />
Av. Los Generales Pasaje Portillo Av. Tres Morros 13,14,15 ESP SIMPLE/<br />
DOBLES<br />
0,002<br />
Av. Tres Morros<br />
Av General<br />
Ernesto Medina<br />
Av. Los<br />
Generales<br />
16,17 ESP SIMPLE 0,002<br />
Av. Los Generales Av. Tres Morros Psje. Farellones 18,19,20 ESP SIMPLE/<br />
DOBLES<br />
0,002<br />
Pasaje Antuco<br />
Av General<br />
Ernesto Medina<br />
Av. Llaima 21,22 ESP SIMPLE 0,0115<br />
Av. Los Generales Pasaje Colorado Psje. Antuco<br />
Pasaje Colorado<br />
Av. Llaima<br />
Av General<br />
Ernesto Medina<br />
Av General<br />
Ernesto Medina<br />
Av General<br />
Ernesto Medina<br />
Av General<br />
Ernesto Medina<br />
Av. José Joaquín<br />
Pérez<br />
Av. José Joaquín<br />
Pérez<br />
Av General<br />
Ernesto Medina<br />
Av General<br />
Ernesto Medina<br />
Pasaje Los<br />
Glaciares<br />
Pasaje Los<br />
Glaciares<br />
Pasaje Los<br />
Ventisqueros<br />
Pasaje Puyehue<br />
Av General<br />
Ernesto Medina<br />
Av General<br />
Ernesto Medina<br />
Av. Los<br />
Generales<br />
Av General<br />
Ernesto Medina<br />
23,24,25,<br />
26,29<br />
ESP SIMPLE 0,0012<br />
27,28 ESP SIMPLE 0,0125<br />
30,31,32 ESP DOBLE 0,114<br />
Av. Llaima 33,34 ESP SIMPLE 0,008<br />
Psje. Los<br />
Ventisqueros<br />
Av. José Joaquín<br />
Pérez<br />
Av. José Joaquín<br />
Pérez<br />
Av. Los<br />
Generales<br />
Av. Los<br />
Generales<br />
35 ESP DOBLE 0,005<br />
36 ESP SIMPLE 0,009<br />
37 ESP SIMPLE 0,002<br />
38,39,40,<br />
41<br />
42,43,44,<br />
43<br />
ESP SIMPLE 0,004<br />
ESP SIMPLE 0,004<br />
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6.5.2. Retención de sedimentos<br />
Para la solución al problema del transporte y posterior deposición de partículas finas que los flujos de<br />
aguas lluvia acarrean en suspensión o como arrastre de fondo, se propone la utilización de cámaras con<br />
desarenador, aparatos destinados a remover por gravedad las partículas en cuestión.<br />
La operación de estas obras será sólo por la acción de la fuerza de gravedad, sin la adición de floculantes.<br />
La remoción de sedimentos se hará en forma manual, sin la disposición de elementos automáticos, por lo<br />
que para el éxito del funcionamiento, se debe realizar esta eliminación de manera periódica, a fin de<br />
mantener constante el volumen útil de operación.<br />
6.6. Interferencia con otros Servicios<br />
Como parte del proyecto se realizó un completo catastro de las redes existentes en las calles Av. Llaima y<br />
por Av. Los generales, donde se emplaza un tramo del colector proyectado apoyado por recorridos de<br />
terreno y planchetas de proyectos y construcción de las redes, a objeto de definir claramente la ubicación<br />
del colector de aguas lluvias, tratando de evitar las interferencias, que por una parte aumentan los costos<br />
de las obras en general y, por otra, las molestias de los habitantes del sector, por cortes de suministro de<br />
algunos de esos servicios.<br />
Es así que adicionalmente, se envió una carta a cada servicio con un croquis de las calles anteriormente<br />
mencionadas, con la finalidad de solicitar información y al mismo tiempo un pronunciamiento respecto del<br />
trazado para el colector de aguas lluvias proyectado.<br />
Debido a la modificación del trazado se diseña un nuevo tramo del colector que recorre por Av. General<br />
Ernesto Medina y por Av. Presidente José Joaquín Pérez. En este tramo se generan las interferencias en<br />
base a los datos existentes en el inicio y fin del tramo para las cañerías de gas y agua potable. En cuanto<br />
a los colectores de aguas servidas se utilizó la información existente, entregada por Aguas Magallanes.<br />
Para constatar las interferencias en la modificación del trazado se envió nuevamente una carta a cada<br />
servicio con un croquis del nuevo trazado, un detalle de la correspondencia se encuentra en el anexo A.<br />
Respecto a las respuestas e informaciones recibidas, se puede señalar lo siguiente:<br />
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6.6.1. Teléfonos<br />
La Empresa Telefónica, informó mediante una carta que indica que ésta no posee redes subterráneas en<br />
