IntroduccinLa misin del drenaje subterrneo es impedir el acceso del agua a capas superiores de la carretera (bajar el nivel fretico), especialmente al firme, por lo que debe controlar el nivel fretico del terreno y los posibles acuferos y corrientes subterrneas existentes; en este caso se necesitara estudios de hidrologa superficial e hidrologa subterrnea. Emplea diversos tipos de drenes subterrneos, arquetas y tuberas de desage.Naturaleza del drenaje por tuberas:Un drenaje por tuberas enterradas consiste esencialmente en una red de tuberas dispuestas en el suelo de la forma ms conveniente para sanearla y para airearla. Las tuberas son en general de barro cocido, cemento o plsticas. Una red comprende dos series de tuberas colocadas unas a continuacin de las otras: unas formadas por tuberas del ms pequeo dimetro, llamadas "pequeos drenes" o "drenes", y otras de dimetro mayor y variable, que reciben el nombre de colectores. Los "drenes" estn dispuestos, casi siempre en lneas paralelas los unos a los otros, tomando directamente el agua del suelo y conducindola a los colectores. Estos evacuan el agua arrojndola sucesivamente en los colectores secundarios; el que rene finalmente todas las aguas del rea considerada es el "colector principal". Se termina por una obra que se llama "boca" y se arroja en una zanja, un riachuelo, un ro, una lmina de agua que se conoce como "emisario". Ese conjunto de drenes y de colectores que vierten los unos en los otros y se renen para terminar en una misma boca lleva el nombre de "sistema". Hay tantos sistemas como bocas.Los sistemas cerrados se caracterizan porque en lugar de canales terciarios se cuenta con tuberas perforadas que cumplen la misma funcin que los anterioresen este caso las tuberas permiten la utilizacin de la totalidad del rea disponible, con lo que no se presentan prdidas de terreno.Para el diseo de los canales terciarios, se trabaja con flujo a medio tubo, es decir, el tubo de drenaje solo debe llenarse a la mitad, para lograr esto, en el diseo para la obtencin del dimetro se trabaja con el doble del caudalLos drenes subterrneos con tubos drenan el subsuelo mejor que la superficie.No ocupan espacios en el campo, como los drenes abiertos, pero no se llevan el agua superficial acumulada durante los fuertes perodos de lluvias.Los principales materiales para estos tubos son barro cocido, plstico y concreto.

Movimiento de aguas subterrneasEl agua subterrnea fluye a travs de espacios interconectados, a lo largo de micro fisuras entre las partculas y a travs de fracturas de mayor escala. El movimiento se produce en respuesta a las diferencias de elevacin y presin del fluido. La fuerza directriz se mide en trminos de altura hidrulica. El agua subterrnea fluye de regiones donde la altura hidrulica es alta hacia regiones donde dicha altura es baja.Encima del nivel fretico, en la franja de capilaridad y zonas vadosas, el agua est sometida a tensin por lo la presin del fluido es menor que la atmosfrica. Por debajo del nivel fretico, en la zona saturada, la presin del fluido excede a la atmosfrica. El nivel fretico est definido como la superficie en la cual la altura de presin es igual a cero.Si el sedimento que contiene el acufero tiene muchos poros, cuando se conectan, forman una red que permite el movimiento del agua.El movimiento del agua en los acuferos es del orden de algunos pocos metros por da. Pero es suficiente para crear verdaderas corrientes subterrneas horizontales, y tambin verticales que permiten realimentar acuferos ms profundos.

Drenes de barro cocidoPieza hueca, generalmente cilndrica y abierta por ambos extremos, que se utiliza como medio de conduccin o de productos pulverolentos.Fabricados del arcilla, por el mismo proceso que el ladrillo, que son vitrificados para la conduccin del agua, con el objetivo de obtener mejor impermeabilidad. Se aplican generalmente en aguas negras, aunque estos han sido sustituidos por los de PVC.Estos estn barnizados en su interior; este barniz no ofrece la adherencia de ningn material slido.Pero entre sus desventajas son la poca solidez. Para la conduccin de gases es relegada a la ventilacin de los aparatos sanitarios y salida de humo.Adems de estas funciones y usos, se fabrican piezas especiales con los tubos cermicos, como son: codos, reducciones, tubos en forma T y en forma Y.

