Text Material Preview
FACULTAD DE INGENIERIA ARQUITECTURA Y URBANISMO ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL DRENAJES. TIPOS AUTOR () DOCENTE: CURSO: DISEÑO Y REHABILITACION DE PAVIMENTOS SECCIÓN: A PIMENTEL – PERÚ 2021 INDICE I. INTRODUCCIÓN………………………………………………………………..…..03 II. OBJETIVO DE LOS DRENAJES…………………………………………………..03 III. HISTORIA………………………………………………………………………...…..04 IV. IMPORTANCIA DE LOS TIPOS DE DRENAJE………………………………….05 V. DEFINICIONES SEGÚN LA NORMA TECNICA PERUANA – O.S.060…...….06 VI. MARCO TEÓRICO…………………………………………………………..………08 DRENAJE……………………………………………………………………………...08 A. SISTEMAS DE DRENAJE URBANO……………………………………….…09 B. SISTEMAS DE DRENAJE DE TERRENOS AGRÍCOLAS……………..…..09 C. SISTEMAS DE DRENAJE DE CARRETERAS………………………………11 TIPOS DE DRENAJE…………………………………………………….…………12 DRENAJE SUPERFICIAL………………………………………………..…………12 DRENAJE LONGITUDINAL…………………………………………………..……12 DRENAJE TRANSVERSAL……………………..………………………………….15 DRENAJE SUBTERRÁNEO………………………………………………..………16 DRENES LONGIUDINALES……………………………………………………..…17 DRENAJE DEL PAVIMENTO……………………………………………………...19 DRENAJE PROFUNDO………………………………………………….…………19 CARACTERISTICAS EN DRENAJE EN PAVIMENTOS……………………….20 VII. GRANDES OBRAS DE DRENAJE EN EL MUNDO……………………………..22 VIII. CONCLUSIONES……………………………………………………………..……..24 IX. RECOMENDACIONES………………………………………………………….….24 X. BIBLIOGRAFÍA………………………………………………………………………25 I. INTRODUCCION Desde el principio de la existencia del ser humano ha tenido la necesidad por comunicarse, por lo cual fue desarrollando diversos métodos para la construcción de caminos. La tecnología del drenaje y subdrenaje ha progresado mucho desde los subdrenes franceses de inicio del siglo XX. Por lo tanto, el ingeniero posee varias alternativas y combinaciones para el control, tanto del agua superficial como el agua subterránea. Es por ello que el diseño y construcción de un sistema de drenaje requiere la realización de estudios del clima, suelo e hidrología. El drenaje tiene como propósito la preservación de la carretera, debido a la función social y económica que presenta y el elevado precio de construcción; la prevención del impacto negativo que presenta al ambiente con la reducción al mínimo de los cambios al patrón de drenaje natural y disminución de la acción erosiva producida por el cambio de cauce de su transporte (LOPEZ, 2018). Tanto el drenaje como el subdrenaje son imprescindibles para el buen funcionamiento de una carretera, pues sirven para proteger el camino canalizando los escurrimientos superficiales de agua y evitando situaciones que pueden resultar riesgosas tanto para la estructura del pavimento como para los usuarios. El exceso de agua u otros fluidos en los suelos o en la estructura de una carretera, afecta sus propiedades geomecánicas, los mecanismos de transferencia de carga, presiones de poros, subpresiones de flujos, presiones hidrostáticas, e incrementa la susceptibilidad a los cambios volumétricos. Por tal motivo, es una de las causas más relevantes del deterioro prematuro de la infraestructura vial. II. OBJETIVOS DE LOS DRENAJES El objetivo del drenaje, es reducir al máximo posible la cantidad de agua que de una u otra forma llega al mismo y dar salida rápida del agua que llega al camino. Para que un camino tenga un buen drenaje debe evitarse que el agua circule en cantidades excesivas provocando la destrucción del pavimento y originando la formación de baches. Así como también que el agua que debe escurrir por las cunetas, se estanque y reblandezca las terracerías originando pérdidas de estabilidad de las mismas con sus consiguientes asentamientos perjudiciales. (LOPEZ, 2018) III. HISTORIA El origen del primer sistema de drenaje se remonta a civilizaciones muy antiguas como la del valle del Indo, aunque estos drenajes eran más bien superficiales; es decir no eran subterráneos como los conocemos actualmente. El más antiguo alcantarillado de que se tiene referencia es el que fue construido en Nippur (India), alrededor del 3750 AC. Posteriormente en los centros poblados de Asia Menor y de Oriente Próximo utilizaron conductos de alfarería, (Creta, 1700 AC). En Atenas y Corinto, en la Grecia antigua, se construyeron verdaderos sistemas de alcantarillado. Se utilizaron canales rectangulares, cubiertos con losas planas (atarjeas, propiamente dichas), que eventualmente formaban parte del pavimento de las calles; a las atarjeas afluían otros conductos secundarios, formando verdaderas redes de alcantarillado. Existen muchos relatos y descripciones de las alcantarillas de la antigüedad, quizás las más conocidas sean las de la antigua Roma, de París y de Londres, estas dos últimas alcantarillas construidas en Europa y en los Estados Unidos, se dirigían fundamentalmente a la recolección de las aguas de lluvia. Las aguas usadas de origen humano solo comenzaran a ser conectadas a las alcantarillas en 1815 en Londres, en Boston a partir de 1833, y en París, solo a partir de 1880.Después vino el eficiente sistema romano denominado “La cloaca máxima”, del cual todavía existe, siendo considerado un legado de la ingeniería antigua. En México los aztecas no se quedaban atrás puesto que tenían un amplio sistema de desagüe con el que mantenían a la gran ciudad “Tenochtitlan”, con los avances en su tecnología contaban con un amplio sistema de riego para los cultivos aprovechando el drenaje natural de la zona y aprovechar el lago de Xochimilco y crear un sistema de siembra sobre chalupas. Al llegar los españoles a México se maravillaron con el sistema de drenaje y los baños y tinas de aguas termales con los que ya contaban, algo que en España no se conocía por lo que la mala higiene española trajo muchas enfermedades que no se conocían. Fue en París, Francia dónde se construyó la primera red de drenaje subterráneo, esto ocurrió en el Siglo XIX, propagándose muy pronto a otras ciudades de Europa Central las cuales construyeron grandes obras hidráulicas de drenaje subterráneo. El primer sistema moderno de alcantarillado se diseñó en Hamburgo en 1842, utilizando las más modernas teorías de la época, teniendo en cuenta las condiciones topográficas y las necesidades reales de la comunidad. Este hecho significó un espectacular avance, considerando que los principios fundamentales en que se basó el proyecto no se generalizaron hasta inicios de los 1900, y siguen vigentes en la actualidad. Así fue como la construcción de este tipo de obras se fue generalizando, al punto que hoy en día son consideradas como obras de primera necesidad, pues gracias a ellas se evita un gran número de enfermedades infecciosas, además las más modernas incluyen sistemas para el tratamiento de aguas negras, aprovechando además de forma óptima las precipitaciones pluviales para obtener agua para el consumo humano. Originalmente, las obras de drenaje se denominaban alcantarillas, y se empleaban tres formas geométricas para construirlas: circular, rectangular y abovedada. Las circulares estaban constituidas por tubos de hormigón en masa de reducidas dimensiones. Las rectangulares, más conocidas como tarjeas, alcanzaban dimensiones mayores a las de los tubos. Finalmente, las abovedadas, realizadas comúnmente de fábrica de ladrillo, alcanzaban grandes dimensiones, hasta incluso tener la envergadura de puentes pequeños. Posteriormente se utilizó el acero corrugado, el cual permitía tanto las formas circulares como las abovedadas, aunque este material está cayendo en desuso en varias partes del mundo. En la actualidad predominan las obras de drenaje realizadas en hormigón armado, tanto circulares como rectangulares(marcos) o abovedadas (bóvedas), construidas bien in situ o bien prefabricadas. IV. IMPORTANCIA DE LOS TIPOS DE DRENAJE Los tipos de drenajes incluyen estructuras transversales, naturales, travesías, superficie y subdrenajes. Estas estructuras sirven para dispersar, para disminuir la velocidad o transportar el agua y para evitar la acumulación y reducir la fuerza erosiva del agua. El prever un buen drenaje es uno de los factores más importantes en elproyecto de un camino y por lo tanto debe preverse desde la localización misma tratando de alojar siempre el camino sobre suelos estables, permanentes y naturalmente drenados. En resumen, cuando una carretera dispone de un sistema de drenaje adecuado, suficiente y que opera correctamente, disminuye substancialmente la probabilidad de fallas y de otros efectos adversos que contribuyan a acortar su vida útil. La principal función del drenaje en carreteras es la evacuación del agua procedente de precipitaciones que caen sobre el pavimento de la vía y en las zonas adyacentes a esta. Asimismo, con un adecuado sistema de drenaje, se mantiene la superficie de rodadura libre de encharcamientos y se evita el aquaplaning. Logrando con ello, obtener condiciones óptimas de seguridad y confortabilidad para la circulación de los vehículos (Obando, 2021). Por consiguiente, se pueden resaltar las siguientes afirmaciones con relación a la importancia del drenaje en carreteras: · Un adecuado drenaje disminuye la infiltración del agua en los poros del asfalto, lo cual previene la oxidación y evita que el líquido pueda congelarse en la estructura interna del pavimento. · Se impide la sedimentación de elementos, los cuales pueden proceder de desmontes transportados por la lluvia o por la acción de la gravedad. · Se garantiza una mayor durabilidad de la construcción al prevenir el deterioro de la superficie del pavimento por la acción erosiva que genera el agua. · Se evita la formación prematura de huecos y/o grietas en la superficie por la fatiga debido a los ciclos de circulación de los vehículos. · La importancia del drenaje subterráneo radica en asegurar la estabilidad del terreno sobre el cual se extiende el pavimento, lo cual evita las deformaciones del mismo. V. DEFINICIONES SEGÚN LA NORMA TECNICA PERUANA – O.S.060. ALCANTARILLA: Conducto subterráneo para conducir agua de lluvia, aguas servidas o una combinación de ellas. ALINEAMIENTO: Dirección en el plano horizontal que sigue el eje del conducto. BASE: Capa de suelo compactado, debajo de la superficie de rodadura de un pavimento. BERMA: Zona lateral pavimentada o no de las pistas o calzadas, utilizadas para realizar paradas de emergencia y no causar interrupción del tránsito en la vía. BOMBEO DE LA PISTA: Pendiente transversal contada a partir del eje de la pista con que termina una superficie de rodadura vehicular, se expresa en porcentaje. BUZON: Se usan al inicio de la red, en las intersecciones, cambios de dirección, cambios de diámetro, cambios de pendiente, su separación es función del diámetro de los con- ductos y tiene la finalidad de facilitar las labores de inspección, limpieza y mantenimiento general de las tuberías, así como proveer una adecuada ventilación. En la superficie tiene una tapa de 60 cm de diámetro con orificios de ventilación. CALZADA: Porción de pavimento destinado a servir como superficie de rodadura vehicular. CANAL: Conducto abierto o cerrado que transporta agua de lluvia. CAPTACIÓN: Estructura que permite la entrada de las aguas hacia el sistema pluvial. CARGA HIDRAULICA: Suma de las cargas de velocidad, presión y posición. COEFICIENTE DE ESCORRENTIA: Coeficiente que indica la parte de la lluvia que escurre superficialmente. COEFICIENTE DE FRICCIÓN: Coeficiente de rugosidad de Manning. Parámetro que mide la resistencia al flujo en las canalizaciones. CORTE: Sección de corte. CUENCA: Es el área de terreno sobre la que actúan las precipitaciones pluviométricas y en las que las aguas drenan hacia una corriente en un lugar dado. CUNETA: Estructura hidráulica descubierta, estrecha y de sentido longitudinal destinada al transporte de aguas de lluvia, generalmente situada al borde de la calzada. CUNETA MEDIANERA: (Mediana Hundida) Cuneta ubicada en la parte central de una carretera de dos vías (ida y vuelta) y cuyo nivel está por debajo del nivel de la superficie de rodadura de la carretera. DERECHO DE VIA: Ancho reservado por la autoridad para ejecutar futuras ampliaciones de la vía. DREN: Zanja o tubería con que se efectúa el drenaje. DRENAJE: Retirar del terreno el exceso de agua no utilizable. DRENAJE URBANO: Drenaje de poblados y ciudades siguiendo criterios urbanísticos. DRENAJE URBANO MAYOR: Sistema de drenaje pluvial que evacua caudales que se presentan con poca frecuencia y que además de utilizar el sistema de drenaje menor (alcantarillado pluvial), utiliza las pistas delimitadas por los sardineles de las veredas, como canales de evacuación. DRENAJE URBANO MENOR: Sistema de alcantarillado pluvial que evacua caudales que se presen- tan con una frecuencia de 2 a 10 años. DURACIÓN DE LA LLUVIA: Es el intervalo de tiempo que media entre el principio y el final de la lluvia y se expresa en minutos. EJE: Línea principal que señala el alineamiento de un conducto o canal. ENTRADA: Estructura que capta o recoge el agua de escorrentía superficial de las cuencas. ESTRUCTURA DE UNION: Cámara subterránea utilizada en los puntos de convergencia de dos o más conductos, pero que no está provista de acceso desde la superficie. Se diseña para prevenir la turbulencia en el escurrimiento dotándola de una transición suave. FLUJO UNIFORME: Flujo en equilibrio dinámico, es aquel en que la altura del agua es la misma a lo largo del conducto y por tanto la pendiente de la superficie del agua es igual a la pendiente del fondo del conducto. PAVIMENTO: Conjunto de capas superpuestas de diversos materiales para soportar el tránsito vehicular. PELO DE AGUA: Nivel que alcanza el agua en un conducto libre. PENDIENTE LONGITUDINAL: Es la inclinación que tiene el conducto con respecto a su eje longitudinal. PENDIENTE TRANSVERSAL: Es la inclinación que tiene el conducto en un plano perpendicular a su eje longitudinal. PERIODO DE RETORNO: Periodo de retomo de un evento con una magnitud dada es el intervalo de recurrencia promedio entre eventos que igualan o exceden una magnitud especificada. RASANTE: Nivel del fondo terminado de un conducto del sistema de drenaje. REJILLA: Estructura de metal con aberturas generalmente de tamaño uniforme utilizadas para retener sólidos suspendidos o flotantes en aguas de lluvia o aguas residuales y no permitir que tales sólidos ingresen al sistema. REVESTIMIENTO: Recubrimiento de espesor variable que se coloca en la superficie interior de un conducto para resistir la acción abrasiva de los materiales sólidos arrastrados por el agua y/o neutralizar las acciones químicas de los ácidos y grasas que pueden contener los desechos acarreados por el agua. SARDINEL (SOLERA): Borde de la vereda. SISTEMAS DE EVACUACION POR GRAVEDAD: Aquellos que descargan libremente al depósito de drenaje, ya sea natural o artificial. VIAS CALLE: Cuando toda la calzada limitada por los sardineles se convierte en un canal que se utiliza para evacuar las aguas pluviales. Excepcionalmente pue- de incluir las veredas. VI. MARCO TEORICO: DRENAJE El drenaje en las carreteras es reducir la máxima cantidad de agua que llega a la misma para evitar el deterioro del pavimento y los accidentes de los usuarios. Los tipos de drenajes incluyen estructuras transversales, naturales, travesías, superficie. El drenaje es uno de los factores más importantes en el diseño y construcción de Carreteras, tiene por objeto alejar las aguas de la carretera, para evitar la influencia negativa de las mismas sobre su estabilidad y transitabilidad, así como para reducir los gastos de la conservación. (IRURETA, 2018). UN SISTEMA DE DRENAJE PUEDE SER CLASIFICADO DE ACUERDO A LAS SIGUIENTES CATEGORÍAS: A.- Sistemas de Drenaje Urbano B.- Sistemas de Drenaje de Terrenos Agrícolas C.- Sistemas de Drenaje de Carreteras D.- Sistemas de Drenaje de Aeropuertos A. SISTEMAS DE DRENAJE URBANO El drenaje Urbano, tiene por objetivo el manejo racional del agua de lluvia en las ciudades, para evitar daños en las edificaciones y obras públicas (pistas, redes de agua. redes eléctricas, etc.), así como la acumulación del agua que pueda constituir focos de contaminación y/o transmisiónde enfermedades. Los criterios que se establecen en la presente norma se aplicarán a los nuevos proyectos de drenaje urbano y los sistemas de drenaje urbano existentes deberán adecuarse en forma progresiva. (NORMA OS060, 2019) B. SISTEMAS DE DRENAJE DE TERRENOS AGRÍCOLAS Los suelos pueden tener alta humedad por causas naturales como: exceso de lluvias, inundaciones, poca permeabilidad de las capas del subsuelo, obstáculos para las escorrentías, entre otros factores. Desde tiempos remotos el hombre aprendió a construir canales, zanjas, desagües, diques y otras obras para preservar sus suelos agrícolas o para recuperarlos. Estas obras eran similares para los fines de riego como para el drenaje, y pueden ser superficiales o subterráneas, abiertas o cerradas. Para extraer y conducir el agua hasta terrenos más bajos o cauces se aprovecha la fuerza de la gravedad o se emplean bombas u otros dispositivos. El 35 % de las tierras agrícolas cubanas están afectadas por problemas de mal drenaje, inundaciones y salinidad. En estas áreas para obtener rendimientos estables y económicos, es necesario regar, pero si no se drenan, la producción se pierde parcial o totalmente. Los trabajos de drenaje agrícola, están indisolublemente ligados a los de recuperación de suelos salinos mediante lavado (Rios, 2011). El drenaje de los suelos se efectúa con los siguientes objetivos: 1. Evitar el estrés en las plantas por el exceso de humedad 2. Combatir las enfermedades en los cultivos que se favorecen en ambientes húmedos 3. Mantener un régimen de humedad en el suelo favorable para la vida y crecimiento de las plantas 4. Recuperar terrenos que pueden destinarse a los cultivos, la ganadería u otros usos 5. Proteger los terrenos agrícolas contra las escorrentías producidas por las lluvias u otras causas 6. Eliminar el exceso de salinidad en el suelo. TIPOS DE SISTEMA DE DRENAJE AGRICOLA: DRENAJE DE CONTENCIÓN. Se emplea para evitar que el agua procedente de tierras más altas alcance zonas más bajas, por lo cual también se denomina drenaje de interceptación. Consiste en diques o drenajes subterráneos que atraviesan las pendientes, para interceptar el agua y desviarla hacia conductos naturales o artificiales antes de que alcance las tierras bajas. DRENAJE ABIERTO. También se le denomina drenaje superficial. Es un sistema de drenaje que se realiza por conductos abiertos en el terreno (zanjas, canales, etc.). La principal desventaja de estos conductos es que frecuentemente se atascan con sedimentos, vegetación, grietas o derrumbes. DRENAJE SOTERRADO. También se le denomina drenaje subterráneo o drenaje subsuperficial. El método más utilizado es la colocación de tubos en los cuales el exceso de agua en la tierra se filtra en ellos a través de agujeros que se perforan expresamente para este fin. También se usan elementos filtrantes enterrados en el suelo como grava, piedras y otros. En cualquiera de estos sistemas con el tiempo se producen obstrucciones que es necesario eliminar con trabajos adicionales complicados y caros. C. Sistemas de Drenaje de Carreteras La principal función del sistema de drenaje de una carretera es la evacuación del agua procedente de precipitaciones que se vierte sobre la plataforma de la carretera y los desmontes adyacentes a esta. TIPOS DE DRENAJES DRENAJE SUPERFICIAL Es un sistema que se construye sobre la superficie del terreno. Se emplea para el recojo de aguas pluviales o de deshielo, las cuales son evacuadas o canalizadas a los cauces naturales, al sistema de alcantarillado o a la napa freática del terreno. Asimismo, existen diferentes tipos de elementos que dependen su uso de acuerdo a los siguientes criterios generales. (Diaz, 2019) · Soluciones técnicas posibles · Facilidad de obtención de materiales, costo de construcción y mantenimiento · Daños producidos por los caudales durante el periodo de retorno. Además de los criterios mencionados, se debe de cumplir con las siguientes condiciones: · En los elementos: la velocidad del agua no debe producir sedimentación ni daños por erosión. · Borde libre: el máximo de lámina de agua será tal que se debe de tener un borde libre no menor a 0.1 m. Este tipo de drenaje está dividido en longitudinal y transversal dependiendo de la posición que guarde con respecto al eje del camino. DRENAJE LONGITUDINAL Capta los escurrimientos de agua sobre la plataforma y taludes de la explanada en paralelo a la calzada. El objetivo es prever que lleguen al camino o permanezcan sobre él y ocasionen desperfectos. A continuación, se mencionan algunos elementos que lo conforman. · CUNETAS: Son zanjas ubicadas en ambos lados de la carretera o en uno solo, ya sean revestidas o no. El objetivo es captar, conducir y evacuar las aguas superficiales. Se proyectan para todos los tramos ubicados al pie de los taludes de corte y/o en los lugares donde se esperan flujos considerables de agua que pueden interferir con la trazabilidad de la carretera. La sección transversal puede ser triangular, trapezoidal o rectangular; sin embargo, la más usada en campo es triangular. Perfil de una cuenca (Víctor Ponce, 2018) · CONTRA CUNETAS: Son zanjas o bordos que se localizan aguas arriba de los taludes de corte. La finalidad es interceptar el agua superficial que escurre sobre el terreno natural conduciéndola a la parte baja del terreno para evitar el saturamiento hidráulico, deslave o erosión del corte. Asimismo, pueden ser de tierra, concreto o suelo – cemento. Ubicación de una contra cuneta en carretera (UANCV, 2015) · BORDILLOS: Son elementos que, por efecto de bombeo, permiten discurrir el agua sobre la plataforma de la carretera. Además, la descargan mediante aliviaderos ubicados en sitios adecuados con el objetivo de evitar erosión de taludes. Estos se construyen en terraplenes mayores a 1.5 m de altura y sobresalen de la rodadura 0.15 m. Están diseñadas a base de concreto con varillas de diámetro de ⅜” espaciadas cada 0,2 m en forma de malla simple. Bordillo de concreto armado (Víctor Ponce, 2018) · CUNETAS DE CORONACIÓN: Son zanjas que se construyen en la parte superior de un talud de corte. El objetivo es que el agua que baja por la pendiente natural sea recolectada y conducida por el área de descarga más próxima del sistema de drenaje con el fin de evitar erosión en las zonas de pendientes pronunciadas. Zanja de coronación (Víctor Ponce, 2018) · CUNETA DE BANQUETA: Consisten en la construcción de una o más terrazas sucesivas con el fin de estabilizar un talud y se ubica en el pie de cada banqueta. Su sección puede ser triangular, rectangular o trapezoidal de acuerdo al caudal que se transportará. Además, su descarga se efectúa hacia un curso natural o mediante caídas escalonadas hacia las cunetas. Detalle típico de una serie de cunetas de banqueta (Víctor Ponce, 2018) DRENAJE TRANSVERSAL Es una estructura que permite que el agua cruce el camino o bien se retire lo más pronto posible de la corona. A continuación, se mencionan algunos elementos que lo conforman. · TUBOS: Son alcantarillas de sección circular y que necesita un espesor de terraplén o un colchón mínimo de 0.6 m para un mejor funcionamiento. Asimismo, se construyen de concreto reforzado o lamina ondulada. · CAJONES: Son estructuras rectangulares que incluyen paredes, techos y piso de concreto reforzado con sección delgada y de poco peso. Además, trabajan con un marco rígido que absorbe el peso y empuje del terreno, la carga viva y la reacción del terreno. · BÓVEDAS: Su estructura está conformada por el piso, dos paredes verticales, caras interiores de los estribos, y un arco circular. Por otro lado, su construcción es de mampostería de tercera y mortero de cemento 1:5. · LAVADEROS: Sirven como conductor de descarga con el fin de no causar daño a la estructura. Estos pueden ser de mampostería, concreto hidráulico o metálicos. Se construyen sobre el talud y a ambos lados de los terraplenes en tangente cada 50 m. · VADOS: Son estructuras que se construyen en zonas donde el cauce cruza transversalmentela carretera. Permiten el acceso del agua de forma natural sobre la superficie de rodamiento de tal manera que no afecte la circulación de los vehículos. Según su caudal se dividen en dos. a. MONOLITOS: Son los que se encuentran al nivel del cauce cuando el arroyo tiene escurrimientos en temporada de lluvias, lo que produce tirantes de hasta 40 cm. b. PUENTE VADOS: Son estructuras similares a tubos o cajones de concreto hidráulico. Funcionan como alcantarillas que conservan seca la superficie de rodamiento. · PUENTES: Permite a los vehículos y a las personas cruzar ríos o arroyos con claros mayores a 10 m. Asimismo, consisten en apoyos en los extremos o estribo; y apoyos intermedios o pilas. Puente que cruza un río (Mechanics IIUNAM, S. 2020) DRENAJE SUBTERRÁNEO El drenaje subsuperficial o subdrenaje tiene por objetivo limitar el agua subterránea y controlar el nivel freático en la zona con el objetivo de evitar que se originen daños en las carreteras como baches, grietas, deslizamientos e inestabilidad en el material, entre otros. Disposición General de drenes subterráneos (MTC, 2008) El sistema de drenaje se conforma por diversos elementos que desvían las corrientes de agua y la evacuan en caso se infiltre bajo la superficie. Entre ellos, existen algunos esenciales y otros específicos para ciertos trabajos. DRENES LONGITUDINALES El drenaje subterráneo está principalmente constituido por zanjas drenantes ubicadas normalmente bajo cunetas revestidas en los bordes de la carretera. Asimismo, estas se proyectan longitudinalmente para proteger el afirmado de la infiltración horizontal, para evacuar el agua que se infiltra verticalmente y para rebajar los niveles freáticos de la zona. Sin embargo, existen otros sistemas que sirven de complemento en determinadas obras tales como los drenes californianos, los drenes interceptores transversales, el drenaje en espina de pez, entre otros. Estos se utilizan para complementar e incrementar la eficiencia de elementos de drenaje profundo como las galerías; y para poder interceptar el agua que los drenes longitudinales no consiguen captar en las carreteras en pendiente. Sección básica de un subdren (MTC, 2008) Como se observa en la imagen, las zanjas se encuentran rellenas de material drenante compactado y aisladas de las aguas superficiales por capas impermeables que cierran la parte superior. Además, disponen de una tubería drenante en el fondo. Funcionan de tal manera que el agua ingresa por las paredes laterales, las cuales deben encontrarse de manera vertical o ligeramente inclinadas; luego, se infiltra por el material permeable hasta llegar a la base de la zanja; y finalmente, se escurre por el fondo o por la tubería. A continuación, se presentan los componentes que se requieren en su diseño. · TUBERÍA DRENANTE: Se trata de un tubo diseñado por materiales de alta calidad, el cual deberá disponer de juntas o perforaciones que permitan el paso del agua a través de este. En caso de utilizarse concreto poroso, lo anterior mencionado no será necesario, ya que el agua ingresará directamente al interior a través de sus paredes. · MATERIAL FILTRO: Para evitar la colmatación de los materiales drenantes existen ocasiones en las cuales es necesario el empleo de geotextiles u otros filtros intermedios. · RELLENO DE ZANJAS: Si el terreno natural donde se ubicará la zanja es impermeable, será necesario añadir algunas modificaciones para evitar la acumulación de agua bajo la tubería. Una solución sencilla es colocar una capa de material compactado alrededor del tubo sin que este alcance el nivel de las perforaciones. · CAJAS DE REGISTRO: Se ubican en intervalos a lo largo del dren y en cada cambio de dirección de la tubería. Sirven para poder controlar y evacuar el agua recogida a un colector principal o a una cuneta. · COLECTORES: Son tuberías que se encargan de evacuar el agua recolectada por los elementos de drenaje desde las cajas de registro. Sin embargo, aunque se encuentran enterradas y conectadas a ellas, no pertenecen únicamente al sistema de drenaje subterráneo ya que también suelen recibir agua del drenaje superficial. DRENAJE DEL PAVIMENTO Si el terreno natural donde se asentará la carretera es impermeable, se formarán acumulaciones y estancamientos de agua bajo el pavimento. Por ello, en estos casos es necesario implementar otros elementos que contribuyan con el drenaje. Drenaje del pavimento (MTC, 2008) · CAPAS DRENANTES: Es una capa de materiales drenantes que reemplaza en la subrasante al terreno natural. Esta sigue la pendiente lateral de la carretera y se prolonga hasta un drenaje natural o hasta un subdren colocado bajo la berma. · MANTES DRENANTES: Son capas formadas de materiales drenantes como bloques, materiales granulares o geocompuestos, los cuales se colocan en ciertas zonas donde se requiere recoger las surgencias de agua procedentes del terreno natural y del pavimento. Además, pueden ser utilizados para interrumpir en los procesos de ascensión capilar, debido a que se encuentran constituidos con poros de mayor tamaño que los que permiten dicha elevación. DRENAJE PROFUNDO En zonas de alta presión de agua o con un nivel freático elevado, es necesario emplear elementos más complicados que contrarresten estos factores. Estos elementos no suelen encontrarse en la mayoría de obras ya que para su implementación requieren un alto conocimiento de la estructura geológica y del comportamiento hidrogeológico de la zona. Galería drenante (MTC, 2008) · GALERÍAS DE DRENAJE: Son excavaciones horizontales ubicadas por debajo de la napa freática de la zona. Están destinadas a captar el agua subterránea y desplazarla hasta un determinado punto. Además, el material permeable de sus paredes depende del tipo de terreno y están diseñadas como tuberías drenantes, pero con un área transversal que permita el desplazamiento de equipos de mantenimiento y de los trabajadores. · POZOS: Son perforaciones verticales que se utilizan para rebajar el nivel freático mediante bombeo o desagüe por gravedad. Se colocan de manera provisional o permanente en zonas donde se interponen entre el flujo del agua y el elemento a proteger. D. Sistemas de Drenaje de Aeropuertos Los sistemas de drenaje son muy importantes en el presupuesto de construcción de un aeropuerto, y uno de los de máxima atención para el ingeniero, por ser obras de gastos elevados y cuyos efectos no pueden observarse en la mayoría de los casos más que por los técnicos. (Chavez, 2020) CARACTERÍSTICAS DE DRENAJES EN AEROPUERTOS · Un aeropuerto debe tener áreas operacionales lisas, con estabilidad suficiente para permitir el movimiento seguro de los aviones bajo cualquier tipo de condiciones atmosféricas. Un sistema de drenaje adecuado es importante porque afecta la estabilidad y utilidad de áreas extensas. · No se puede esperar que un sistema de drenaje funcione apropiadamente a menos que el área del aeropuerto se haya diseñado correctamente para desviar el escurrimiento superficial. En ausencia de estabilización adecuada o pavimento en la superficie, el sistema de drenaje no asegura un aeropuerto apto para todo tipo de tiempo climático. · Comparando con construcciones de otros tipos, puede decirse que un aeropuerto sin sistema de drenaje es tan inhabitable como una población sin red de saneamiento. LAS AGUAS A ELIMINAR EN UN AEROPUERTO PUEDEN PROVENIR DE: · Las lluvias en la superficie del mismo. · Del agua que asciende del subsuelo por efectos capilares o por aumento de nivel de la capa errática de aguas. · De las corrientes de agua que pueden irrumpir en el aeropuerto originadas por lluvias en las zonas que rodean el mismo. Por lo tanto, puede dividirse la red de drenaje con arreglo a sus fines en: · Sistema de drenaje superficial · Sistema de drenaje subterráneo · Sistema de drenaje circundanteo de circunvalación ¿QUÉ NECESITAMOS PARA PLANIFICAR LAS OBRAS DE DRENAJE? Planificar las obras de drenaje de una carretera es un trabajo global en el que deben tenerse en cuentadiferentes factores, entre ellos el proyecto geométrico de la carretera y sus secciones de construcción. Para realizar las obras de drenaje de una carretera también es necesario disponer de un estudio geológico de la zona y conocer la capacidad de infiltración en la zona. Disponer de fotografías aéreas, conocer las restituciones fotogramétricas del terreno, precisar las características fisiográficas de la cuenca y analizar el comportamiento de la corriente son acciones básicas para elaborar un proyecto de estas características. En obras de drenaje de gran envergadura como por ejemplo puentes, conocer los modelos topo hidráulicos e hidrológicos, y los proyectos similares sobre el mismo cauce pueden servir como ejemplo a escala natural. Una vez dispongamos de esta información, se realizará el diseño de las obras de drenaje en función de: · FACTORES TOPOGRÁFICOS: Entre ellos la ubicación de la carretera, la situación respecto al terreno contiguo dependiendo de si es una ladera, un terraplén, etc. La tipología del relieve llano, accidentado- y la disposición de referencias a la vía. · FACTORES HIDROLÓGICOS: Están relacionados con el área de la cuenca de recepción y el aporte de aguas superficiales que afectan directamente a la carretera. El principal dato es conocer el nivel y caudal de las aguas subterráneas que puedan infiltrarse en las capas inferiores. · FACTORES GEOTÉCNICOS: Afecta a la naturaleza y características del suelo y a la posibilidad de corrimientos o erosiones sobre el mismo. Entre estas características a estudiar destacan permeabilidad, homogeneidad, estratificación, compacidad y vegetación. VII. OBRA DE DRENAJE MÁS GRANDE DEL MUNDO Según el diario EL PAIS, FINALIZA LA CONSTRUCCIÓN DEL TÚNEL DE DRENAJE MÁS GRANDE DEL MUNDO, nos comenta que: El pasado martes, la Comisión Nacional de Aguas de México anunció la finalización tras once años de construcción del túnel de drenaje profundo más grande del mundo. El llamado Túnel Emisor Oriental cuenta con más de 62,4 kilómetros de longitud, y dará servicio más de 20 millones de personas de Ciudad de México. Abarca desde la capital mexicana hasta el municipio de El Salto, en el céntrico estado de Hidalgo. La principal función de este túnel, que ha costado 33.800 millones de pesos (1.573 millones de euros), es la de evitar los recurrentes problemas de encharcado e inundaciones de la zona y conducir las aguas cloacales. Además, ayudará a reducir la carga del ya existente Túnel Emisor Central, operativo y sin revisar desde hace 44 años. En un principio, la construcción estaba prevista que finalizara en el año 2011, pero no ha podido realizarse hasta ahora debido a dificultades en el terreno. Este retraso de siete años se ha traducido en un sobrecoste de unos 20.000 millones de pesos (930 millones de euros). VIII. CONCLUSIÓN · Las obras de drenaje en proyectos carreteros, son necesarios para la preservación en primera instancia de las carreteras, sirviendo para controlar la erosión, estabilización de taludes y como protección de la estructura del pavimento. · Sin embargo, al mismo tiempo que han sido obras complementarias a la construcción de carreteras, han servido como medidas de mitigación de los impactos generados por la misma, puesto que al realizarse cortes al terreno y al destruir la capa vegetal, el suelo queda expuesto a la erosión lo que es a la vez un impacto negativo al medio ambiente, el cual es controlado con las obras de drenaje. IX. RECOMENDACIONES Se debe hacer un esfuerzo para mantener las obras de drenaje en óptimas condiciones. Dos de las mayores recomendaciones serian: · El mantenimiento de dichas obras no es solo responsabilidad de los gobiernos locales, nosotros somos los usuarios de ellas, somos los que nos beneficiamos gracias a ella, es por esta razón que debemos mantenerlas limpias y en condiciones óptimas de uso. · Cada uno de nosotros puede contribuir con unas actitudes más responsables al no arrojar elementos contaminantes, como los son botellas, bolsas o cualquier otro elemento perjudicial. BIBLIOGRAFÍA 060, N. T. (03 de FEBRERO de 2019). DRENAJE PLUVIAL URBANO. Obtenido de https://www.saludarequipa.gob.pe/desa/archivos/Normas_Legales/saneamiento/OS.060.pdf Chavez, J. (20 de Noviembre de 2020). SISTEMA DE DRENAJE. Obtenido de https://es.scribd.com/document/341285994/Sistema-de-Drenaje-de-Aeropuertos Diaz, J. S. (18 de Julio de 2019). DRENAJE DE PAVIMENTOS EN CARRETERAS. Obtenido de http://blog.pucp.edu.pe/blog/viaspucp/2021/06/02/drenaje-de-pavimentos-en-carreteras/ IRURETA, V. (2 de MAYO de 2018). DRENAJES EN PAVIMENTOS. Obtenido de https://www.revistaautocrash.com/conducir-la-lluvia-aumenta-riesgo-las-vias/ LOPEZ, E. (22 de julio de 2018). IMPORTANCIA DE LOS SISTEMAS DE DRENAJE PARA CARRETERAS. Obtenido de https://blog.vise.com.mx/importancia-de-los-sistemas-de-drenaje-para-carreteras Obando, C. (2 de junio de 2021). DRENAJE DE PAVIMENTOS EN CARRETERAS. Obtenido de http://blog.pucp.edu.pe/blog/viaspucp/2021/06/02/drenaje-de-pavimentos-en-carreteras/ Rios, A. (25 de Diciembre de 2011). Drenaje Agricola. Obtenido de https://www.ecured.cu/Drenaje_agr%C3%ADcola 25 GRUPO N° 13 image2.jpeg image3.jpeg image4.jpeg image5.jpeg image6.png image7.jpeg image8.jpeg image9.jpeg image10.jpeg image11.png image12.png image13.png image14.png image15.jpeg image16.png image1.png