el trazado proyectado del colector LL-8. Ver cartas en anexo A Correspondencia.<br />
6.6.2. Gas<br />
La empresa que tiene redes de gas en el sector corresponde a Gasco Magallanes. Mediante visitas a<br />
terreno realizadas por personal de la empresa Gasco e ingenieros de nuestra consultora se detectaron los<br />
trazados y las profundidades de las tuberías de gas que existen a lo largo de Av. Llaima y Av. Los<br />
Generales.<br />
Según carta de respuesta de la empresa Gasco, existen interferencias por J.J. Pérez y por Av. Ernesto<br />
Medina.<br />
Por la Av. General Ernesto Medina el trazado de la cañería de gas coincide con el tramo del colector LL-8<br />
pero a un a cota superior, por lo que no es necesario realizar modificaciones de servicios en este tramo.<br />
De a cuerdo a la información de terreno se detecta la interferencia de 8 arranques de gas, incluyendo el<br />
traslado de la línea que abastece a estos arranques. Dichos arranques serán reubicados durante la etapa<br />
de construcción.<br />
Esta información fue incorporada a los planos de planta y longitudinales del proyecto. Ver en anexo A<br />
Correspondencia.<br />
6.6.3. Aguas Servidas y Agua Potable<br />
En general esta información se obtuvo del catastro realizado y del archivo técnico de Aguas Magallanes.<br />
Con respecto a los colectores de alcantarillado, el trazado propuesto para el colector de aguas lluvias por<br />
Av. Los Generales no interfiere con los colectores de aguas servidas existentes ni con las uniones<br />
domiciliarias. Además, el colector proyectado se encuentra trazado por la vereda mientras que los<br />
colectores de aguas servidas existentes se encuentran bajo la calle.<br />
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En el tramo que recorre la Av. José Joaquín Pérez se produce interferencia con las uniones domiciliarias,<br />
para dar solución se proyecta un colector de aguas servidas paralelo al trazado del colector LL-8, con la<br />
finalidad de interceptar todas las uniones domiciliarias de las casas ubicadas en este tramo y descargar en<br />
un punto aguas abajo en Av. los Generales. Ver Anexo H.2<br />
Las matrices de agua potable, al igual que los arranques domiciliarios por Av. Los Generales no se<br />
encuentran en el trazado de este tramo del colector existiendo sólo un cruce con una matriz de agua<br />
potable pero a una cota inferior a la del trazado del colector LL-8.<br />
Las interferencias que existen por el trazado del colector que se desarrolla tanto por Av. General Ernesto<br />
Medina como por Av. José Joaquín Pérez corresponden a 11 arranques domiciliarios.<br />
6.6.4. Electricidad<br />
La Empresa Edelmag informó mediante una carta que indica que ésta no posee redes subterráneas en el<br />
trazado proyectado del colector LM-9. Ver carta en anexo A Correspondencia.<br />
6.6.5. Rotura y Reposición de Pavimentos<br />
El proyecto de “Roptura y Reposición de Pavimentos” se ha desarrollado para los atraviesos de las calles,<br />
que se encuentran pavimentadas con carpetas de hormigón, por la ejecución del colector de aguas lluvia.<br />
Este proyecto se ejecutó de acuerdo a los requerimientos exigidos por el SERVIU XIIª Región.<br />
Las memorias, especificaciones, cubicación y presupuesto de este proyecto se presentan en Anexo H.1<br />
Los proyectos de rotura y reposición de pavimentos fueron ingresados para su aprobación si corresponde.<br />
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7. PRESUPUESTO Y PROGRAMA DE CONSTRUCCIÓN<br />
7.1. Análisis de Precios Unitarios<br />
En este punto se presentan los antecedentes para estimar el costo total, en base a un análisis de precios<br />
unitarios, para las obras del Colector LL-8, Los Generales.<br />
Los precios utilizados para la preparación del presupuesto corresponden a precios de mercado obtenidos<br />
de proyectos similares de la zona y siguiendo una nomenclatura similar a la del Manual de Precios<br />
ONDAC. Estos precios son válidos para Enero del 2007.<br />
Los precios unitarios no incluyen recargo por concepto de imprevistos, gastos generales, utilidades ni IVA.<br />