Antecedentes generales: El concreto en drenajes sanitarios se utiliza desde la poca de los romanoscloaca mxima 2000 aos. Estructuralmente es el ms fuerte y ms accesible en costo. Prcticamente desde la invencin del cemento Portland, el concreto se ha utilizado para fabricar ductos para conducir las aguas de desecho de las ciudades. La tubera de concreto es la ms durable. Gracias a su peso muerto, la tubera de concreto es muy difcil que llegue a flotar.Qu es la junta hermtica? La junta hermtica es un empaque elastomrico de hule natural o sinttico que permite, mediante la comprensin de la misma entre los elementos de unin del tubo (espiga-campana), el sello entre los tubos impide tener filtraciones de cualquier tipo. Hay muchos tipos de diseo de junta, no hay una junta ideal, depende mucho en el diseo tanto de la espiga como de la campana, pero lo ideal en una junta es que tenga la mayor superficie de contacto entre el hule y el concreto de las partes en funcin (Espiga y campana).Datos importantes para la fabricacin del tubo Dado las condiciones del funcionamiento y al ambiente agresivo a la que esta expuesta la tubera de concreto es indispensable fabricarla con cemento resistente a sulfatos. En caso de ser tubera reforzada el recubrimiento mnimo de concreto para el acero debe ser de 19 mm. Para lograr alta durabilidad y alta productividad en la fabricacin de tubera, se debe hacer con concretos de revenimiento cero, es decir con relaciones agua cemento muy bajas, del orden de 0.30 a 0.45.Pruebas de la tubera en planta o en laboratorio:Prueba histrosttica Hermeticidad Estanquidad FlexinDimensionales Dimetro interior Espesor de paredAplastamiento Primera grieta Carga mximaPruebas de tres apoyos o aplastamientos Primera grieta: debe tener una longitud de 30cms, un espesor de .025pulg y una profundidas de 3mm Carga mxima o ruptura, es cuando el tubo ha fallado totalmente, en el caso del simple se colapsa, en el caso del reforzado no. Absorcin, no debe ser mayor del 9% en una muestra de 1Kg de peso con superficie de 100 a 150 cm2.Se aplica la carga a un rango no menor a 750 Kg y no mayor a 3500Kg por minuto.La separacin de los apoyos inferiores debe ser de 0.08 del dimetro interior del tubo con las aristas redondeadas.

La tensin en el interior del tubo es mayor a la tensin en el exterior, igual que la compresin.

La resistencia por medio de la extraccin de corazones es sacar un elemento del espesor d la pared del tubo, que tenga una relacin de altura-dimetro no mayor de 2:1 pero no menor de 1:1, con esta relacin se saca un factor correccin el cual nos determina la resistencia real del concreto, que no debe ser menor al 85% a la de la norma.Prueba hidrosttica Se prueban dos tubos y una unin Se embonan los tubos y se tapan hermticamente en los extremos, permitiendo la entrada de agua y la salida de aire. Se someten a presin 0.75Kg/cm2 en caso del simple y 1.0Kg/cm2 en caso del reforzado, durante 5 minutos y 10 minutos en dimetros a partir de 183cms.

DimensionalesEspesor de pared: Tolerancia de 5% o 4.8mm inferior, el que sea mayor: en ambos casos.Dimetro interior del tubo Tolerancia 1.5% inferior; 76 a 305, 1% o 9.5mm el que sea mayor. Se toman cuatro medidas en ambos casos para tener un dato correcto, las mediciones se toman a cada 90 aproximadamente.Pruebas de la norma NOM-001-CNAEsta norma oficial mexicana les da carcter de obligatorias a las normas de productoNMX-C-401-ONNCCENMX-C-402-ONNCCEPero tambin obliga al constructor o ejecutor de obra a probar la tubera instaladasegn la tabla 2 (plan muestreo).En esta norma nos pode hacer pruebas a la tubera instaladas segn elsiguiente procedimiento:

Una vez instalada la tubera se debe hacer un medio acostillaminto. Tapar hermticamente los extremos de la lnea instalada entre poza y pozo devisita. Prellenar la tubera preferentemente con agua no potable, tambin se puede hacercon aire hasta tubera de 61 cms de dimetro. Dejar saturar la tubera durante 24 horas, antes de levantar presin. Pasadas las 24 horas, adicionar el agua absorbida por el tubo. Una vez adicionada el agua se levantar presin de 0.5Kg/cm2 durante un tiempode 15 minutos. Durante la prueba en caso de adicionarse el agua, por absorcin de los tubos, se debe medir, antes no. La prueba se acepta cuando el agua agregada no excede los valores de la tabla 1de dicha norma.El equipo que se utiliza es: Tapas o tapones hermticos Bomba y manmetro de 1Kg/cm2 y divisiones de 0.1Kg/cm2 Cronmetro Medidor de volumen (cuentalitros) Dispositivo para la expulsin del aire.De la tabla 1 de la norma extraemos los siguientes datos:

De la tabla 2 de la norma nos indica la intensidad de muestreo: