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2016 01-torres

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Análisis comparativo de la factibilidad económica, técnica y social de las soluciones de aguas lluvias, zanja de infiltración y cubo de drenaje en pasaje de la comuna de Conchalí

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2016 01-torres

  1. 1. FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE INGENIERÍA ANÁLISIS COMPARATIVO DE LA FACTIBILIDAD ECONÓMICA, TÉCNICA Y SOCIAL DE LAS SOLUCIONES DE AGUAS LLUVIAS, ZANJA DE INFILTRACIÓN Y CUBO DE DRENAJE EN PASAJE DE LA COMUNA DE CONCHALÍ. TESIS PARA OPTAR AL GRADO DE: INGENIERO CONSTRUCTOR. PROFESOR GUÍA JAIME ARRIAGADA ARAYA. PROFESOR INFORMANTE LILIANA GARCIA PARRA. AXCEN ISRAEL TORRES VARAS. SEPTIEMBRE 2016 SANTIAGO – CHILE
  2. 2. AGRADECIMIENTOS En primer lugar agradecer a mi profesor guía Jaime Arriagada, quien confió en mí, para desarrollar este trabajo entregando sus conocimientos y ayuda necesaria para concluirlo. A mis colegas quienes entregaron importantes conocimientos para desarrollar gran parte de este trabajo, además de realizar críticas constructivas para una mejor calidad del proyecto. En general a mis profesores quienes fueron los encargados de entregarme sus conocimientos para mi formación personal y profesional.
  3. 3. TABLA DE CONTENIDOS CONTENIDO. PAG AGRADECIMIENTO..........................................................................................................................ii 2.PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN................................................................................................. 1 2.1 ANTECEDENTES Y PLANTEAMIENTOS DEL PROBLEMA............................................................ 1 2.2 PREGUNTA DE INVESTIGACIÓN. .............................................................................................. 3 2.2.1 PREGUNTA PRINCIPAL........................................................................................................... 3 2.3 ALCANCE .................................................................................................................. 3 I. OBJETIVOS …………………………………………………………………………………………………………. 4 3.1 GENERAL .................................................................................................................................. 4 3.2 ESPECÍFICOS............................................................................................................................. 4 II.MARCO TEÓRICO. ................................................................................................. 5 4.1 MINISTERIO DE VIVIENDA Y URBANISMO................................................................................ 7 4.1.2 SERVICIOS DEPENDIENTES DEL MINISTERIO DE VIVIENDA Y URBANISMO. ........................ 8 4.2 PROGRAMA DE PROYECTOS E INSPECCIÓN DE PAVIMENTACIÓN PARTICIPATIVA............... 11 4.3 COMENTARIOS....................................................................................................................... 23 5. MÉTODOS CONSTRUCTIVOS. ................................................................................................. 25 5.1 SOLUCIÓN DE AGUAS LLUVIAS. ............................................................................................. 25 5.2 ZANJAS DE INFILTRACIÓN. (DISEÑO)..................................................................................... 31 5.3 PROCEDIMIENTOS DE DISEÑO DE UNA ZANJA DE INFILTRACIÓN. ....................................... 33 5.3.1 FACTIBILIDADES. ................................................................................................................. 33 5.3.2 CAPACIDAD HIDRÁULICA DE LAS CALLES............................................................................ 35 5.3.3 DIMENSIONAMIENTO. ....................................................................................................... 37 5.3.4 DISEÑO DE DETALLE............................................................................................................ 37 5.3.5 LLUVIA DE DISEÑO. ............................................................................................................ 39 5.3.6 TASA DE INFILTRACIÓN....................................................................................................... 40 5.3.7 VOLUMEN ACUMULADO.................................................................................................... 40
  4. 4. 5.3.8 VOLUMEN INFILTRADO...................................................................................................... 41 5.3.9 VOLUMEN DE ALMACENAMIENTO.................................................................................... 42 5.3.10 TIEMPO TOTAL DE INFILTRADO. ....................................................................................... 43 5.3.11 MATERIAL DE RELLENO Y GEOTEXTIL. .............................................................................. 43 5.3.12 TUBERÍAS........................................................................................................................... 45 5.3.13 PENDIENTE DE FONDO..................................................................................................... 47 5.3.14 FUNCIONAMIENTO Y MANTENCIÓN................................................................................ 47 5.3.15 COMENTARIOS................................................................................................................. 49 5.4 CÁMARA DE DECANTACIÓN Y SUMIDEROS........................................................................... 50 5.4.1 CÁMARAS DE INSPECCIÓN.................................................................................................. 50 5.4.2 SUMIDEROS......................................................................................................................... 52 5.4.3 PRESUPUESTOS................................................................................................................... 56 5.4.4 COMENTARIOS.................................................................................................................... 57 5.5 CUBO DE DRENAJE................................................................................................................. 57 5.5.1 EL CUBO. ............................................................................................................................. 58 5.5.2 ENSAMBLAJE....................................................................................................................... 58 5.5.3 VOLUMEN. .......................................................................................................................... 59 5.5.3 PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO...................................................................................... 60 5.6 COMENTARIOS....................................................................................................................... 62 5.7 COMENTARIOS MARCO TEÓRICO.......................................................................................... 63 III.DESARROLLO. ......................................................................................................... 66 6. VARIABLES DETERMINANTES PARA LA UTILIZACIÓN DE UN MÉTODO CONSTRUCTIVO...... 66 6.1 VARIABLE ECONÓMICA.......................................................................................................... 66 6.1.1 PRESUPUESTOS DE DISEÑO. ............................................................................................... 66 6.1.2 PRESUPUESTOS DE DISEÑO ZANJA DE INFILTRACIÓN. ....................................................... 67 6.1.3 VALORES DE ZANJA DE INFILTRACIÓN CON METODOLOGÍA DE CUBOS DE DRENAJE. ...... 69 6.2 VARIABLE TÉCNICA................................................................................................................. 72 6.2.1 ESPACIO PÚBLICO. .............................................................................................................. 72 6.2.2 INSTALACIONES................................................................................................................... 76
  5. 5. 6.2.3 TIPO DE SUELO (CAPACIDAD DE INFILTRACIÓN). ............................................................... 80 6.3 VARIABLE SOCIAL. .................................................................................................................. 84 6.3.1 PRINCPALES FACTORES SOCIALES....................................................................................... 86 6.4 COMENTARIOS....................................................................................................................... 89 IV.DESARROLLO. ……………………………………………………………………………………………………………91 7.1 CASOS DE ESTUDIO................................................................................................................ 92 7.1.1 CONCHALÍ............................................................................................................................ 92 7.1.3 UBICACIÓN PASAJE DOVER................................................................................................. 96 7.1.4 COMENTARIOS.................................................................................................................... 98 7.2 DESARROLLO PASAJE FUSAN. ................................................................................................ 99 7.2.1 VARIABLES PASAJE FUSAN. ............................................................................................... 100 7.2.2 DIMENSIONAMIENTO FUSAN. .......................................................................................... 104 7.2.2.1 ZANJA FUSAN................................................................................................................. 105 7.2.2.2 DREN FUSAN. ................................................................................................................. 108 7.2.3 COMENTARIOS PASAJE FUSAN. ........................................................................................ 110 7.3 DESARROLLO PASAJE DOVER............................................................................................... 113 7.3.1 VARIABLES PASAJE DOVER................................................................................................ 115 7.3.2 DIMENSIONAMIENTO DOVER........................................................................................... 120 7.3.2.1 ZANJA DOVER................................................................................................................. 121 7.3.2.2 DREN DOVER.................................................................................................................. 123 7.3.3 CONCLUSIÓN PASAJE DOVER............................................................................................ 126 7.4 COMENTARIOS DE CASOS DE ESTUDIO. .............................................................................. 128 V.CONCLUSIÓN. ………………………………………………………………………………………. 130 VI.BIBLIOGRAFÍA. ………………………………………………………………………………………. 130
  6. 6. 1 2. PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN. 2.1 ANTECEDENTES Y PLANTEAMIENTOS DEL PROBLEMA Los conflictos generados por la urbanización de los suelos al verse enfrentados al clima del lugar, generan graves inundaciones, pérdidas de agua potables, desbordes de ríos y más. La ingeniería desde hace siglos busca mitigar los resultados producidos por la suma de la urbanización del hombre y la naturaleza, hoy en día a esto lo llamamos solución de aguas lluvias. Los drenajes son métodos de absorción de aguas residuales por medio de infiltración en terreno natural, para esto es necesaria una previa conducción de las aguas, un sistema de recepción de las mismas y un sector donde lograr la evacuación para infiltrar. Los métodos de drenajes son bastantes, pero no todos eficaces, contaminan y gastan grandes cantidades de recursos. Es por esto que se desea realizar un análisis económico entre la zanja de infiltración tradicional y el cubo Dren para pasajes y calles locales. El análisis será desarrollado en un sector acotado con alto grado de complejidad técnica y un nivel de beneficio social valioso. Este tema no ha sido abordado con anticipación desde un punto de análisis técnico-económico, esta información es restringida al ser un tema de
  7. 7. 2 especialización y de poco acceso, es por esto que se realizara un análisis empírico y bibliográfico por medio de estudios en terreno, verificación de presupuestos con distintas constructoras y simulaciones de cálculos por medio de fórmulas matemáticas que unifiquen criterios. La información existente del tema es poca y monopolizada, los presupuestos y manejos de estas soluciones de aguas lluvias son exclusivos de las pocas constructoras y entidades públicas que trabajan en pavimentación de pasajes y calles locales. Para el estudio será necesario analizar el precio de desarrollo por metros cuadrados y lineales las zanjas y los drenes, sumado a esto la realidad o el contexto de cada una de las soluciones. Se reconocen como variables importantes el sistema técnico de construcción y el valor económico que este método tiene. Al realizar este estudio se podrá aportar claramente en el desarrollo de normativas para la realización de proyectos evacuación de aguas lluvias, ya que se determinara el impacto económico que tiene una versus la otra. Este aporte será directo para instituciones públicas las cuales están en dominio del bien de uso público y son quienes generan los presupuestos de licitaciones para obras de esta envergadura.
  8. 8. 3 2.2 PREGUNTA DE INVESTIGACIÓN. 2.2.1 PREGUNTA PRINCIPAL. ¿Qué método dentro de los dos existentes para solucionar problemas de aguas lluvias, Zanjas de infiltración y Cubo Dren, en el marco del programa de pavimentación participativa de SERVIU RM, es el más adecuado en relación a solución técnica, social y precio para pasajes y calles locales de la comuna de Conchalí? 2.3 ALCANCE Los alcances del proyecto son desde la optimización del programa de proyectos de Ingeniería de pavimentos participativos a la ejecución del programa de obras del mismo, esto debido a que gracias a la comparación de factores económicos y técnicos que se realizara podremos ser guía para selección de un métodos impactando en los presupuestos de proyectos y de obras, también será el punta pie inicial para la renovación de procesos en el área que hoy en día son tropiezos para el crecimiento en la técnica y diseño de obras de pavimentación.
  9. 9. 4 I. OBJETIVOS 3.1 GENERAL Comparar los métodos de solución de aguas lluvias, Zanja de Infiltración y Cubo Dren, en relación a las variables técnica, económica y social que conlleva la realización de dos pasajes en la comuna de Conchalí para determinar el más conveniente. 3.2 ESPECÍFICOS a- Analizar el marco conceptual y normativo vigente para estos proyectos. b- Describir las características técnicas y constructivas de la Zanja de Infiltración y el Cubo Dren. c- Determinar las variables económicas, técnicas y sociales que son afectadas por estos métodos de solución de aguas lluvias en pasajes de la comuna de Conchalí. d- Analizar los resultados de la aplicación de estos métodos en distintos sectores de Conchalí con más de 2 años de funcionamiento. e- Comparar los métodos constructivos de la Zanja de Infiltración y el Cubo Dren. f- Determinar cuál es el sistema más conveniente para los casos de estudio.
  10. 10. 5 II. MARCO TEÓRICO. En el marco de Programas Gubernamentales, existe el llamado Programa de Pavimentación Participativa, encargado de la repavimentación y pavimentación de las distintas vías locales del país, este programa diseña los distintos proyectos de solución de aguas lluvias y pavimentación, licita las bases técnicas y económicas para contratación e inspecciona a las constructoras mediante la gestión del contrato y recepción de partidas establecidas con antelación. Las distintas soluciones constructivas para la correcta evacuación de aguas lluvias varían según contexto y dificultad técnica, las zanjas de infiltración son el método necesario diseñado cuando no existe, por medio de una solución gravitacional, el libre escurrimiento de las aguas y evita las soluciones mecánicas como la de bomba de extracción. El método funciona gracias a una excavación, de medidas establecidas según la carga de agua calculada por el proyectista, unidas a una cámara que recibe el agua lluvia desde un sumidero colocado en la calzada en cuestión. Con los avances tecnológicos se crearon nuevos métodos para cumplir con esta tarea, el cubo dren busca reemplazar el formato tradicional de zanja de infiltración dando máximo provecho al volumen total excavado, por lo que reduce las largas excavaciones necesarias para la zanja y con el único contra del aumento en precio.
  11. 11. 6 Estos dos métodos constructivos, hoy en día, son ampliamente usados en pavimentación de pasajes y calles locales en la comuna de Santiago bajo la dirección de SERVIU Metropolitano. En búsqueda de responder ¿Cuál de los dos métodos es el óptimo en relación a solución técnica y precio? Se realizara una investigación comparativa mediante la recopilación de datos bibliográficos, evidencia científica y experiencia en terreno para luego canalizar la información y perfeccionar los métodos de selección de solución para aguas lluvias como aporte a los proyectistas del Programa de Pavimentación Participativa y a al programa en general.
  12. 12. 7 4.1 MINISTERIO DE VIVIENDA Y URBANISMO. El Ministerio de Vivienda y Urbanismo nace en el año 1906, como un concepto a futuro cuando se promulgo la ley para crear los consejos de habitaciones obreras, en ese entonces recién aparecían las primeras iniciativas Gubernamentales en torno al tema habitacional y ciudad. En el año 1965 ya existían a lo menos 28 instituciones dependientes de ocho ministerios que intervienen en asuntos de vivienda, urbanización y equipamiento. Para enfrentar esta situación se crea definitivamente el Ministerio de Vivienda y Urbanismo. La misión Ministerial es “Posibilitar el acceso a soluciones habitacionales de calidad y contribuir al desarrollo de barrios y ciudades equitativas, integradas y sustentables, todo ello bajo criterios de descentralización, participación y desarrollo, con el propósito que las personas, familias y comunidades, mejoren su calidad de vida y aumenten su bienestar”1. 1 Misión y Visión, Ministerio de Vivienda y Urbanismo, 2016.
  13. 13. 8 4.1.2 SERVICIOS DEPENDIENTES DEL MINISTERIO DE VIVIENDA Y URBANISMO. Los servicios dependientes del Ministerios son: 4.1.2.1 SECRETARIA REGIONAL DE VIVIENDA Y URBANIZACIÓN. (SEREMI DE VIVIENDA) Las secretarias regionales ministeriales son organismos desconcentrados de los ministerios de Estado de Chile, en cada una de las regiones. Están dirigidas por un secretario regional ministerial (seremi), quien posee la condición de representante del ministerio respectivo en la región y, además, es el colaborador directo del intendente, estando subordinado al mismo en todo lo relativo a la elaboración, ejecución y coordinación de las políticas, planes, presupuestos, proyectos de desarrollo y demás materias que sean de competencia del gobierno regional; con todo, debe ajustarse a las instrucciones de carácter técnico y administrativo que impartan los correspondientes Ministerios. Los secretarios regionales ministeriales son nombrados por el presidente de la República, de entre las personas que figuren en una terna elaborada por el intendente respectivo, y oyendo al efecto al ministro del ramo. Pueden estar a cargo de más de una secretaría regional ministerial en una misma región.
  14. 14. 9 Sus funciones son2:  Elaborar y ejecutar las políticas, planes y proyectos regionales, pudiendo adoptar las medidas de coordinación necesarias para dicho fin respecto de los órganos que integren el respectivo sector.  Estudiar, conjuntamente con los organismos correspondientes, los planes de desarrollo sectoriales.  Preparar el anteproyecto de presupuesto regional en la esfera de su competencia, en coordinación con el ministerio respectivo.  Informar permanentemente al gobierno regional del cumplimiento del programa de trabajo del respectivo sector.  Llevar a cabo las tareas que sean propias de su respectivo ministerio, de acuerdo con las instrucciones del ministro del ramo.  Realizar tareas de coordinación, súper vigilancia o fiscalización sobre todos los organismos de la Administración del Estado que integren su respectivo sector.  Cumplir las demás funciones que contemplen las leyes y reglamentos.  Ejercer las atribuciones que se les deleguen por los ministros respectivos. 2 Potestades, competencias, responsabilidades y tareas de SEREMI DE VIVIENDA. www.seremi13.cl
  15. 15. 10 4.1.2.2 SERVICIO DE VIVIENDA Y URBANIZACIÓN (SERVIU RM) Es una institución autónoma del Estado en cada región de Chile, que se relaciona con el Gobierno a través del Ministerio de Vivienda y Urbanismo, posee Personalidad Jurídica de derecho público, con patrimonio distinto del Fisco y de duración indefinida. No obstante la autonomía con la que cuenta el Serviu en materias de índole presupuestaria y de personal, dependiente del MINVU. Sus funciones son3:  Ser el organismo ejecutor de las políticas, planes y programas que disponga desarrollar el Ministerio de Vivienda y Urbanismo.  Adquirir terrenos y realizar subdivisiones prediales.  Proyectar y ejecutar urbanizaciones.  Construir viviendas individuales, poblaciones, conjuntos habitacionales y barrios, obras de equipamiento comunitario, formación de áreas verdes y parques industriales, vías y obras de infraestructura. Bajo el objetivo número tres, antes nombrado, del Ministerio de Vivienda y Urbanismo que contempla Asegurar el desarrollo de las ciudades, promoviendo su planificación, aumentando la inversión en infraestructura para la 3 Potestades, competencias, responsabilidades y tareas de SERVIU RM, www.serviu4.cl
  16. 16. 11 conectividad y espacios públicos que fomenten la integración social y cumpliendo con parte de las funciones de SERVIU RM es que nace el programa de Pavimentos Participativos. 4.2 PROGRAMA DE PROYECTOS E INSPECCIÓN DE PAVIMENTACIÓN PARTICIPATIVA. Dentro de los proyectos urbanos gubernamentales, el Ministerio de Vivienda y Urbanismo creo un programa de pavimentación para pasajes y calles locales de las distintas comunas a lo largo del país, el programa de “Pavimentación Participativa”, este programa está destinado a la pavimentación y repavimentación de pasajes, calles locales y aceras con la prima de la solución de aguas lluvias. El programa trabaja bajo la misma visión de SERVIU Región Metropolitana, esta visión busca generar e internalizar una cultura de excelencia en su trabajo, contribuyendo y promoviendo los procesos de integración social y urbana que permitan mejorar la calidad de vida de las familias de la región Metropolitana. El formato de trabajo del programa de pavimentación participativa se fundamenta en la interacción de tres distintos servicios públicos, todos
  17. 17. 12 orientados en cumplir con el compromiso que existe con los derechos y deberes de los ciudadanos en la Región Metropolitana. El programa se guía por el cumplimiento de objetivos claros que responden a los valores, misión y visión de SERVIU RM. Estos objetivos son indicados en la ficha de identificación de procesos del programa. ILUSTRACION N°1, FICHA DE IDENTIFICACION DEL PROCESO: DESAROOLLO DEL PROGRAMA PAVIMENTOS PARTICIPATIVOS. FUENTE: ELAB. PROPIA EN BASE A LOS PROCEDIMIENTOS ISO SERVIU 2015.
  18. 18. 13 La ficha de identificación del proceso, antes mencionada, puede ser subdividida en nueve procesos equivalentes que son parte de importante de los 4 principales, estos nueve procesos son aprobados en el proceso de gestión de la calidad de SERVIU RM ISO 9001-2008, estos procesos son: Elaboración del Diseño. a- Procedimiento para elaboración de los proyectos de ingeniería. b- Procedimiento para la elaboración y pago de convenios con municipios. c- Procedimiento para elaboración de proyectos de ingeniería. Postulación y selección. a- Procedimiento para la revisión técnica de la postulación al programa. Licitación, adjudicación y contratación de obras. a- Procedimiento para preparación de antecedentes de licitación. b- Procedimiento de licitación y contratación de obras. Administración de obras. a- Procedimiento para inspección técnica de obras. b- Procedimiento para recepción de obras. c- Procedimiento para liquidación de contratos de obras. Detalladamente cada proceso del programa es el siguiente.
  19. 19. 14 1- Procedimiento para elaboración de presupuestos por proyectos de ingeniería. El Procedimiento para la elaboración de los proyectos de ingeniería es la etapa primaria del programa en la que existe una relación directa entre SERVIU y las distintas municipalidades del país. El encargado Municipal entrega una listado de las calles y pasajes los cuales necesitan de proyectos de ingeniería, esto por medio de la ficha de elaboración de proyectos de ingeniería SERVIU 2015. 2- Procedimiento elaboración y pago de convenios con Municipios. ILUSTRACIÓN N°2, PROCESO SOLICITUD DE PROYECTOS DE INGENIERÍA. FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA EN BASE PROCESOS SERVIU 2015.
  20. 20. 15 Una vez realizada la solicitud de proyectos y verificados en terreno que los antecedentes entregados concuerden con el contexto real del pavimento se procede al pago por medio de un convenio entre SERVIU y el respectivo municipio. 3- Procedimiento para elaboración de proyectos Ingeniería. Los proyectos de pavimentación y repavimentación realizados en SERVIU RM siguen la normativa vigente estipulada en el manual de pavimentación del MINISTERIO DE VIVIENDA Y URBANISMO exclusivamente en el capítulo IA (Diseño Estructural) y IB (Diseño Geométrico.) El objetivo de estos proyectos es dar solución a las distintas pavimentaciones solicitadas por los municipios con el fin de permitir servicios locales acordes a la contingencia actual de urbanización, para esto el proceso de proyectar se da por tres distintas etapas. - Presupuestos, una vez aprobados los proyectos estos son presupuestados y entregados a la unidad de obras de pavimentos participativos para su respectivo ingreso dentro de una agrupación designada. - Topografía y estudio de suelos, con el levantamiento del sector seleccionado se indica toda la información y contexto necesario para el nuevo proyecto, es necesario exteriorizar la ubicación de los distintos servicios y redes vigentes existentes en el sector, así como las distintas alturas de viviendas, veredas,
  21. 21. 16 soleras y pavimentos. Con toda esta información más el respectivo estudio de suelos C.B.R4, para la estructura de pavimentación, se inicia a proyección del nuevo pavimento. - Proyecto de ingeniería, con la información entregada se calculan las nuevas rasantes para el pavimento respetando normas importantes en el diseño, la interacción entre coordenadas en un eje x e y sumado a los puntos singulares, empalmes, veredas, soleras, accesos vehiculares, etc5. sirven de base para la solución de aguas lluvias, esta es dada por la rasante, parámetro longitudinal constituido por tramos que presentan pendientes constantes de distinta magnitud y sentido. La prioridad en un proyecto de esta envergadura es evacuar el caudal de agua por medio de las pendientes gravitacionales estas deben presentar pendientes máximas de acuerdo a sus distintas categorías, así mismo, existe un criterio mínimo de 0.35%6 para dichas soluciones. Un proyecto de pavimentación o repavimentación debe respetar un contexto urbanizado que limita en ocasiones de forma muy negativa al ingeniero proyectista obligándolo a buscar soluciones lejanas a las gravitacionales, como en el caso de pavimentos con inclinaciones negativas hacia un predio, resultando la inundación de viviendas. 4 Manual de pavimentación, capitulo ia, cartillas de diseño de pavimentos HCV. 5 REDEVU, Ministerio de Vivienda, 1984. 6 Manual de pavimentación, capitulo ib, diseño geométrico, alineamientos verticales.
  22. 22. 17 Cuando el proyecto no puede ser solucionado por medio de las pendientes gravitacionales, es necesario realizar nuevas formas para dar esta solución de la manera más eficiente, económica y con el menor impacto social que se permita. Las soluciones alternativas de aguas lluvias son variadas y permiten al proyectista maniobrar dentro de lo que el ingenio y la normativa vigente le conceden. En el programa de pavimentación participativa las soluciones alternativas son limitadas por la poca especialización y actualización de las normativas chilenas que limitan hoy por hoy al servicio. Dentro de estas pocas soluciones permitidas existen los puntos bajos obligados, opciones predilectas para los proyectistas, con la realización de dichos puntos en las rasantes proyectadas, como su nombre lo explica se obliga a la modificación del terreno existente para enfocar y conducir todas las aguas recibidas por una superficie x hacia un mecanismo de infiltración al terreno natural o de extracción de forma mecánica como una bomba de extracción de agua, solución poco ocupada debido a la importancia de las mantenciones y el compromiso Municipal que con lleva realizarla.
  23. 23. 18 En caso de presentarse proyectos externos al programa existe una serie de documentos que deben ser ingresados y aprobados por la sección de proyectos e inspección particular de SERVIU RM. Todo lo antes mencionado se resume en el siguiente esquema. 4- Procedimiento para la revisión técnica de la postulación al programa. La revisión técnica de la postulación es el procedimiento creado para aprobar por parte de SERVIU los antecedentes a entregar en la SEREMI de vivienda. ILUSTRACION N°3, PROCESO DE ELABORACIÓN DE PROYECTOS DE INGENIERIA. FUENTE: ELABORACION PROPIA EN BASE PROCESOS SERVIU 2015.
  24. 24. 19 5- Procedimiento para preparación de antecedentes de licitación. La preparación de antecedentes de licitación es el proceso siguiente luego del aviso público de los resultados en el diario oficial por la SEREMI de vivienda. En este proceso se organizan las distintas agrupaciones que serán intervenidas por comunas y se preparan los antecedentes técnicos, bases, especificaciones y valores de cada una para su respectiva licitación. 6- Procedimiento de licitación y contratación de obras. Una vez terminada la preparación de antecedentes, por medio de Chile Compra se realiza el aviso para la licitación pública de la respectiva agrupación. ILUSTRACION N°4, PROCESO DE ELABORACIÓN DE BASES Y LICITACION PUBLICA. FUENTE: ELABORACION PROPIA EN BASE PROCESOS SERVIU 2015.
  25. 25. 20 Los licitantes deben presentarse en las oficinas de SERVIU con los antecedentes solicitados en las bases de licitación donde una comisión técnica formada por profesionales del servicio verifican la valides de dichos antecedentes. La adjudicación es para el valor más bajo. 7- Procedimiento para inspección técnica de obras. ILUSTRACION N°5, PROCESO INSPECCION TECNICA DE OBRAS. FUENTE: ELABORACION PROPIA EN BASE PROCESOS SERVIU 2015.
  26. 26. 21 Una vez licitada las obras y otorgadas a la constructora ganadora de la licitación pública, procede a dar inicio de las obras, el acta de entrega de terreno es el punta pie inicial para las obras. Durante el periodo de obras la inspección técnica, la ITO y el director de obras se encargan de verificar el correcto funcionamiento de los procesos de construcción, así también, los estados de pago, el cumplimiento normativo, y la recepción parcial y final de las obras. 8- Procedimiento para recepción de obras. El proceso de recepción de obras es la revisión de las obras no definitivas que quedan a observación y garantía de dos años por SERVIU. 9- Procedimiento para liquidación de contratos de obras. Dicho procedimiento implica la liquidación final de las obras, en donde se entrega la resolución de observaciones para subsanar, una vez realizado, el contrato es estudiado por Contraloría General de la república para el visto bueno de la devolución de boletas y dar fin al contrato. A continuación en la imagen adjunta se puede ver en plano completo todos los procedimientos indicados.
  27. 27. 22 ILUSTRACION N°6, COMPLETO. FUENTE: ELABORACION PROPIA EN BASE PROCESOS SERVIU 2015.
  28. 28. 23 4.3 COMENTARIOS. Los programas Gubernamentales son una forma importante para mejorar la calidad de vida de los ciudadanos, el programa de pavimentación participativa enfrenta la nueva crisis de pavimentación que existe en el país, dicha crisis nace debido al creciente uso del vehículo, esto se contrapone con las vías proyectadas y las normas vigentes que definen anchos de fajas públicas y usos que van más allá de la realidad actual. La sobrepoblación vehicular genera un cambio de paradigma normativo obligando a que las principales instituciones encargadas de velar bajo este contexto busquen soluciones, el programa de pavimentación participativa es uno. Las repavimentaciones versus las pavimentaciones aumentaron en más de un 300 por ciento en comparación a los primeros años de PPP, por lo comentado en el párrafo anterior. Dentro de este contexto es que las soluciones de aguas lluvias suman importancia en conjunto a las repavimentaciones del gran Santiago y para el caso del programa todo el país, estas soluciones se complican gracias a el enfrentamiento de la vida actual con las proyecciones y el objetivo con que se planeó la ciudad años atrás. Es así como en parte este proyecto de título busca
  29. 29. 24 ser parte inicial para el plan de gobierno en las posibles actualizaciones que vienen para el programa y para las políticas públicas futuras.
  30. 30. 25 5. MÉTODOS CONSTRUCTIVOS. 5.1 SOLUCIÓN DE AGUAS LLUVIAS. El problema de inundaciones en Santiago es amplio y es impulsado por una gran variedad de factores, la naturaleza misma con desbordes de ríos y canales, las elevaciones de aguas subterráneas, la saturación de los suelos naturales y más, a esto, se le suma los agentes externos dados por la excesiva sobre urbanización de la región que arrastra un enorme uso de alcantarillados para la evacuación de aguas lluvias, la falta de colectores y la casi nula mantención de estos sistemas lleva a Santiago al colapso tras algunas lluvias intensas. El altísimo nivel de crecimiento de la ciudad y con esto la demanda de pavimentación ha menguado importantemente las superficies de terrenos naturales, apoyos principales para la filtración de aguas lluvias y es así como cada invierno los ciudadanos de la región se ven afectados por el impacto de las precipitaciones. “La solución y canalización de las lluvias en la urbanización en la actualidad son prioridad para los nuevos proyectos de viviendas, y un gran problema para los proyectos de remodelación urbana, debido a que el contexto en que fueron construidos nos satisfacen las prioridades mínimas establecidas
  31. 31. 26 para construir7” y es así como nace la búsqueda de soluciones flexibles que se adapten a las distintas situaciones enfrentadas en el día a día en terreno. Las soluciones de aguas lluvias no mecánicas tienen dos funciones el almacenaje de agua y la filtración de la misma a un terreno natural, las zanjas son soluciones urbanas que se adaptan a una alta densidad construida, ideal para ocupar bajo veredas y pavimentos, los cubos de infiltración funcionan de igual manera pero permiten un almacenamiento mayor de agua, existen según el manual de pavimentación y aguas lluvias de SERVIU RM nueve distintos tipos de soluciones recomendadas y controladas según normativa chilena. a- Zanjas de pasto. Estas son vías de drenaje de cubierta de pasto, se sección trapecial y taludes tendidos. Se diseña para que el flujo escurra con poca velocidad favoreciendo la retención y la infiltración del agua. 7 Ley General de Urbanismo y Construcción. ILUSTRACION N°7, DISEÑO DE ELEMENTOS URBANOS DE AGUAS LLUVIAS, FUENTE: ELAB. POR SERVIU AÑO 2008.
  32. 32. 27 b- Franjas de pasto. Son superficies uniformes cubiertas por pasto y vegetación densa y resistente, recomendadas para franjas entre veredas y calles. c- Pavimentos permeables. Pavimentos de alta porosidad o bloques prefabricados con espacio en la superficie que permite la infiltración. ILUSTRACION N°8, DISEÑO DE ELEMENTOS URBANOS DE AGUAS LLUVIAS, FUENTE: ELAB. POR SERVIU AÑO 2008. ILUSTRACION N°9, DISEÑO DE ELEMENTOS URBANOS DE AGUAS LLUVIAS, FUENTE: ELAB. POR SERVIU AÑO 2008.
  33. 33. 28 ILUSTRACION N°11, DISEÑO DE ELEMENTOS URBANOS DE AGUAS LLUVIAS, FUENTE: ELAB. POR SERVIU AÑO 2008. d- Zanjas de infiltración. Obras de infiltración longitudinales con profundidades recomendables entre 1 y 3 metros. Reciben escurrimientos de aguas ya sea desde la superficie o mediante tuberías perforadas que pueden entrar desde sus extremos. e- Pozos de infiltración. Excavación puntual de profundidad variable donde se infiltra el agua proveniente de la superficie, pueden usarse en serie con obras de almacenamiento aguas arriba, como estanques. Además, se pueden utilizar en suelos no permeables. ILUSTRACION N°10, DISEÑO DE ELEMENTOS URBANOS DE AGUAS LLUVIAS, FUENTE: ELAB. POR SERVIU AÑO 2008.
  34. 34. 29 f- Lagunas. Se usan en lugares en que la napa de agua subterránea esta alta, o en zonas donde es posible contar con agua para satisfacer un volumen mínimo permanente que posee la laguna durante todo el año. g- Estanques. Volumen de almacenamiento disponible que normalmente se encuentra vacío permitiendo su uso para otras actividades, y que durante las tormentas se llena y vacía en pocas horas. ILUSTRACIÓN N°12, DISEÑO DE ELEMENTOS URBANOS DE AGUAS LLUVIAS, FUENTE: ELAB. POR SERVIU AÑO 2008. ILUSTRACION N°13, DISEÑO DE ELEMENTOS URBANOS DE AGUAS LLUVIAS, FUENTE: ELAB. POR SERVIU AÑO 2008.
  35. 35. 30 Para el programa de pavimentos participativos, se utilizan regularmente dos soluciones que provienen de la misma categoría, las zanjas de infiltración. Estos sistemas pueden trabajar de forma singular o unificada resultando así tres combinaciones distintas, solo zanja, solo cubo o mixto. Las ventajas8 de este tipo de solución son: La conservación operativa de las redes de colectores hacia aguas abajo. No se incrementan los efectos de las crecidas y se facilita la aplicabilidad de planes maestros. Se reduce el impacto de crecidas, inundaciones y altas velocidades en los cauces naturales de drenaje. La amortiguación de caudales máximos permitirá la utilización de colectores de menor diámetro, o el diseño con capacidades menos exigidas para el transporte de materiales en suspensión, lo que redunda en una obvia disminución de costos. Se contribuye al aumento de las napas subterráneas existentes. Mientras que algunas de las desventajas son: - Pérdida de capacidad infiltración del suelo. 8 Ministerio de Desarrollo Social, Metodología de Aguas LLuvias, 2013.
  36. 36. 31 - El excesivo uso de estas puede menguar las posibilidades de mantención de las mismas. - La falla de una de estas soluciones puede generar un excesivo gasto para su recuperación. - El excesivo aumento de las napas subterráneas puede provocar la inundación de algún punto de aguas abajo. “Las obras de infiltración permiten por medio de la captación superficial de aguas su almacenamiento y filtrado al suelo natural, con un funcionamiento pleno estos mecanismos son efectivos en la tarea de disminuir los volúmenes de agua y caudal. Es conveniente calcular dichos elementos de tal manera que en el margen de tiempo entre una tormenta y otra el volumen de agua sea filtrado y almacenado. Dentro de todas estas consideraciones se debe tener en cuenta que el esponjamiento del suelo natural sea el adecuado para el uso de filtrado debido a las consecuencias que pueden ocasionar dicho problema.”9 5.2 ZANJAS DE INFILTRACIÓN. (DISEÑO) Las zanjas de infiltración son obras longitudinales, con una profundidad recomendada del orden de 1 a 3 m, que reciben el agua en toda su longitud, interceptando el flujo superficial de una tormenta y evacuándolo mediante infiltración al subsuelo. Si la zanja no puede recibir el agua en toda su longitud, 9 (Especificaciones Técnicas para el Diseño de Zanjas de Infiltración, Panamá 2004)
  37. 37. 32 es posible alimentarla desde uno de los extremos empleando para ello una tubería perforada a lo largo de la parte superior, para lo cual es conveniente disponer de cámaras a la entrada y a la salida. En este caso la zanja propiamente tal puede cubrirse de manera de emplear la superficie para otros fines, como veredas, paseos o estacionamientos. El funcionamiento hidráulico de estas obras puede resumirse en tres etapas. La primera es el ingreso del agua proveniente de la tormenta a la zanja, la que se puede efectuar a través de la superficie o desde redes de conductos. Una vez que ingresa a la zanja, el agua se almacena temporalmente en su interior, para posteriormente ser evacuada a través del suelo mediante infiltración. Es recomendable usar las zanjas de infiltración en áreas residenciales, donde el agua lluvia tiene una baja concentración de sedimentos y de aceite. “Pueden ser alimentadas lateralmente desde franjas de pasto que actúan como filtros. A pesar de que son más susceptibles a la acumulación de sedimentos, las zanjas de infiltración son más fáciles de mantener que otras obras de infiltración debido a su accesibilidad, si no están cubiertas por veredas o calles.10” La justificación principal de las zanjas de infiltración descansa en el efecto que producen sobre la estabilización del suelo; es decir, son agentes propiciadores de almacenamiento de humedad para los vegetales, a través del almacenamiento temporal de escorrentías superficiales. Debe señalarse eso sí, 10 Diseño de Elementos Urbanos de Aguas LLuvias, Ministerio de Vivienda y Urbanismo.
  38. 38. 33 que un sistema de zanjas de infiltración por sí solo, no controla totalmente el fenómeno erosivo. Además, es necesario revegetar con pastos, o forestar los espacios intermedios entre zanjas, o adoptar otras prácticas conservacionistas como la aradura, el subsolado y la siembra en contorno11. Los principales objetivos de las Zanjas de infiltración son la disminución del caudal, la disminución del volumen escurrido, recargar las napas subterráneas y mejorar la calidad del efluente. Para cumplir con estos objetivos hay que poner atención en los procedimientos de diseño. 5.3 PROCEDIMIENTOS DE DISEÑO DE UNA ZANJA DE INFILTRACIÓN. El procedimiento necesario que se debe seguir para el correcto diseño de una zanja de infiltración debe considerar el estudio de factibilidad, la recopilación de antecedentes, la elección de materiales, el dimensionamiento principal y el diseño de elementos de detalle. 5.3.1 FACTIBILIDADES. Con el estudio de factibilidad se permite determinar, en base a los estudios realizados, la capacidad del suelo para filtrar y si es conveniente o no realizar tal tarea. 11 Diseño de Elementos Urbanos de Aguas Lluvias, Ministerio de Vivienda y Urbanismo
  39. 39. 34 Para diseñar son necesarios los siguientes antecedentes.12 - Plano de ubicación. (Se indican los antecedentes necesarios como comuna, calle, relación con calles cercanas, límites, etc.) - Certificado Dirección General de aguas. (Indica la profundidad de la napa subterránea existente) - Certificado de laboratorio. (Resultados de ensayes de infiltración) - Certificado de obras. (Indica la factibilidad de construcción en terreno, permiso de uso de suelo público en el caso que corresponda.) Dentro de la factibilidad un factor importante a considerar es el nivel calculado de agua para las vías, las calles, pasajes, veredas o elementos destinados al tránsito de personas o vehículos reciben parte importante de las lluvias y en muchos casos se consideran como los elementos iniciales del sistema de drenaje. Como su principal tarea no es conducir aguas lluvias, se debe tener especial precaución para evitar disfuncionalidades que impidan el tránsito, considerando de manera especial las capacidades de conducción de agua y la forma de evacuarlas hacia los sistemas de drenaje propiamente tales. Para el diseño de soluciones de aguas lluvias se debe verificar que las calles no conduzcan cantidades importantes de aguas lluvias, de manera que las áreas y profundidades de inundación de las calles en condiciones de tormentas 12 Diseño de Elementos Urbanos de Aguas LLuvias, Ministerio de Vivienda y Urbanismo
  40. 40. 35 menores, de periodos de retorno de 2 años no sobrepasen el nivel de la solera (0.15m) y el ancho de la cuneta inundada no sobrepase el metro. Además, para evitar riesgo a las personas, o daños a la propiedad pública o privada, se debe verificar que para tormentas mayores, con periodos de retorno de 100 años, las inundaciones provocadas por las aguas lluvias en las calles, no sobrepasen las condiciones siguientes condiciones13: a- La inundación no debe alcanzar la línea de edificación ni en el nivel ni la extensión. b- La velocidad media del flujo no debe sobrepasar los 2m/s. c- La velocidad media del agua en cualquier punto de la sección transversal de la calle no debe exceder de 0.3m si la velocidad media es inferior a 1m/s, ni de 0.2m si es mayor a 1.0 m/s. d- La profundidad máxima no debe exceder de 0.2m y la velocidad media debe ser inferior a 1.0m/s. (pasajes) e- El nivel de agua no puede pasar la solera. (calle locales) 5.3.2 CAPACIDAD HIDRÁULICA DE LAS CALLES. La capacidad teórica de agua que puede conducir una calle se puede estimar con las características geométricas de la cuneta y la pendiente longitudinal de la calzada, aplicando la ecuación de Manning para estimar la 13 Manual de Pavimentación de Aguas Lluvias, Diseño Especificaciones Elementos Urbanos Aguas lluvias, Tabla 11 y 12.
  41. 41. 36 velocidad media del flujo, con un coeficiente de rugosidad de N=0.015 para pavimentos de HCV14. 𝑉 = 𝐴2/3 𝑃 ∗ 𝐼0.5 𝑛 Dónde: V= Velocidad media del flujo, en m/s. A= Área de la sección del flujo en 𝑚2 . P= Perímetro mojado, en m. I= Pendiente longitudinal de la calle, en m/m. N= Coeficiente de rugosidad de la superficie. Dicho calculo será utilizado y demostrado para los casos de estudios en las páginas 121 y 123 (Tablas n°15 y 17) Desde el punto de vista de diseño la capacidad de conducción de las calles se considera como el valor mínimo de las siguientes capacidades: - Capacidad de diseño para las tormentas menores. - Capacidad de diseño para tormentas mayores. 14 Diagnóstico de Serviciavilidad de Pavimentos, Región Metropolitana, DICTUC, Pontífice Universidad Católica de Chile.
  42. 42. 37 - Capacidad máxima. Los valores correspondientes a cada una de las capacidades de diseño están reflejados en 3 tablas nombradas en el manual de pavimentación de Serviu RM. 5.3.3 DIMENSIONAMIENTO. Para el dimensionamiento es necesario tener en cuenta el tipo de material para utilizar, la capacidad de infiltración del suelo intervenido y un levantamiento topográfico que muestre en una escala adecuada las superficies a drenar. Para realizar dicha tarea, existen dos métodos, el dimensionamiento previo que vendría siendo la estipulación de medidas para ser ajustadas posteriormente o a partir de una o des medidas fijas existentes que mediante cálculos matemáticos establecidos nos arrojen las medidas faltantes. 5.3.4 DISEÑO DE DETALLE. Es la traducción de los planos de obras a especificaciones técnicas generales y especializadas. No es recomendable la instalación de estas obras en terrenos que posean alguna de las siguientes características: - Pendiente del terreno mayor que un 20%.
  43. 43. 38 - Nivel máximo de la napa subterránea o un estrato impermeable a menos de 1,2 m bajo el fondo de la zanja. - Suelos superficiales o inferiores con tasas de infiltración equivalente a suelos tipo C o D según la clasificación SCS o con tasas de infiltración menores que 7 mm/ hora. - Suelos con más de un 30% de contenido de arcilla. - El tamaño del área aportante mayor que 5 hectáreas. Los elementos de una zanja de infiltración son: - Tubo de alimentación. - Relleno. - Tubería perforada. - Geotextil. - Cubierta. - Filtro granular. ILUSTRACIÓN N°14, DETALLE CORTE TRANSVERSAL Y LONGITUDINAL, FUENTE: DETALLES CONSTRUCTIVOS SERVIU RM.
  44. 44. 39 Para el dimensionamiento de una zanja, se debe calcular el total de superficie aportante con un caudal determinado en un periodo de tiempo que nos permita el uso constante sin el colapso del sistema. Los datos necesarios que cumplen una gran importancia en el cálculo de una zanja son: 5.3.5 LLUVIA DE DISEÑO. Este parámetro nos permite seleccionar un tipo de tormenta para el diseño proyectado en una un tiempo x. Según el estudio de diseño hidrológico de zanjas de infiltración la fórmula que determina el periodo para un tipo de lluvia está dado por15: Donde T: período de retorno y F(X): es la probabilidad de que la variable aleatoria, intensidad de precipitación, posea un valor menor o igual a un determinado valor X. El manual de técnicas alternativas para soluciones de aguas lluvias en sectores urbanos indica que se deben considerar dos periodos un T= 5 años si hacia aguas abajo del lugar existe una red de drenaje desarrollada o un T=10 años en el caso de que no exista dicha red. 15 Diseño hidrológico de zanjas de infiltración en el secano costero e interior de las regiones semiáridas de Chile, Universidad de Talca, 2008.
  45. 45. 40 5.3.6 TASA DE INFILTRACIÓN. La tasa de filtración del suelo puede ser calculada en base a una estimación respectiva según los resultados de los estudios de suelos, en este caso la tasa de infiltración debe ser igual a la mitad de la tasa de infiltración obtenida del análisis textural del suelo, es decir, se considera un coeficiente de seguridad de 216. La capacidad de infiltración del suelo puede disminuir por colmatación en el tiempo. Azzout y otros (1994)17 recomiendan considerar un factor de seguridad variable, dependiendo de la naturaleza de las aguas lluvias, la existencia de tratamiento y la mantención. En caso en que la tasa de infiltración se estime en base a ensayos en terreno se recomienda un coeficiente de seguridad, Cs, según el procedimiento en la ilustración número 15. 5.3.7 VOLUMEN ACUMULADO. Para calcular el volumen de afluente es necesario determinar el volumen a infiltrar acumulado de una lluvia o tormenta en un periodo de tiempo, esto según la fórmula: Vafl (t) = 1,25* 0,001 C It A t = 0,00125 C A Pt T C= coeficiente de escorrentía. 16 Código de aguas, basado en el D.F.L N°1.122 17 Apuntes de clase sobre hidrología urbana, Pontificia Universidad Javeriana, 2004
  46. 46. 41 A= Área aportante en metros cuadrados. It= La intensidad de la lluvia (mm/hora) t= Tiempo acumulado en horas. T=Periodo de retorno. 5.3.8 VOLUMEN INFILTRADO. El volumen infiltrado (Vinf) se calcula en metros cúbicos y se determina según la ecuación: Vinf(t) = 0 001 * Cs * f * A * t Donde el coeficiente de seguridad es determinado según el algoritmo indicado en la ilustración N°4. y el área A es el área total de percolación de la zanja en metros cuadrados y se calculan como Aperc= 2 *profundidad*(L+base) ILUSTRACIÓN 15, ALGORITMO PARA CS SEGÚN MINVU. FUENTE: MANUAL DE PAV. Y AGUAS LLUVIAS.
  47. 47. 42 con elemento decantador, si no lo hay la formula está dada por Aperc= 2profundidad(L+B)+0.5*L*B. 5.3.9 VOLUMEN DE ALMACENAMIENTO. Existen varios métodos de cálculo de volumen de almacenamiento basado es la especulación por variables de terreno con datos existentes de tasas de infiltración y volúmenes de diseño. Por concepto este se calcula como la máxima diferencia entre el volumen afluente acumulado de agua lluvia, Vafl(t), para una lluvia del periodo de retorno de diseño, y el volumen acumulado infiltrado, Vinf(t).18 18 Diseño de saneamiento de aguas lluvias, Serviu Rm. L A R G O A N C H O P ROFUN DIDAD ILUSTRACIÓN 16, PARÁMETROS PARA CALCULAR EL ÁREA DE UNA ZANJA DE INFILTRACIÓN. FUENTE: ELAB. PROPIA.
  48. 48. 43 5.3.10 TIEMPO TOTAL DE INFILTRADO. Se debe estimar el tiempo total de infiltración para la lluvia de diseño como el tiempo para el cual el volumen acumulado aportado por la lluvia es igual al volumen acumulado infiltrado, es decir el tiempo para el cual las curvas de recarga e infiltración se cruzan en el gráfico Vafl v/s Vinf. Es recomendable que el tiempo total de infiltración sea inferior a 24 horas para la lluvia de diseño. 5.3.11 MATERIAL DE RELLENO Y GEOTEXTIL. El material de relleno debe ser un material pétreo limpio, tipo ripio sin polvo ni material fino de algún tipo, debe cumplir con diámetro uniforme que ronde entre los 3.5cms y los 7.5 cms. Generalmente se ocupan bolones por su homogeneidad y capacidad de orden de almacenaje. Todo este material de relleno debe ser envuelto por un filtro geotextil entre el fondo y las paredes de excavación, es recomendable ocupar geotextiles de materiales sintéticos con permeabilidad al menos igual a 10 veces la permeabilidad del suelo.19 Uno de los productos más utilizados por SERVIU RM es el GEOTEXTIL NO TEJIDO INSYTEC, es una malla fabricada en fibra sintética de polipropileno al 100%, tiene una resistencia mecánica a la perforación – tracción y es de alta capacidad drenante. 19 Diseño de saneamiento de aguas lluvias, Serviu Rm.
  49. 49. 44 Este producto debe estar certificado por laboratorio de control de calidad. ILUSTRACIÓN N°17, GEOTEXTIL INSYTEC, FUENTE: CATALOGO INSYTEC, 2016. ILUSTRACIÓN N°18, CONTROL DE CALIDAD GEOTEXTIL INSYTEC, CATALOGO INSYTEC, 2016.
  50. 50. 45 5.3.12 TUBERÍAS. Es necesario instalar una tubería de reparto del agua a lo largo de toda la zanja, sobre el geotextil que envuelve los bolones, debe tener una inclinación horizontal y estar conectada a lo menos a una cámara de inspección para facilitar su limpieza. En el caso de pavimentos participativos, la tubería indicada para cada zanja es de 200mm y las especificaciones de tubos externos al programa de pavimentación participativa pueden verificarse en los puntos 4.2.3.8 y 9 del Manual de Técnicas Alternativas para Soluciones de Aguas lluvias en Sectores urbanos o en el capítulo 1c del Manual de Diseño de Saneamiento de Aguas Lluvias de Serviu RM. La tubería ocupada es con unión por mortero simple y deben cumplir con las especificaciones de la norma chilena 184/1 y 185 del INN. Los diámetros y especificaciones técnicas encontrados en el mercado para el tubo de corriente son especificados según el tipo de conexión de este.
  51. 51. 46 Tubo enchufe campana. Tubo enchufe espiga. ILUSTRACIÓN N°19, TUBO CORRIENTE TIPO CONEXIÓN CAMPANA, FUENTE: GUIA CONSTRUCCIÓN GRAU, 2016. ILUSTRACIÓN N°20, TUBO CORRIENTE TIPO CONEXIÓN ESPIGA, FUENTE: GUIA CONSTRUCCIÓN GRAU, 2016.
  52. 52. 47 5.3.13 PENDIENTE DE FONDO. El fondo de la zanja debe ser horizontal. Si el terreno presenta una pendiente a lo largo de la zanja, la altura de ésta es la del extremo de menor profundidad. En estos casos es conveniente dividir la zanja a lo largo en tramos de longitud máxima que se da por la fórmula: L= 𝐻 2𝑆 20, donde H es la profundidad de la zanja y S la pendiente del terreno en tanto por uno. 5.3.14 FUNCIONAMIENTO Y MANTENCIÓN. La zanja de infiltración tiene una vida útil media de 13 años21 aunque según el manual para desarrollo de obras de conservación de suelos la vida útil es menor a 10 años.22 En el programa de pavimentos participativos y Serviu RM se ocupa una vida útil de 5 años promedio. 20 Cuadro 4.2.2.7 Desconexión de áreas permeables, MINVU. 21 Zanja de infiltración, Victor mourgues S, unidad de estudios medioambientales. CONAF. 22 Manual para el desarrollo de obras de conservación de Suelo, canal de desviación y sistemas de zanjas de infiltración. 2003
  53. 53. 48 La responsabilidad de la mantención de las Zanjas recaen en el propietarios, no obstante el aseo y ornato recae en la municipalidad y en los caso que se requiera de una mantención técnica en SERVIU RM. Es recomendable verificar el funcionamiento de las zanjas en tiempos de lluvia, esto permite definir tipos de mantención adaptadas a casos particulares. La mantención preventiva para mantener un adecuado funcionamiento hidráulico de la estructura y reducir la colmatación, también puede aplicarse una mantención curativa, que se realiza cuando no existe un adecuado funcionamiento hidráulico de la estructura (desbordes frecuentes de la zanja, imposibilidad de inyectar agua por la superficie), y consiste en un remplaza de los materiales que conforman la zanja de infiltración y la frecuencia con que esta debe realizarse. Según el capítulo 4 Diseño Selección y Presentación de Obras23, se deben tomar las siguientes precauciones: Mantención preventiva. Considera la inspección y remoción de basura, en cado de proyectar con césped implica el debido mantenimiento de este. Inspección. Inspeccionar la superficie para verificar la necesidad de una limpieza, en casa de contar con cámara de inspección esta debe ser abierta. Verificar la salida, entrada y rebase del agua. 23 TÉCNICAS ALTERNATIVAS DE AGUAS LLUVIAS, SERVIU RM.
  54. 54. 49 Remoción de basura. El material acumulado debe ser removido para mantener el funcionamiento hidráulico de la zanja y reducir la colmatación y la obstrucción de los elementos de admisión. Mantención curativa. Resolver problemas de colmatación superficial e interior. Decolmatación de la superficie. Eliminar sedimentos que tapan los poros de la superficie. Remover sedimentos de las cámaras de entrada y salida si existen. Cuando el escurrimiento superficial no infiltra rápidamente a través de la superficie. Cuando las cámaras acumulen más de un 20% en volumen de sedimentos. En caso de lo anterior se sugiere el Reemplazo del material que conforma la superficie o al interior de la estructura, esto según la inspección previa. 5.3.15 COMENTARIOS. El procedimiento para diseñar una Zanja de infiltración debe ser estudiado detenidamente, si bien hoy en día la tecnología nos permite realizar esta seguidilla de cálculos y algoritmos de forma casi instantánea, el conocimiento de estos nos permite entender a cabalidad los fundamentos para justificar un tipo de diseño especifico, como también permiten tener claridad sobre los
  55. 55. 50 pasos necesarios y nos proveen de la base necesaria para un procedimiento de calculo que busca solucionar un problema urbano como las aguas lluvias. 5.4 CÁMARA DE DECANTACIÓN Y SUMIDEROS. Ambos elementos son básicos pero llegan a ser intrínsecos en el diseño completo de una solución de aguas lluvias, por esto mismo es que no se requieren mayores cálculos para la elección de estos. En cierta forma pasan a ser una solución estándar idéntica para la zanja o el cubo de infiltración que permiten la captación de agua y el traspaso de esta misma al espacio proyectado para infiltrar el agua al suelo natural. 5.4.1 CÁMARAS DE INSPECCIÓN. Consisten en un receptáculo de forma rectangular enterrado bajo el nivel del suelo, que permite tener acceso a los ductos y canalizaciones para su revisión y limpieza. El tramo de la canalización entre cámaras es ser recto. En las obras de drenaje estas cámaras están asociadas fundamentalmente a las obras de infiltración como zanjas y pozos, alimentadas por medio de tuberías. Dependiendo de la ubicación de la obra, se presentan dos tipos de cámaras24: Cámaras tipo A. Cámaras ubicadas en lugares públicos con posible tránsito de vehículos sobre la misma, como en el caso de las cámaras de calzada, estacionamientos, pasajes, 24 Código de Normas y Especificaciones Técnicas de Obras de Pavimentación. 2006
  56. 56. 51 patios de carga e incluso veredas. Estas son de hormigón armado y disponen para el acceso de una tapa circular tipo calzada. Cámaras tipo b. Para ser empleadas en lugares sin tránsito de vehículos, como es el caso de áreas verdes, recintos privados, patios, jardines e interiores de instituciones de acceso controlado. Se pueden construir en albañilería de ladrillo y disponen para su acceso de una tapa tipo calzada. Adicionalmente pueden usarse cámaras de inspección prefabricadas, del tipo empleadas en redes públicas de alcantarillado, dimensionadas de acuerdo a la Norma Chilena que define para cámaras tipo A y cámaras tipo B, según la profundidad.25 En cuanto a la disposición, las cámaras se colocan de manera de asegurar que los tubos entre ella sean rector y uniformes. Para ello, es recomendable considerar una cámara, al menos en las siguientes situaciones26: • Al inicio de la red. • Cuando corresponda cambio de diámetro en el colector. • Cuando corresponda un cambio de pendiente del colector. 25 NCh. 1623 Of.2003 26 Cuadro 21.3.2.3 CNETOP, 2006.
  57. 57. 52 • Cuando se requiera un cambio de orientación o dirección del colector. • Cuando corresponda cambio del material del tubo. • Cuando se necesite intercalar una caída o cambio de nivel brusco del tubo. • Cuando confluyan dos o más colectores. • En tramos rectos, cada 120 metros como máximo 5.4.2 SUMIDEROS. Todo proyecto de aguas lluvias debe considerar un mecanismo para captar y conducir o focalizar las aguas lluvias, la capacidad hidráulica de captación de un sumidero depende generalmente de su tipo, pero la ubicación también es un factor importante, la pendiente de la calle, las características del flujo y los sedimentos que este lleven, por lo que si no se dispone de estos datos es necesario contemplar un cálculo con factores en el orden de 0.527. Tipos de sumideros28. SERVIU es quien aprueba los tipos de sumideros para instalar, consideran aspectos de tránsito, seguridad de peatones y vehículos, precio en condiciones extremas, mantención y costos. Son tres tipos: 27 Diseño Especificaciones Elementos Urbanos Aguas Lluvias, SERVIU RM. 28 Manual de Pavimentación de Aguas Lluvias, Diseño Estructural de Pavimentos.
  58. 58. 53 Sumideros Horizontales, con rejilla, se ubican en la cuneta. Según especificaciones se llaman S3 y S4. Sumideros Laterales de abertura en solera. Funcionan admitiendo solidos arrastrados por la corriente, pero su capacidad decrece con la pendiente, de manera que no se recomienda para calles con pendientes longitudinales superiores al 3%. Provienen del tipo S2 de SERVIU. Sumideros Mixtos. Combinan abertura horizontal en la cuneta y laterales en la solera. Se recomiendan para un amplio rango de condiciones. Según especificaciones de SERVIU son nombrados como S1 y S2. Capacidad máxima de sumideros. La capacidad máxima de los sumideros depende del tipo, tamaño y diseño de la rejilla. Su capacidad hidráulica se puede estimar suponiendo que funcionan hidráulicamente como vertederos para pequeñas alturas de agua y como orificios para alturas mayores. Para el caso de los pavimentos participativos el tipo de sumidero es el S1 y S2 con cámara decantadora, por su versatilidad.
  59. 59. 54 Ubicación de sumideros. Los sumideros se ubican ya sea solos o formando baterías de sumideros en serie, preferentemente en la cuneta de las calles y en los lugares que resulten más efectivos, para lo cual se puede considerar las siguientes recomendaciones: a. Inmediatamente aguas abajo de secciones en las que se espera recibir una cantidad importante de aguas lluvias, como salidas de estacionamientos, descargas de techos y conexiones de pasajes. ILUSTRACIÓN 18, DETALLE CONSTRUCTIVO SUMIDERO S1 Y S2 CON CAMARA DECANTADORA. FUENTE: MANUEAL SERVIU RM. Detalles:
  60. 60. 55 b. Siempre que la cantidad acumulada de agua en la cuneta sobrepase la cantidad máxima permitida para condiciones de diseño. c. Se prohíbe la colocación de sumideros atravesados transversalmente en las calzadas. d. Para conectar los sumideros a la red se prefiere hacerlo en las cámaras. En estos casos el tubo de conexión llega a la cámara con su fondo sobre la clave del colector que sale de la cámara. e. Cuando sea necesario conectar un sumidero directamente al colector, la conexión se hace por la parte superior de este último. Se recomienda que el tubo de conexión sea recto, sin cambio de diámetro, pendiente ni orientación y que el ángulo de conexión entre el tubo y el colector sea tal que entregue con una componente hacia aguas abajo del flujo en el colector. Para este empalme pueden emplearse piezas especiales. f. Los sumideros también se pueden conectar directamente a otros elementos de la red secundaria, como pozos, zanjas, estanques o lagunas. En cuanto a las intersecciones de calles, se puede considerar los siguientes criterios: i. En las intersecciones entre calles, para captar el 100% del flujo que llega de éstas, se ubican aguas arriba del cruce de peatones de manera de evitar que el flujo cruce las calles en las intersecciones. ii. En las partes bajas de las intersecciones de calles, formadas por las cunetas que llegan desde aguas arriba, se trata de evitar que existan
  61. 61. 56 4 Sumideros S2grande con camarasin rejilla. cant. 1 valor/ UF 15,82 6 Rejillade F. fundido, sumideros S-1y S-2 cant. 1 valor/ UF 3,97 zonas bajas en las que se pueda acumular el agua, favoreciendo el flujo hacia aguas abajo. iii. En las intersecciones se evita que el flujo de cualquiera de las cunetas cruce transversalmente la otra calle. iv. En ningún caso el flujo de la calle de menor importancia puede cruzar la calle principal. v. Si es necesario que el flujo de la calle principal cruce la calle secundaria, se provee de un badén. vi. Evitar que se formen zonas bajas, facilitando el drenaje hacia aguas abajo. 5.4.3 PRESUPUESTOS. El presupuesto por estas obras en valor estimativo dado por SERVIU en UF es el siguiente y está calculado según un estudio de mercado y los valores del Manual de Pavimentación. Él presupuesto por estas obras en valor según ofertas promediado de un grupo de 7 constructoras es: 4 Sumideros S2grande con camarasin rejilla. cant. 1 valor/ UF 65,38 6 Rejillade F. fundido, sumideros S-1y S-2 cant. 1 valor/ UF 9,61
  62. 62. 57 5.4.4 COMENTARIOS. Las cámaras de inspección y sumideros a pesar de no necesitar un cálculo previo contundente debido a que están bastante estandarizadas la conexión entre el diseño y las aguas abajo, su importancia y merito son muchos por lo que darle la significancia del caso y escoger dentro de la gama estándar la opción que requiera específicamente el diseño según las características del contexto. 5.5 CUBO DE DRENAJE. El cubo de drenaje o módulos de drenaje es un sistema modular fabricado en placas de polipropileno diseñados para reemplazar las zanjas tradicionales con bolones. El diseño geométrico de tres dimensiones facilita la conducción de aguas por acción de la gravedad y una acumulación mantenida de aguas lluvias tres veces más que la de una zanja tradicional. Los cálculos de diseño, se mantienen al ser una derivación de la zanja tradicional, la variante que marca la diferencia es su componente estructural que dependiendo de su tipo de ensamblaje podrá tener mayor resistencia a la compresión permitiendo en algunos casos soportar pavimentos de espesores considerables. Dicha resistencia de cada uno de ellos ha sido certificada por el DIRCTUC de la Universidad Católica con resultados que varían desde las 15 ton/ 𝑚2 hasta las 27 ton/ 𝑚2 con estabilizadores en colocación de tres hasta cinco por cubo.
  63. 63. 58 5.5.1 EL CUBO. El cubo está formado por una serie de celdas estabilizadoras de polipropileno de alta densidad con medidas estándares: 5.5.2 ENSAMBLAJE. El ensamblaje de las celdas está determinado por las especificaciones técnicas del producto y por la resistencia necesaria para la zanja. La placa superior de cada módulo terminado debe ser utilizada como base para el montaje del módulo superior y así sucesivamente hasta lograr la altura deseada en múltiplos de 40.5cm. De esta forma se consigue una sola estructura rígida en la vertical. ILUSTRACIÓN 19, DIMENSIONES DE LOS MÓDULOS ESTRUCTURALES. FUENTE: TECNOLOGIA Y DESARROLLO EN SISTEMAS DE DRENAJE, GEO-H. ILUSTRACIÓN 20, ENSAMBLAJE DE LOS MÓDULOS ESTRUCTURALES. FUENTE: TECNOLOGIA Y DESARROLLO EN SISTEMAS DE DRENAJE, GEO-H.
  64. 64. 59 5.5.3 VOLUMEN. La capacidad de almacenaje de las aguas lluvias cambia drásticamente debido al reemplazo del bolón de relleno de la zanja tradicional. La capacidad del cubo de drenaje está dada por la siguiente tabla. - CALCULO PORCENTAJE DE ALMACENAMIENTO CUBO DE DRENAJE. Medidas: 0,42mx0,45mx0,6m = 0,11m3 8,81 x 0,11m3 = 1,12m3 CadaCubopesa 6,3kg. 8,81cubospesan 55,5kg. Porlotanto 6,3kg. 57,2 kg.dePP. 0,11m3 1m3 AsumiendodensidaddePolipropileno(pp.)es = 1,1 = 1,1kg/litro = 1.100kg./m3 VolumendePolipropileno(pp.) = 57,2kg /1,100kg/m3 = 0,052m3 Volumendeespacio Vacíoporm3decubos = 1-0,052 = 0,948m3 = 94,00% Porlotantolacapacidadvolumétrica,esdecircapacidadde almacenaraguaesde 94% TABLA N°1,. ELAB. PROPIA EN BASE A CALCULOS REALIZADOS POR ALUMNO.
  65. 65. 60 5.5.3 PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO. 1- Efectuar excavación, los cálculos de dimensionamiento se mantienen para la metodología de cubos de drenaje, se debe poner atención a la indicado en planimetría o proyecto ingenieril. 2 – Armado de módulos, el armado de los cubos se realiza fuera de la zanja preparada. La tarea se considera de fácil manejo. ILUSTRACIÓN 22, ENSAMBLAJE DE LOS MÓDULOS ESTRUCTURALES. INSTALACION CUBO DE DRENAJE, FUENTE: GUIA CUBO DREN, CHILE. ILUSTRACIÓN 21, EXCAVACION. INSTALACION CUBO DE DRENAJE, FUENTE: GUIA CUBO DREN, CHILE.
  66. 66. 61 3 – instalación del geotextil y llenado de la excavación, una vez colocado el geotextil indicado, se procede a la realización del orden e instalación del cubo dentro de la zanja, esta tarea puede ser realizada sin necesidad de maquinaria especializada. 4 – Terminado de la zanja con cubo de drenaje., una vez completado el procedimiento de llenado, se debe traslapar en un mínimo de 300mm el geotextil, se cubre con arena gruesa para facilitar el filtrado limpio y la duración del geotextil y se mantiene la cubierta especificada en proyecto, que puede ser: - Pavimento con libre tránsito de vehículos. - Veredas peatonales. - Estacionamientos. - Áreas verdes. - Terreno natural. ILUSTRACIÓN 23, INSTALACION DE GEOTEXTIL Y CUBO DE DRENAJE. FUENTE: GUIA CUBO DREN, CHILE.
  67. 67. 62 Luego del análisis de las temáticas que se relacionan dentro del contexto de las metodologías constructivas hay que comprender que como programa de gobierno las soluciones de ingeniería tienden a ser invasivas y de difícil aplicación cuando exceden los montos normales de presupuestos, por esto hay que investigar cuales son las variables que aplican a este sistema constructivo en margen al programa de pavimentación participativa de SERVIU RM. 5.6 COMENTARIOS. Las nuevas tecnologías se abren espacio en el mundo tradicional de la construcción, los nuevos métodos y materiales son propuestos día tras día en un acelerado rito que nos obligan a constantemente probar y comparar métodos que proponen dar solución a las problemáticas constructivas. Las metodologías de aguas lluvias, bastante tradicionales en Chile, bajo los códigos, normas y manuales que han sido implementados desde hace muchos años atrás, hoy en día se enfrentan a este nuevo y acelerado ritmo de soluciones constructivas. El cubo de drenaje es un claro ILUSTRACIÓN 24, TERMINADO DE ZANJA DE INFILTRACION CON CUBO DE DRENAJE. FUENTE: GUIA CUBO DREN, CHILE.
  68. 68. 63 ejemplo de estos nuevos paradigmas constructivos, en su versión de zanja de infiltración nace de la búsqueda del reemplazo del bolón y de la falta de volumen de almacenaje. Dentro del programa de pavimentación y bajo los márgenes de SERVIU RM, los códigos y normas fundamentales en las pavimentaciones aún no se actualizan para las nuevas tecnologías y es así como el tradicional método de cámara decantadadora antes mencionada y el sumidero doble de fierro laminado son factores constantes a la hora de proyectar una solución tipo zanja para infiltrar las aguas lluvias al terreno natural. Según el Manual de Pavimentación y aguas lluvias existen distintas tipologías constructivas para solucionar un punto bajo existente o bien para forzarlo (todas indicadas en este capítulo), pero aun así, sigue sin ser parte de la nueva gama de tecnologías que buscan dar soluciones a las distintas problemáticas. 5.7 COMENTARIOS MARCO TEÓRICO. Para comprender el desarrollo de los dos casos de estudio que se verán a continuación es que mediante el marco teórico se propone dar los conceptos básicos y fundamentales para una solución de aguas lluvias tipo zanja de infiltración dentro de los márgenes de los pavimentos participativos. Los programas gubernamentales son de una alta importancia en la constante mejora de calidad de vida para los ciudadanos de este país, dentro de las políticas de construcción existen dos grandes Ministerios que se enfocan en esta materia, el Ministerios de Obras Públicas (MOP) y el Ministerio de Vivienda y Urbanismo (MINVU).
  69. 69. 64 Cada Ministerios trabaja en conjunto con una Secretaria Ministerial y para el caso de MINVU el Servicio de Vivienda y Urbanización (SERVIU). Los servicios son los ejecutores de los distintos programas enfocados en vivienda y urbanización, para el caso de estudio el programa en el que se desarrollan las soluciones de aguas lluvias a nivel comunal es el Programa de Pavimentación Participativa o PPP. Las soluciones de aguas lluvias que trabaja el programa para calles locales y pasajes del gran Santiago y el resto del país, son las que el manual de pavimentación propone, mecánicas y no mecánicas. La solución más ocupada y también la ideal para un proyecto de pavimentación es la solución de pendiente gravitacional, donde las aguas lluvias son transportadas gracias a la gravedad con pendientes controladas a un colector mayor aguas abajo, de no ser posible, es que se proyectan las soluciones tipo zanja de infiltración, estas pretenden almacenar y filtra el agua lluvia al terreno natural hasta la napa subterránea existente. Se presentaron las dos soluciones tipo Zanja de infiltración, la tradicional con bolones y la Zanja que representa las nuevas tecnologías, el cubo de drenaje. Mediante dos casos de estudio se compararan ambas soluciones para encontrar en primera instancia cuales son las variables que pueden guiar en la elección de una o de la otra, así también se busca dar el pie inicial a un estudio más a cabal que resuelva el cuestionamiento sobre cuál de los dos métodos es óptimo frente a cada contexto y
  70. 70. 65 situación que pueda enfrentar no solo en Santiago sino también en el resto del país, siendo un gran aporte para el programa de pavimentación participativa y por ende al país.
  71. 71. 66 III. DESARROLLO. 6. VARIABLES DETERMINANTES PARA LA UTILIZACIÓN DE UN MÉTODO CONSTRUCTIVO. 6.1 VARIABLE ECONÓMICA. 6.1.1 PRESUPUESTOS DE DISEÑO. En margen a los programas de gobierno y la distribución de recursos para el país se hace indispensable entender la prioridad que tiene el recurso económico dentro de las licitaciones públicas de gobierno siendo adjudicado al oferente más conveniente económicamente para el servicio.29 El llamado a licitación pública se realiza mediante la publicación, como mínimo, de un aviso en un diario de reconocida circulación en la respectiva región, o a falta de éste, en el país y en el portal web denominado Chilecompra, establecido por el Ministerio de Hacienda, cuya dirección en Internet es http://www.chilecompra.cl. La variable económica es a priori desde la perspectiva de la necesidad de pavimentar versus el solucionar los problemas de aguas lluvias, esto se entiende según el criterio de políticas públicas sobre la cantidad de beneficiados en un llamado en particular. Si por cada mil millones de pesos invertidos se beneficia a aproximadamente un total de dos mil habitantes en un contexto de solo pavimentación o repavimentación con soluciones de aguas lluvias incluidas esta cifra disminuye en casi 29 Artículo 41, Decreto 236, SERVIU RM.
  72. 72. 67 un 30%30 esto implica que la solución gravitacional por pendiente longitudinal es prioridad a la hora de proyectar. Los proyectos de ingeniería en los que es imposible resolver dicho dilema de una forma tradicional deben ser estudiados detenidamente para lograr impactar económicamente lo menos posible un llamado, ya que una obra de infiltración al terreno natural en valor puede llegar a ser equivalente a 300 metros cuadrados de pavimento. 6.1.2 PRESUPUESTOS DE DISEÑO ZANJA DE INFILTRACIÓN. Los presupuestos de valor en UF dado a las obras según SERVIU RM indicado por detalle de obras, se contabiliza dentro de las partidas para un presupuesto por precio unitario: - La excavación de la obra. - El relleno de la zanja (bolones). - Tubo D=200mm - Geotextil. - Base estabilizada. - Gravilla. Todo esto según el detalle por partida en Uf a continuación. 30 Estadísticas Programa Pavimentos Participativos, MINVU, 2015.
  73. 73. 68 - PRESUPUESTO PARA ZANJA DE INFILTRACIÓN. 31 Un valor referencial por metro lineal de Zanja se puede dar según la revisión de antecedentes anteriores, dicho cálculo nos arroja un aproximado de 5.119UF el metro lineal32. - PRESUPUESTO PARA ZANJA DE INFILTRACIÓN. 31 Referenciado a presupuestos ocupados para proyectos en programa pavimentos participativos. 32 Referencia en base a 15 presupuestos de zanjas de infiltración proyectados en el programa. L A H 8 1 1 Total m2 m3 13,6 0,233 3,033 m3 8 2,200 17,600 ml 8 1,527 12,216 m2 34 0,096 3,264 m3 2 0,926 1,852 m2 36 0,083 2,988 UF/m 40,953 5,1191 Base estabilizada Gravilla e=0,10m Excavación de zanja (0 a 2m) Relleno de zanja Tubos de PVC D=200 mm Geotextil sumidero y colocación L A H 8 1 1 m3 13,6 0,223 3,0328 m3 8 2,200 17,6 ml 8 1,527 12,216 m2 34 0,096 3,264 m3 2 0,926 1,852 m2 36 0,083 2,988 $/m 40,953 5,1191 En presupuesto, se debe colocar así: Unidad cantidad PU (UF) TOTAL Zanja infiltracion (Incl. Excav., relleno, geot., tub.(200mm), estab., gravilla) m 8 5,119 40,953 (Largo Zanja) Gravilla e=0,10m DESCRIPCION ZANJA Excavación de zanja (0 a 2m) Relleno de zanja Tubos de PVC D=200 mm Geotextil sumidero y colocación Base estabilizada TABLA N°2, PRESUPUESTO ELABORADO POR EL PROGRAMA DE PAV. PARTICIPATIVA. SERVIU RM. TABLA N°3, PRESUPUESTO ELABORADO POR EL PROGRAMA DE PAV. PARTICIPATIVA. SERVIU RM. L A H 0 0 0 Total m2 m3 0 0,270 0,000 m3 0 2,200 0,000 ml 0 1,527 0,000 m2 0 0,096 0,000 m3 0 0,926 0,000 m2 0 0,083 0,000 Base estabilizada Gravilla e=0,10m Excavación de zanja (0 a 2m) Relleno de zanja Tubos de PVC D=200 mm Geotextil sumidero y colocación L A H 0 0 0 m3 0,270 0,000 m3 2,200 0,000 ml 1,527 0,000 m2 0,096 0,000 m3 0,926 0,000 m2 0,083 0,000 0,000 N° 34,190 0,000 TOTAL 39,292 Sumidero Tipo S2 doble con rejilla, cámara decantadora y escalines Excavación de zanja (0 a 2m) Relleno de zanja Tubos de PVC D=200 mm Geotextil sumidero y colocación Base estabilizada Gravilla e=0,10m
  74. 74. 69 Al buscar un costo de construcción, es necesario estudiar los valores de oferta en distintas licitaciones realizados por distintas constructoras, en base al promedio de ofertas realizadas da un valor de construcción de 7.5 UF por metro cubico.33 6.1.3 VALORES DE ZANJA DE INFILTRACIÓN CON METODOLOGÍA DE CUBOS DE DRENAJE. Los precios de una zanja de infiltración tradicional con bolón de arrastre aumentan significativamente al reemplazar dichos bolones por la tecnología del cubo de drenaje, la variación es casi en un 50% de aumento de costo, detallado en las siguientes partidas: - Cubo de drenaje. - Geotextil. - Tubería. - Dado de hormigón (refuerzo tubería) - Excavación. - Gravilla. - Relleno compactado. - Todo esto según el detalle por partida en Uf a continuación (precios unitarios). 33 Presupuesto de obras, promedio Pav. Part. 22-7; 22-19; 22-21; 24-13.
  75. 75. 70 - PRESUPUESTO PARA CUBO DE INFILTRACIÓN. Los precios para un Cubo de Drenaje de las dimensiones de ocho metros de largo por uno de ancho y uno de profundidad (mismas medidas de Zanja anterior) son los siguientes: - PRESUPUESTO PARA CUBO DE INFILTRACIÓN. En el caso, para un valor de proyecto (precio estimativo) es solo 10% mayor al de una Zanja de infiltración común. L A H 8 1 1 Total m2 M3 8 2,140 17,120 M2 34 0,080 2,720 M 10 1,400 14,000 M3 3 2,140 6,191 M3 23 0,240 5,555 M3 4 0,510 1,989 M3 5 0,230 1,104 M2 9 0,593 5,337 UF/m 54,016 6,752 Gravilla Relleno compactado Cubo Dren Cubo Dren Geotextil Tubería PVC D=300mm Dado de hormigón para PVC 300mm Excavación TABLA N°4, PRESUPUESTO ELABORADO POR EL PROGRAMA DE PAV. PARTICIPATIVA. SERVIU RM. TABLA N°5, PRESUPUESTO ELABORADO POR EL PROGRAMA DE PAV. PARTICIPATIVA. SERVIU RM. L A H 0 0 0 N° 0 34,190 0,000 M3 0 2,140 0,000 M2 0 0,080 0,000 M 0 1,400 0,000 M3 0 2,140 0,000 M3 0 0,240 0,000 M3 0 0,510 0,000 M3 0 0,230 0,000 M2 0 0,593 0,000 UF/m 0,000 #¡DIV/0! Veredas HC e= 0,10m (reforzadas) Sumidero Tipo S2 doble con rejilla, cámara decantadora y escalines Cubo Dren Geotextil Tubería PVC D=300mm Dado de hormigón para PVC 300mm Excavación Gravilla Relleno compactado
  76. 76. 71 Respecto a los precios de ofertas, se puede llegar a un promedio de 13 UF por metro cubico.34 Los precios estimativos y de ofertas para el programa varían en casi el doble respecto el uno del otro, aplicado esto a las soluciones de zanja y cubo dren se puede verificar el siguiente recuadro: - PRECIOS EN PORCENTAJE. El valor estimativo de proyectos es cercano el uno del otro, mientras las diferencias se disparan en un 75% respecto al valor de la oferta o valor de construcción. Esto puede ser significativo respecto a dar solución a punto bajo, debido a que el precio final de la construcción de dicha vía, puede incrementar al doble solo al proponer una solución de tipo Zanja o Dren, por lo que las variables técnicas y sociales son importantes y predominantes para permitir tal valor agregado. 34 Presupuesto de obras, promedio Pav. Part. 24-13; 24-19. TABLA N°6, PRESUPUESTO ELABORADO POR EL PROGRAMA DE PAV. PARTICIPATIVA. SERVIU RM. PRECIO METRO CUBICO UF PRECIO AL DÍA 01/05/2016 PRECIO DEOFERTA UF PRECIO AL DÍA 01/05/2016 ZANJA 5,367 142.225,50$ 7,547169811 200.000,00$ CUBO 7,216 191.214,57$ 13,20754717 350.000,00$ % DIFERENCIA 34,44 75,00 34% 75% 0
  77. 77. 72 6.2 VARIABLE TÉCNICA. En el programa de pavimentación participativa de SERVIU RM, trabaja con un 90% de las comunas de Santiago, las excepciones son las comunas de Ñuños, Las Condes, Vitacura y Santiago. Estas comunas cuentan con su propio plan de pavimentación por lo que no pertenecen a dicho porcentaje. El resto de comunas de Santiago participantes al programa solicitan y postulan pavimentos de los sectores vulnerables pertenecientes al municipio, resultando en postulaciones de fajas publicas sin regularización, anchos mínimos de calzadas no actualizados, tomas de faja publica, soluciones de aguas lluvias fuera de normativa, servicios urbanos mal instalados, materiales de mala calidad, etc. Al proyectar una solución de Zanja o Cubo de drenaje el proyectista debe resolver problemas técnicos individualizados según cada contexto. 6.2.1 ESPACIO PÚBLICO. Según la Ley General de Urbanismo y Construcción se definen los anchos mínimos de faja para cada tipo de vía35 estas se definen en: 1- Vía expresa. Establece las relaciones intercomunales entre las diferentes áreas urbanas a nivel regional, sus calzadas permiten desplazamientos a grandes distancias, con una velocidad de diseño entre 80 a 100 km/h.36 35 Ley General de Urbanismo y Construcción, 2016, titulo 2 y 3. de los trazados viales urbanos. 36 Ley General de Urbanismo y Construcción, 2016 titulo 2.3.2 (1), vía expresa.
  78. 78. 73 El ancho mínimo de sus calzadas, en conjunto, no puedes ser inferior a 21 metros. 2- Vía Troncal. Su rol principal es establecer la conexión entre las diferentes zonas urbanas de una intercomuna y sus calzadas permiten desplazamientos a grandes distancias, con una recomendable continuidad funcional en una distancia mayor a 6km. El ancho mínimo de sus calzadas, en conjunto, no puedes ser inferior a 21 metros. 37 3- Vía colectora. Su rol principal es de corredor de distribución entre la residencia y los centros de empleo y de servicios, y de repartición y/o captación hacia o desde la trama vial a nivel inferior. El ancho mínimo de sus calzadas, en conjunto, no puedes ser inferior a 14 metros. 38 4- Vía de servicio. Vía central de centros o subcentros urbanos que tienen como rol permitir la accesibilidad a los servicios y al comercio, emplazados en sus márgenes, su calzada atiende desplazamientos a distancia media, con una recomendable continuidad funcional en una distancia mayor de 1km. El ancho mínimo de sus calzadas, en conjunto, no puedes ser inferior a 7 metros y la distancia entre líneas oficiales no debe ser inferior a 15m. 39 37 Ley General de Urbanismo y Construcción, 2016 titulo 2.3.2 (2), vía troncal. 38 Ley General de Urbanismo y Construcción, 2016 TITULO 2.3.2 (3), Vía Colectora. 39 Ley General de Urbanismo y Construcción, 2016 TITULO 2.3.2 (4), Vía de servicio.
  79. 79. 74 5- Vía local. Su rol es establecer las relaciones entre las vías troncales, colectoras y de servicios y de acceso a la vivienda. Sus cruces pueden ser a cualquier nivel, manteniéndose la preferencia de esta vía sólo respecto a los pasajes. La distancia entre sus líneas oficiales no debe ser inferior a 11 metros y el ancho mínimo de su calzada no debe ser inferior a 7 metros. 6- Pasajes. En general están destinados a la circulación de peatones y al tránsito eventual de vehículos. Consultan un ancho de al menos 8metros entre líneas oficiales, con una faja pavimentada de un ancho no inferior a 3.5m40 . Los planes Reguladores intercomunales y comunales cumplen la labor de cautelar que en los territorios definidos se cumplan los anchos mínimos de fajas y calzadas exigidos por la Ley General de Urbanismo y Construcción, sin embargo la situación existente se contradice en la gran parte de Santiago, los mínimos exigidos son sobrepuestos a un contexto histórico de cada población, unidad vecinal o villa resultando en fajas mínimas de hasta 3.5 metros con calzadas de hasta 2.5 metros de ancho para permitir el paso vehicular. El constante crecimiento urbano se debe en parte a la capacidad de autoconstrucción de los ciudadanos, esto repercute directamente en las capacidades de construcción y urbanización de una zona limitando los recursos y obligando a los constructores a prescindir de la reglamentación general y caer en la improvisación constructiva, haciendo referencia a la necesidad de dar solución con menos de lo reglamentado en espacio o fajas disponibles (aludiendo en este caso a la urbanización). 40 Ley General de Urbanismo y Construcción, 2016 TITULO 2.3.3 (5), Pasajes.
  80. 80. 75 Existen sectores emblemáticos en la ciudad de Santiago que pueden ser significativos para fundamentar lo antes mencionado, el sector de “La Victoria” en Pedro Aguirre Cerda, nace gracias a un movimiento popular que hace posesión de terrenos públicos, conocidos en ese entonces como “La Chacra Feria” constituyendo un campamento41 . Resultado de esto, fue la forzada urbanización post-toma que obliga a los constructores y SERVIU RM a trabajar según lo existente. El resultado de todo esto, son fajas menores a las reglamentarias, anchos de calzada variables, fondos de pasajes sin solución de agua lluvia, conexiones al alcantarillado, etc… Así, como “La Victoria” existen muchas poblaciones y villas que se crearon de la misma forma a nivel de todo chile, resultando en situaciones como las que se muestran a continuación. 41 Revista de Urbanismo, Universidad de Chile, la victoria Pedro Aguirre cerda. ideas para una renovación urbana sin gentrificación para Santiago. FOTO N°1, PASAJE PUERTO PALOS, PUDAHUEL. FUENTE: STREET VIEW. 50 – 70 cms 50 – 70 cms
  81. 81. 76 En las imágenes anteriores se aprecia el común denominador de un pasaje en Santiago, esto implica que para diseñar una solución de aguas lluvias mecánica o no mecánica el limitante del espacio será una variable fundamental para decidir entre un método u otro. 6.2.2 INSTALACIONES. El sistema de instalaciones urbanas o urbanización de un sector, villa o población consiste en la dotación de todos los loteos resultantes de una subdivisión de infraestructura vial, sanitaria y energética, con obras de alimentación y desagües; de plantaciones y obras de ornato; obras de defensa y servicios de terreno; equipamiento y áreas verdes, proporcionales a las densidades fijadas por el instrumento de planificación territorial correspondiente (IPT). FOTO N°2, PASAJE PUERTO PALOS, PUDAHUEL. FUENTE: STREET VIEW.
  82. 82. 77 En una vía local o pasaje es común encontrar instalaciones de gas, agua potable (matriz y arranques domiciliarios), alcantarillado y soluciones de aguas lluvias. A continuación una breve reseña de cada una. - Instalaciones eléctricas. El alumbrado público normalizado bajo el “Reglamento de Alumbrado Público de Vías de Tráfico Vehicular”. El mismo reglamento se rige bajo el D.S. 298/2005, del Ministerio de Economía, Fomento y Reconstrucción, aprobatorio del “Reglamento para la Certificación de Productos Eléctricos y Combustibles” Respecto a la postación como variable decisiva para un mecanismo de solución de aguas lluvias, debemos entender que esta, en un pasaje o calle local, se encuentra proyectada siempre por uno de los costados, demarcando el límite de línea de edificación y bien de uso público. Esto suele ser un problema, debido a que las excavaciones para construir la solución de agua lluvia en caso de pasajes se estilan a proyectar dentro de la acera, espacio ocupado por la instalación eléctrica.
  83. 83. 78 - Instalaciones de agua potable y alcantarillado. Ambas instalaciones quedan reglamentadas bajo la Ley de la Superintendencia de Servicios Sanitarios, específicamente con la ley N°19.549 de 1998. Se suma a esta ley la Norma Chilena 1333 de 1978 sobre requisitos de calidad del agua para diferentes usos y el Manual SISS referente a las normas técnicas y relevantes. En caso de las conexiones de agua potable, los arranques son el primer limitante en una obra de pavimentación, por esto mismo se consideran dentro de los proyectos el rebaje de arranques, el conflicto que se genera cuando dichos arranques se encuentran conectados en sectores donde se proyecta la solución de aguas lluvias impidiendo realizar la excavación correspondiente o forzando a reducir las dimensiones que el proyectista diseño. FOTO N°3, ALUMBRADO EN PASAJE, LO PRADO. FUENTE: STREET VIEW.
  84. 84. 79 Una variable critica respectiva las instalaciones de agua potable, es que la matriz de agua potable se encuentre superficialmente lo que impediría de forma total la realización de un sistema de solución de aguas lluvias, esto se debe a que la gran cantidad de matrices existentes en el gran Santiago son de material Rocalit, con años de instalación y uso, dicho material después de años de haberse instalado bajo terreno pierde sus características de soporte a la compresión y necesita del material compactado, por lo que realizar una excavación a su alrededor sumado a la presión de agua interna que generaría un rotura de matriz. - Instalación de Gas. La reglamentación que rige este tipo de instalaciones está bajo el marco de la Superintendencia de Electricidad y Combustibles de Chile, específicamente el D.S 108 y 280. FOTO N°4, MATRIZ BAJO CALZADA PASAJE JORGUE MOYA, CONCHALI. FUENTE: PROPIA.
  85. 85. 80 En el caso de las instalaciones de gas, que son poco frecuentes en los sectores donde trabaja el programa de pavimentación participativa, el impedimento para un avance correcto es al momento de construir, debido a que no está permitido por la peligrosidad del componente incendiario del gas el realizar excavaciones en espacios continuos a esta. Las distintas instalaciones en el contexto de pasajes o calles locales son variables importantes a considerar para proyectar o realizar una solución tipo zanjas o cubo dren en el espacio existente. Las distintas redes que pueden existir, ya sea solo una o todas combinadas en un espacio reducido pueden ser determinantes para escoger uno u otro sistema como también la posibilidad de buscar otro tipo de solución. Una cámara de alcantarillado, un alambrado, un arranque, una matriz, una cañería de gas u otro tipo de instalación que se pueda encontrar en terreno debe ser tratada con mucha precaución y evitar en el mayor de los casos. 6.2.3 TIPO DE SUELO (CAPACIDAD DE INFILTRACIÓN). “El concepto de capacidad de infiltración es aplicado al estudio de la infiltración para diferenciar el potencial que el suelo tiene de absorber agua a través de su superficie, en términos de lámina de tiempo, de la tasa real de infiltración que se produce cuando hay disponibilidad de agua para penetrar en el suelo. Una curva de tasas reales de infiltración
  86. 86. 81 solamente coincide con la curva de las capacidades de infiltración de un suelo cuando el aporte superficial de agua, proveniente de la precipitación y de escurrimientos superficiales de otras áreas, tiene una intensidad superior o igual a la capacidad de infiltración. Cuando cesa la infiltración, parte del agua en el interior del suelo se propaga a las capas más profundas y una parte es transferida a la atmósfera por evaporación directa o por evapotranspiración. Ese proceso hace que el suelo vaya recuperando su capacidad de infiltración, tendiendo a un límite superior a medida que las capas superiores del suelo van perdiendo humedad.”42 . Para determinar esta variable y considerarla en un diseño de solución de aguas lluvias es necesario realizar en laboratorio el estudio de infiltración en terreno según el método de Porchet, el cual proporciona el coeficiente de permeabilidad global en el suelo superficial cuando la napa esta profunda. El método del pozo de nivel variable o método Porchet, consiste en excavar en la tierra un orificio cilíndrico de profundidad y radio constante, en el cual se mide el descenso del nivel de agua dentro del pozo en función del tiempo43 . Con este dato se puede verificar el tipo de suelo en que se trabajara y su comportamiento futuro frente a una acumulación de agua para su filtrado, esta variable es importante ya que un suelo demasiado permeable podría colapsar una zanja de infiltración frente a una tormenta poco común. 42 Capacidad de infiltración y tasas de infiltración, curso mecánica de suelos, Universidad Tecnológica Metropolitana, 2010 43 Estudio experimental del coeficiente de permeabilidad en arenas, memoria para optar al título de ingeniero civil, Patricio Eduardo Puga Lagos, Universidad de Concepción, 2012.
  87. 87. 82 Dentro del programa de pavimentación participativa, aludiendo a la alta cantidad de proyectos que se deben realizar y en base a la experiencia y el conocimiento adquirido de los tipos de suelos de Santiago, es que se trabaja bajo los estudios de suelo o clasificación de suelos. La clasificación de suelos se pide directamente a un laboratorio de suelos que mediante una muestra en terreno analiza, la calidad y la tipología del existente según el siguiente detalle: - INFORME DE ENSAYO, MECÁNICA DE SUELOS. De este detalle, el dato primordial para obtener el coeficiente de seguridad y la capacidad de infiltración es la granulometría.TY TABLA N°7, INFORME DE ENSAYO OFICIAL, SOLICITADO A GEOCONTRAL.
  88. 88. 83 La granulometría o clasificación granulométrica es la medición y graduación que se lleva a cabo de las distintas partículas de un agregado, en este caso, suelo, esto para determinar sus propiedades mecánicas44 . Gracias a este análisis, la clasificación AASHTO y la experiencia del programa se puede realizar una clasificación para determinar el coeficiente de seguridad y la cantidad de milímetros infiltrados por hora. Lo que se resumen en: a- Suelos finos, clasificaciones para porcentajes mayores al 50% pasando el tamiz número 200. Estos se clasifican en Limos y Arcillas y tienden, los cuales poseen una muy baja capacidad de infiltración, para estos casos se recomienda ocupar un coeficiente de seguridad de 1.5 y un factor de infiltración no mayor a los 20 mm/hora. Por experiencia en el programa sabemos que estos tipos de suelos son comunes b- Suelos Bien graduados o con mayor cantidad de gruesos. Para estos se ocupan los valores de coeficiente de seguridad en 0.75 o 1 y un valor de infiltración sobre los 20mm/hora. Cabe mencionar que dentro del programa de pavimentación participativa existen registros con estudios de suelo que datan desde por lo menos 10 años hasta la actualidad lo cual nos da una referencia amplia sobre tipos de suelos de comunas y para ser más exactos pasajes y calle puntuales. 44 Análisis Granulométrico, Universidad Católica de Valparaíso, Laboratorio Mec. De Suelos.
  89. 89. 84 6.3 VARIABLE SOCIAL. En Santiago, así como en el resto de las ciudades del país, se observan niveles significativos de delincuencia y violencia en los barrios pobres, instalada tanto en espacios privados como en espacios públicos. Esta situación es preocupante porque produce una mayor vulnerabilidad en comunidades que ya son vulneradas en muchos sentidos. A su vez, la delincuencia y violencia en barrios pobres erosiona los recursos acumulados en ellos, en especial el stock de capital social y el capital gubernamental. El programa de pavimentación participativa, funciona específicamente en estos sectores vulnerables, los que según el título LA VIOLENCIA: BARRIOS VULNERABLES Y BARRIOS CRITICOS, La segregación y estigmatización de los barrios populares se expresa en múltiples problemas como violencia intrafamiliar, abandono escolar, drogadicción. Por otra parte, la violencia en los espacios públicos y en la esfera privada de estos barrios, tiene como consecuencia la atomización social de los vecinos, el declive de la participación social, el abandono de los espacios públicos y la baja calidad y acceso a los servicios. Dichas situaciones impactan negativamente sobre el tejido social comunitario y los vínculos interpersonales, permitiendo que los factores de riesgo se acentúen, generando un círculo vicioso de la vulnerabilidad.45 Desde la experiencia del programa esta variable social se observa fuertemente en el declive de la participación ciudadana, siendo cada vez más dificultoso la tarea de organizar socialmente a las distintas poblaciones favorecidas por los nuevos pavimentos, esto no solo repercute a nivel de gestión sino también en el mismo acto de 45 Violencia y Delincuencia en Barrios: sistematización de experiencias, Alejandra Lunecke, Universidad Alberto hurtado y Fundación Paz Ciudadana.

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