En el Anexo I.2 se presenta el resumen de precios unitarios de las partidas identificadas para el proyecto.<br />
Cabe hacer notar, que los precios unitarios de las cámaras incluyen excavación, entibación y chimenea de<br />
acceso.<br />
7.2. Presupuesto de las Obras<br />
Se presenta el presupuesto para la construcción del colector LL-8, Los Generales.<br />
Se presentan en forma separada en el presupuesto los costos directos de las obras hidráulicas, los costos<br />
directos de la ruptura y reposición de pavimentos y los costos directos de los proyectos de solución a<br />
interferencias con servicios existentes.<br />
Como se mencionó anteriormente, los precios unitarios no incluyen recargo por concepto de imprevistos,<br />
gastos generales, utilidades ni IVA. Sin embargo, en el total de cada obra se agregará un 35% por<br />
concepto de gastos generales, utilidades e imprevistos y un 19% correspondiente al IVA.<br />
El Cuadro N°3.1, muestra el resumen de los presupuestos del proyecto del Colector LL-8.<br />
El desglose del presupuesto se muestra en el Anexo I.3.<br />
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Cuadro N° 3.1<br />
Resumen Presupuesto de Obras<br />
PROYECTO<br />
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RESUMEN PRESUPUESTO<br />
Designación Total $<br />
1 INSTALACIÓN DE FAENAS 2.412.451<br />
2 MOVIMIENTO DE TIERRA 37.681.643<br />
3 SUMINISTRO, TRANSPORTE Y COLOCACIÓN DE TUBERÍAS 7.727.026<br />
4 CAMARAS DE INSPECCION 22.641.178<br />
5 OBRAS DE HORMIGÓN 216.541.347<br />
6 SUMIDEROS 23.235.778<br />
7 DEMOLICIÓN, RETIRO Y TRANSPORTE DE OBRAS EXISTENTES 2.339.254<br />
8 ROTURA Y REPOSICIÓN DE PAVIMENTO 51.507.626<br />
9 PROYECTO MODIFICACIÓN DE SERVICIOS 56.498.900<br />
11 OBRAS VARIAS 200.000<br />
TOTAL COSTO DIRECTO (S/IVA) 420.785.202<br />
TOTAL INVERSION DE OBRAS 420.785.202<br />
Gastos Generales Directos y Utilidades (35%) 147.274.821<br />
TOTAL NETO (S/IVA) 568.060.022<br />
IVA (19%) 107.931.404<br />
TOTAL 675.991.426<br />
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7.3. Programa de Construcción.<br />
Se ha elaborado una programación de la construcción de las obras del Colector LL-8, ésta es general y<br />
una vez conocidos los plazos de construcción requeridos y las formas de pago del Mandante, la<br />
programación de las obras deberá ser detallada por el Contratista según propios recursos y planificación.<br />
No se tienen antecedentes de la programación para la construcción de esta obra, pero para efectos del<br />
cronograma se ha supuesto que se construiría el colector en el año 2008, por lo que los plazos y<br />
programación de las obras se adaptaran a esta condición. El Colector LL-8, requiere de la ejecución de<br />
todas las obras proyectadas, por lo que no se contempla su construcción en etapas.<br />
La programación se elaborará en base a lo siguiente:<br />
• 8 horas por turno<br />
• 1 turno diario<br />
• Rendimientos utilizados en el Análisis de Precios Unitarios<br />
• Cubicaciones<br />
• Partidas principales: movimiento de tierras, instalación de ductos y modificación de servicios.<br />
La ejecución de todos los tramos se realizarán siempre desde aguas abajo hacia aguas arriba.<br />
Se trabajará en tramos completos por Av. los Generales, Av. General Ernesto Medina y por Av. Presidente<br />
José Joaquín Pérez, delimitados por las cámaras de inspección. De a cuerdo a la cantidad de cámaras por<br />
Av. Los Generales se obtienen 9 tramos, para Av. General Ernesto Medina dos y para la Av. Presidente<br />
José Joaquín Pérez 4 tramos.<br />
El largo de cada tramo y su tiempo estimado es variable, desde el inicio de la excavación hasta el relleno<br />
depende de las condiciones encontradas durante la excavación.<br />
Para dar cumplimiento a esta secuencia, se establecerá un frente de trabajo. Por las características de los<br />
ductos proyectados, los frentes de trabajo serán los siguientes:<br />
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Frente 1 : De instalación de Tubos de HDPE (diámetro hasta 1.000 mm.)Se consideran jornadas de<br />
trabajo de 8 horas y meses de 21 días hábiles.<br />
Frente 2 : De la confección del colector sección hormigón in situ (diámetro hasta 1.000 mm.)Se<br />
consideran jornadas de trabajo de 8 horas y meses de 21 días hábiles.<br />
Los rendimientos adoptados para las distintas actividades son:<br />
• Demolición de pavimentos: Se hará con excavadora tipo, con martillo hidráulico. Rendimiento de<br />
110 m 2 /día.<br />
• Excavación: Se hará con excavadora oruga, con un rendimiento de 25 m 3 /hr. Y apoyo de mano de<br />
obra, por la cantidad de interferencias existentes en el terreno.<br />
• Relleno manual: Se hará con vibropisón, rendimiento de 30 m 3 /día y 2 cuadrillas de trabajo.<br />
• Relleno con máquina: Se hará con rodillo liso doble tambor con un rendimiento de 60 m 3 /día y 2<br />
cuadrillas de trabajo.<br />
• Entibación: En caso de ser necesaria, se hará con tableros prefabricados de pino bruto en módulos<br />
de 3 x 3 metros, con el apoyo de una grúa para la colocación. Se consideró un rendimiento de 72<br />
m 2 /día y 2 cuadrillas de trabajo.<br />
• Colocación de Tubos: Se hará con grúa y apoyo de mano de obra. El rendimiento promedio<br />
considerado es de 200 ml por mes.<br />
• Pavimentación: El rendimiento adoptado es de 150 m 2 /día para pavimentos de hormigón.<br />
• Instalación de cámaras de inspección y construcción de sumideros: Se hará con moldaje metálico.<br />
Se considera un rendimiento de 2 días/cámara.<br />
Las actividades se han agrupado en las 7 partidas siguientes:<br />
1. Instalación de Faenas, Permisos y Otros.<br />
2. Movimiento de Tierras<br />
• . Excavación Zanjas<br />
• . Rellenos<br />
• . Retiro de Excedentes<br />
3. Suministro e Instalación de Ductos<br />
4. Obras de Hormigón<br />
5. Modificación de Servicios<br />
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6. Sumideros y Baterías<br />
7. Reposición de Condiciones Iniciales del Terreno<br />
Partida Nº1, “Instalación de Faenas, Permisos y Otros”, se han estimado 15 días.<br />
Partida Nº2, “Movimiento de Tierras”, se ha dividido en subactividades:<br />
• Excavación en zanjas, incluye la rotura de pavimentos, la entibación y la excavación propiamente<br />
tal.<br />
• Rellenos, incluye los rellenos de zanjas.<br />
• Retiro de excedentes<br />
Partida Nº3, “Suministro e Instalación de Ductos”, incluye la cama de apoyo, cámaras tipo y suministro<br />
e instalación de ductos.<br />
Partida Nº4, “Obras de Hormigón”, incluye la construcción de todas las obras de hormigón.<br />
Partida Nº5, “Modificación de Servicios”, incluye la modificación de servicios de agua potable. Incluye<br />
todas las actividades asociadas a esta partida. En este caso para esta actividad se deberá realizar el corte<br />
del sumistro de agua entre las dos cámaras de válvulas más cercanas a la obra de modificación.<br />
Partida Nº6, “Sumideros y Baterías”, se deben ejecutar en forma paralela a la construcción de ductos.<br />
Partida Nº7, “Reposición de Condiciones Iniciales del Terreno”, se contempla la restauración de jardines<br />
y el terreno en general, incluyendo la reposición de pavimentos. Esta partida podrá efectuarse en gran<br />
medida en forma paralela a la ejecución de las obras, por lo que su influencia en el plazo general será al<br />
final de la construcción (cierre de zanjas) y en un tiempo estimado de 30 días.<br />
Cabe destacar que los plazos podrían ser reducidos si se considera un mayor número de frentes de<br />
trabajo.<br />
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8. ANTECEDENTES AMBIENTALES Y PARTICIPACION CIUDADANA<br />
Toda la información de participación ciudadana se encuentra en el Anexo K del presente informe.<br />
9. EVALUACIÓN ECONÓMICA DEL PROYECTO<br />
Para realizar la Evaluación Económica de los proyectos que permiten resolver el drenaje de las Aguas<br />
Lluvias de la ciudad de Punta Arenas, se requiere además de determinar los costos asociados a dichos<br />
proyectos, ya sea de inversión inicial como mantención, determinar también los beneficios obtenidos por<br />
la ejecución y operación de dichos proyectos.<br />
9.1. Beneficios Asociados a los Proyectos de Aguas Lluvias<br />
La experiencia que existe con relación a la evaluación beneficio costo en inversiones de esta naturaleza,<br />
es que hay una gran dificultad en la cuantificación de los beneficios que representan las inversiones en<br />
proyectos de drenaje, por la cuantificación del daño que se evita por la solución de los problemas que son<br />
causados por dichas inundaciones.<br />
Los Beneficios que se obtienen por la ejecución de proyectos de drenaje de aguas lluvias, se asocian<br />
directamente a los daños evitados que se espera de dichos proyectos. La experiencia de la DOH en la<br />
ejecución de los Planes Maestros, ha orientado la metodología que se utiliza y que recoge además las<br />
recomendaciones entregadas por Mideplan.<br />
Para determinar el beneficio anual esperado de los proyectos de Aguas Lluvias, la idea primordial consiste<br />
en determinar el daño anual evitado por éstos. Para obtener dicho daño evitado, se debe considerar, para<br />
tormentas con distinta probabilidad de ocurrencia, el daño ocasionado para la situación sin proyecto y<br />
ocasionado para la situación con proyecto. La diferencia entre ambos corresponde al daño evitado.<br />
Para la correcta evaluación de los daños evitados, se debe considerar una serie de variables que son<br />
afectadas por las inundaciones y que permiten, al cuantificar dichos efectos, evaluar el nivel de daño<br />
asociado a distintos tipos y niveles de inundación.<br />
Los beneficios a considerar en la evaluación serán los siguientes:<br />
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- Disminución del daño en propiedades residenciales e industriales.<br />
- Disminución de daños en la infraestructura vial.<br />
- Reducción de gastos en limpieza de vías y sumideros.<br />
- Disminución del ausentismo laboral y escolar.<br />
- Disminución de costos de viaje.<br />
9.1.1. Daño en Propiedades Residenciales e Industriales<br />
El daño en las propiedades residenciales e industriales “Dp” se estimará como un porcentaje del valor de<br />
ellas de acuerdo a la siguiente fórmula:<br />
Donde:<br />
D p<br />
= Superficie Área Inundada * Costo Re paración<br />
r<br />
i<br />
( 1 PR)<br />
Pd<br />
Costo Re paración = V * PR + V * − *<br />
Vr: Valor promedio de la propiedades residenciales 8 UF/m².<br />
Vi: Valor promedio de la propiedades industriales 4 UF/m².<br />
PR: proporción de propiedades residenciales en el área inundada.<br />
El porcentaje de daños en la propiedad “Pd” variará en función de la altura de la inundación, de acuerdo<br />
al Cuadro Nº 9.1:<br />
Cuadro Nº 9.1<br />
Porcentaje de Daño en las Propiedades para Diferentes Niveles de Inundación.<br />
Altura de agua sobre la solera (m) Pd (%)<br />
0 – 0,05 0<br />
0,05 – 0,10 5<br />
0,10 – 0,15 10<br />
0,15 – 0,20 15<br />
0,20 y mayores 20<br />
Fuente: Actualización Estudio Plan Maestro de Aguas Lluvias del Gran Santiago Colector Santa<br />
Rosa, AC Ingenieros Consultores, Dirección de Obras Hidráulicas, MOP, 1999.<br />
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La proporción de propiedades residenciales en el área inundada corresponde a la observada en el año de<br />
evaluación y sus proyecciones a través del tiempo, de acuerdo a lo definido por el Plan Regulador y las<br />
tendencias del mercado inmobiliario.<br />
Las áreas de inundación y sus alturas se han obtenido a partir de las simulaciones computacionales que<br />
se han realizado con el modelo SWMM y la información que se ha obtenido de terreno (entrevistas a<br />
pobladores, revisión de noticias, visitas en días de lluvias, etc.).<br />
9.1.2. Daños en la Infraestructura Vial<br />
El daño en la infraestructura vial se determina en función de la superficie inundada y la altura de<br />
inundación producida en las calles de interés, información proporcionada por el modelo de simulación<br />
computacional de las tormentas.<br />
El costo por deterioro de pavimentos (Cd) se obtiene de la siguiente ecuación:<br />
Donde:<br />
C<br />
d<br />
=<br />
n<br />
np np np p p p<br />
∑ ( Ω i * Si<br />
* Cr + Ω i * Si<br />
* Cr ) * ∏<br />
i=<br />
1<br />
Ωi np : Coeficiente de rotura de calles no pavimentadas asociado a la inundación i.<br />
Ωi p : Coeficiente de rotura de calles pavimentadas asociado a la inundación i.<br />
Si np : Superficie de calles no pavimentadas que es inundada por la tormenta i.<br />
Si p : Superficie de calles pavimentadas que es inundada por la tormenta i.<br />
Cr np : Costos de reposición de calles no pavimentadas = 0,33 UF/m².<br />
Cr p : Costos de reposición de calles pavimentadas = 2,01 UF/m².<br />
∏r: Probabilidad cruzada de ocurrencia de la tormenta i.<br />
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i
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Cuadro Nº 9.2<br />
Coeficiente de Rotura en Calles para Diferentes Alturas de Inundación.<br />
Altura de agua<br />
(m)<br />
Ωi p<br />
Calles<br />
Pavimentadas<br />
Ωi np<br />
Calles<br />
Sin pavimentar<br />
0,05
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Altura [m] Limpieza<br />
Cuadro N° 9.4<br />
Costo de Limpieza en Calles por m².<br />
Volumen Costo por metro lineal de calle<br />
[m³/ml]<br />
Jornal<br />
[$/ml]<br />
Cargador<br />
[$/ml]<br />
Camión<br />
[$/ml]<br />
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Total<br />
limpieza<br />
[$/ml]<br />
Total<br />
limpieza<br />
[$/m²]<br />
0,07
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Poder definir el costo que producen distintos grados de inundación en las variables mencionadas y en<br />
otras que pudiesen aparecer, es una tarea que no es posible definir exactamente, si no se cuenta con<br />
antecedentes reales obtenidos de realizar encuestas a todos los agentes involucrados.<br />
Sin embargo, se puede obtener una aproximación bastante aceptable si se utilizan índices que consideren<br />
gran parte de las posibles variables involucradas.<br />
De acuerdo a la metodología utilizada el costo de viaje de vehículos y personas Cv se calculará de acuerdo<br />
a la siguiente fórmula:<br />
Donde:<br />
C = C + C<br />
v<br />
c<br />
Cc: Costo por consumo de combustible.<br />
Ct: Costo de tiempo de viaje.<br />
- Costos de consumo de combustible (Cc)<br />
t<br />
El costo de consumo de combustible se calcula de la siguiente forma:<br />
Donde:<br />
C<br />
c<br />
n<br />
⎛ L<br />
= ⎜ * P * F * ∑∏<br />
⎝η<br />
i=<br />
1<br />
i<br />
⎞<br />
* Ti<br />
⎟ * E<br />
⎠<br />
L: Distancia recorrida por los vehículos en la zona de inundación (Km).<br />
η: Rendimiento del vehículo (Km/lt).<br />
P: Precio del combustible ($).<br />
F: Flujo vehicular (vehículos/hr).<br />
∏r: Probabilidad cruzada de ocurrencia de la tormenta i.<br />
Ti: Duración de la inundación producida por la tormenta i (horas).<br />
E: Número de eventos de lluvia al año que producen inundaciones.<br />
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La probabilidad cruzada de ocurrencia de la tormenta i es la probabilidad de que se produzca una<br />
tormenta de intensidad PPi y de duración Di, la cual se obtiene al multiplicar la probabilidad asociada a la<br />
intensidad (período de retorno) por la asociada a la duración.<br />
El flujo vehicular es adoptado de valores medidos en el estudio “Actualización de Encuestas Origen y<br />
Destino de Viajes” (Mideplán - Sectra, 2006). En el Cuadro Nº 9.5 se expone un resumen de los<br />
antecedentes utilizados en la presente evaluación.<br />
Cuadro Nº 9.5<br />
Flujo Vehicular por Tipo de Calle.<br />
Código Calle Localización<br />
Flujo Máximo<br />
[veq/hr]<br />
1 Vía Urbana de Tránsito Importante - España entre Turina y República 739<br />
2<br />
Vía Urbana de Tránsito Medio - Zenteno entre República e Ignacio Carrera<br />
Pinto.<br />
545<br />
3<br />
Vía Urbana de Tránsito Bajo - Los Genrales entre Presidente Bulnes y José<br />
Joaquín Pérez<br />
215<br />
4<br />
Vía Local de Tránsito Menor - Señoret entre Ignacio Carrera Pinto y<br />
Turina. 98<br />
5 Vía Tipo Pasaje. 40<br />
Fuente: Actualización de Encuestas Origen y Destino de Viajes” (Mideplán - Sectra, 2006)<br />
El rendimiento de los vehículos para diferentes alturas de inundación en la calle se ha estimado de<br />
acuerdo al Cuadro Nº 9.6.<br />
Cuadro Nº 9.6<br />
Disminución del Rendimiento de Vehículos en Calles Inundadas.<br />
Altura de agua<br />
(cm)<br />
Variación de η<br />
(%)<br />
η<br />
(km/lt)<br />
0 – 5 100 7,0<br />
5 – 15 80 5,6<br />
15 – 20 60 4,2<br />
20 – 25 40 2,8<br />
25 – 30 20 1,4<br />
30 y mayores No se puede circular No se puede circular<br />
Fuente: Actualización Estudio Plan Maestro de Aguas Lluvias del Gran<br />
Santiago Colector Santa Rosa, AC Ingenieros Consultores, Dirección de<br />
Obras Hidráulicas, MOP, 1999.<br />
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- Costo del tiempo de viaje (Ct)<br />
El costo del tiempo de viaje de los pasajeros Ct se calcula de acuerdo a la siguiente fórmula:<br />
Donde:<br />
Donde:<br />
C<br />
t<br />
n<br />
⎛<br />
⎞<br />
= ⎜t<br />
* N1*<br />
Vt<br />
* ∑∏ * T E<br />
i i ⎟ *<br />
⎝<br />
i=<br />
1 ⎠<br />
N1: Flujo vehicular x tasa de ocupación.<br />
Cs: Costo ponderado del salario de los pasajeros que entrega MIDEPLAN. (776,6 $/hora/pasajero<br />
al 01/12/06).<br />
t: Tiempo de viaje. Corresponde a la razón entre la longitud de la inundación, L, y la velocidad<br />
de circulación reducida, Vi.<br />
V = C * V<br />
i<br />
v<br />
n<br />
Vn: Velocidad de desplazamiento vehicular en condiciones normales (50 Km/hr).<br />
Cv: Coeficiente de reducción de la velocidad que es función de la altura de inundación, se obtiene<br />
de acuerdo al Cuadro Nº 9.7.<br />
Cuadro Nº 9.7<br />
Reducción de la Velocidad de Desplazamiento de Vehículos por Inundación.<br />
Altura de inundación<br />
(m)<br />
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Cv<br />
0,05 – 0,10 0,40<br />
0,10 – 0,15 0,30<br />
0,15 – 0,20 0,20<br />
0,20 – 0,25 0,15<br />
0,25 – 0,30 0,10<br />
Mayores o iguales a 0,30 No se puede circular<br />
Fuente: Actualización Estudio Plan Maestro de Aguas Lluvias del<br />
Gran Santiago Colector Aguas Lluvias Vicuña Mackenna, IFARLE<br />
Ltda., Dirección de Riego, MOP, 1996.
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9.2. Daño Esperado<br />
Para determinar el daño esperado se establecen los daños de acuerdo a la simulación realizada en los<br />
escenarios correspondientes a las situaciones con y sin proyecto.<br />
9.2.1. Daños Situación Sin Proyecto<br />
Esta simulación permite establecer las curvas de Daño Producido v/s Probabilidad de Ocurrencia de la<br />
tormenta. Para generar la curva basta con graficar los daños asociados a las Probabilidades de Ocurrencia<br />
0.5, 0.2 y 0.1, asociadas a T=2, 5 y 10 años. Como se necesita calcular el área bajo la curva, se extrapola<br />
siguiendo la tendencia lineal, considerando un valor estimado del daño para P = 1 (T=1 año) equivalente<br />
a cero y para lluvias mayores a 10 años, el daño no se altera significativamente.<br />
El área bajo la curva representa el Daño Total Anual Esperado, ocasionado por todas las tormentas que se<br />
espera ocurran en un año y cuyo período de retorno es T > 1 año.<br />
Luego se genera la curva de Daño Producido v/s Probabilidad de Ocurrencia cuya área encerrada<br />
representa el Daño Total Anual Esperado.<br />
9.2.2. Daño Situación Con Proyecto<br />
El daño anual esperado para la situación con proyecto, corresponde al daño que puede existir, una vez<br />
que se ejecuten las obras correspondientes, para tormentas de T=2, 5 y 10 años. Este daño, que<br />
evidentemente será menor al daño esperado para la situación sin proyecto, se obtiene del mismo modo<br />
que en la situación sin proyecto, esto es, calculando el área bajo la curva de daño v/s probabilidad de<br />
ocurrencia.<br />
Para determinar la curva de daño, se considerará que un diseño dado, por ejemplo T=5 años evita todos<br />
los daños para tormentas de hasta 5 años y para tormentas mayores se produce un daño que se obtiene<br />
de la simulación correspondiente.<br />
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9.3. Beneficio Anual Esperado<br />
El Beneficio Anual Esperado se define como el daño que evita la construcción de los proyectos de<br />
solución, para los distintos períodos de diseño. Esto es equivalente al área entre las curvas de daño para<br />
las situaciones con y sin proyecto.<br />
Daños ($)<br />
60,000,000<br />
50,000,000<br />
40,000,000<br />
30,000,000<br />
20,000,000<br />
10,000,000<br />
0<br />
Fuente: Elaboración Propia.<br />
Figura Nº 9.1<br />
Curva de Daños v/s Probabilidad de excedencia (1/T)<br />
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2<br />
Probabilidad de Ocurrencia<br />
Sin Proyecto<br />
Con Proyecto<br />
A continuación se presenta el Cuadro N° 9.8, el cual resume los daños anuales esperados para la<br />
situación sin y con proyecto, y por ende el beneficio anual esperado y actualizado para el proyecto de<br />
solución analizado.<br />
Cuadro N° 9.8<br />
Daños Anuales Esperados Situación Sin y Con Proyecto.<br />
Código<br />
de<br />
Daño Situación sin Proyecto [$]<br />
Daño Situación con<br />
Proyecto [$]<br />
Beneficio Beneficio<br />
Esperado Actualizado<br />
Proyecto Tr= 2 años Tr= 5 años Tr= 10 años Tr= 5 años Tr= 10 años Total [$] ($)<br />
DISEÑO CONSTRUCCIÓN COLECTOR LL-8 1,510,640 15,131,547 55,462,791 0 0 11,949,984 112,651,480<br />
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9.4. Evaluación Económica de los Proyectos<br />
Una vez determinados los flujos de Ingresos (Beneficios) y Costos asociados a los proyectos de aguas<br />
lluvias, se procede a la evaluación económica de éstos, principalmente a través de la estimación del Valor<br />
Actual Neto, VAN y de la estimación del valor de la tasa interna de retorno, TIR.<br />
Valor Actual Neto<br />
Corresponde a un criterio financiero para el análisis de proyectos de inversión, en particular los de aguas<br />
lluvias, que consiste en determinar el valor actual de los flujos que se esperan en el transcurso de la<br />
inversión, tanto de los flujos positivos, beneficios neto, como de las salidas de capital, incluida la inversión<br />
inicial, que se representan con signo negativo.<br />
Donde:<br />
Bt: Beneficio neto del proyecto.<br />
Bt<br />
Valor Actual Neto = Io t<br />
( 1 i)<br />
−<br />
+<br />
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n<br />
∑<br />
t=<br />
1<br />
Io: inversión inicial en el momento cero de la evaluación.<br />
i: tasa de descuento.<br />
El análisis del proyecto se realizó utilizando un horizonte de 30 años y una tasa de descuento de 10 %.<br />
Además se consideró que las inversiones se producen en su totalidad el año cero y luego a lo largo de<br />
toda la vida útil, se realiza una mantención de las obras y se obtienen los beneficios de ellas.<br />
Como el flujo neto a lo largo de la vida útil del proyecto se mantiene, esto es beneficio menos costo de<br />
mantención, no es necesario analizar el comportamiento año a año de éste y basta con actualizarlo al año<br />
cero en su conjunto.<br />
Tasa Interna de Retorno<br />
Generalmente conocido por su acrónimo TIR, es el tipo de descuento que hace que el Valor Actual Neto<br />
del proyecto sea igual a cero. En términos matemáticos, la TIR se calcula como:
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n<br />
∑<br />
t=1<br />
Bt<br />
Io t<br />
r<br />
− = 0<br />
( 1+<br />
)<br />
donde r es la tasa interna de retorno. La tasa así calculada (TIR) se compara con la tasa de descuento<br />
ocupada en la evaluación.<br />
El análisis teórico expuesto anteriormente se ha aplicado al proyecto denominado Diseño Construcción<br />
Colector LL-8, Avenida Los Generales, Punta Arenas. En función de esto, en el Cuadro Nº 9.9 se<br />
presentan los costos asociados a las obras, tanto de inversión como de mantención y operación, los<br />
beneficios anuales esperados como también los costos y beneficios actualizados.<br />
Dado estos resultados se determinaron los indicadores económicos VAN y TIR, los cuales se presentan en<br />
el Cuadro Nº 9.10.<br />
Cuadro N° 9.9<br />
Costos de Inversión, Beneficios y Costos Actualizados Proyecto Colector LL-8.<br />
Precio Privado Precios Sociales<br />
Nombre<br />
del<br />
Proyecto<br />
Beneficio<br />
Esperado<br />
Total [$]<br />
Costo Privado<br />
Proyecto ($)<br />
Costo Social<br />
Proyecto ($)<br />
Mant y Op<br />
($)<br />
DISEÑO CONSTRUCCIÓN<br />
COLECTOR LL-8.<br />
11,949,984 420,785,202 399,745,942 1,998,730<br />
Cuadro N° 9.10<br />
Indicadores Económicos Proyecto Colector LL-8.<br />
VAN ($) TIR<br />
- 287,716,874 -2%<br />
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