AUTOR: NELIANA DURAN

ESPECIAL DRENAJES

LONGITUDINALES

Drenaje longitudinal:

Permite el paso del agua a través de los

cauces naturales bloqueados por la

infraestructura viaria, de forma que no se

produzcan destrozos en esta última. Tiene por

objeto captar los flujos de agua para evitar

que lleguen a la vía o permanezcan en ella

causando desperfectos. A este grupo

pertenecen las cunetas, bordillos, sumideros,

arquetas y bajantes. Actúa a modo de by-

pass, ofreciendo al agua un camino

alternativo para que no interfiera con la

carretera.

El sistema de drenaje longitudinal lo integran

tres tipos de dispositivos funcionales:

Elementos de canalización.- Recogen

las aguas pluviales.

Elementos de desagüe.- Alivian el

caudal de los anteriores, facilitando

la salida de las aguas

Elemento de evacuación.- Conducen

las aguas hasta su evacuación en un

cauce natural.

a)- Elementos de canalización.-

Son zanjas que se hacen a ambos lados del

camino con el propósito de recibir y conducir

el agua pluvial de la mitad del camino (o de

todo el camino en las curvas), el agua que

escurre por los cortes y a veces la que

escurre de pequeñas áreas adyacentes.

Además de esta función principal, las cunetas

prestan otro tipo de funciones útiles para el

correcto funcionamiento de la

infraestructura viaria, como son:

- Control de nivel freático

- Evacuación de las aguas infiltradas

- Servir de almacén eventual de la

nieve retirada de la calzada

Debido a que el área a drenar por las cunetas

es relativamente pequeña, generalmente se

proyectan éstas para que den capacidad a

fuertes aguaceros de 10 a 20 minutos de

duración. Las dimensiones, la pendiente y

otras características de las cunetas, se

determinan mediante el flujo que va a escurrir

por las mismas. Las cunetas generalmente se

construyen de sección transversal triangular.

b)- Elementos de desagüe.-

A fin de disminuir en la medida de lo posible

los caudales a evacuar, se disponen una serie

de puntos de desagüe a lo largo de los

elementos de drenaje longitudinal-

normalmente cunetas- de forma que las

aguas se reintegren paulatinamente al medio

natural causando el menor daño posible.

Tipología

Los sumideros presentan diferentes

tipologías, a saber:

Continuos: El desagüe se realiza de

forma ininterrumpida a lo largo de

toda la longitud de la vía.

Aislados: La evacuación de las aguas

se localiza en determinados puntos,

distinguiéndose tres clases de

sumideros, en función de su

orientación

Horizontales: El desagüe se realiza

por su fondo.

Laterales: El desagüe se realiza por

su pared lateral vertical o cajero.

Criterios de diseño del drenaje longitudinal

Para seleccionar los criterios de diseño de los

dispositivos de drenaje se tendrá en cuenta

que la finalidad de éstos es múltiple:

Evacuación del agua

procedente de la plataforma.

Desagüe del agua aportada

por los taludes de desmonte

y las cuencas interceptadas

por la carretera.

Minimización del riesgo de

extensión de la cuenca a las

zonas exteriores a la

explanación cuando éstas

vierten a la carretera.

De acuerdo con lo expuesto, los criterios de

diseño serán los siguientes:

Seguridad de los vehículos que

pudieran abandonar la plataforma

(salvo consideraciones económicas o

espacio disponible insuficiente).

Las dimensiones y pendiente

longitudinal de estos elementos de

drenaje deben asegurar que, al paso

del caudal correspondiente periodo

de retorno considerado se verifican:

- Nivel de la lámina libre bajo la

plataforma.

- Velocidad del agua tal que no

provoca erosiones ni

aterramientos.

Existen drenajes longitudinales según la zona:

1.- Drenaje Rural (Cunetas y canales de

coronamiento)

2.- Drenaje Urbano (Brocal-cuneta,

Sumideros)

CANALES

Dentro del derecho de vía de las carreteras,

casi siempre se requiere canales laterales de

drenaje. El diseño de estos, consiste en

determinar secciones adecuadas que no

presenten problemas de construcción o de

mantenimiento con alineamiento que no

cause derrame de agua y posibles problemas

legales y también en especificar el tipo de

recubrimiento necesario, para protegerlos de

la erosión.

PROCEDIMIENTO PARA EL DISEÑO DE

CANALES

1) Planos: Todos los canales de drenaje

deberán indicarse en planos topográficos que

incluyen la ubicación de la calzada y la

situación de los cortes y rellenos; además

deberán indicar el derecho de vía y las áreas

contribuyentes a los canales, indicando los

puntos que se supone que se concentran los

gastos.

2) Pendientes: La pendiente aproximada del

canal, puede obtenerse de los planos

topográficos y generalmente vendrá dada por

la pendiente de la carretera, es importante

evitar la erosión de los canales por lo cual se

recomienda utilizar pendientes mayores a dos

por ciento (2%) y velocidades mayores a 0,90

m/s; así para bajas velocidades no es

necesario efectuar ningún revestimiento,

mientras que si supera los 4,5 m/s es

necesario revestir sus paredes.

3) Alineamiento: Los cambios de los

alineamientos en canales deben ser tan

suaves como lo permita la calzada, el derecho

de vía y del terreno. No es prudente hacer

cambios de alineamientos en los casos donde

sea necesario debe aumentarse su sección.

4) Sección del Canal: La sección de drenaje se

establecerá con la sección de los mismos

respecto a la calzada. En caso de que los

canales estuvieran próximos a la calzada es

necesario evitar en lo posible los daños a los

vehículos que puedan presentar al caer al

canal. Los canales de drenaje que no

presenten peligro para los vehículos pueden

tener cualquier sección de acuerdo al caudal

y la pendiente de diseño; sin embargo, los

canales anchos y poco profundos son más

fáciles de mantener, la pendiente de los

taludes será función del material.

5) Protección del cauce: Si la velocidad media

del diseño excede de la máxima permitida

para el tipo de suelo, el canal deberá

protegerse contra la erosión, recubriéndolo

con el material adecuado. De acuerdo con el

sistema de construcción y mantenimiento, se

puede utilizar diferentes tipos de

mantenimiento, por ejemplo hierbas en

pendientes suaves y concretos para

pendientes muy fuertes, recordando que la

capacidad y por lo tanto las dimensiones del

canal varían según el recubrimiento, algunas

veces el concreto puede utilizarse para

aumentar la velocidad y evitar la

sedimentación.

RECOMENDACIONES TECNICAS PARA EL

DISEÑO DE CANALES

1.- Sección hidráulica apropiada, para la

evacuación del caudal máximo previsto, para

el correspondiente periodo de retorno que

normalmente se toma entre 5 y 20 años.

2.- Garantizar la seguridad de los vehículos

que accidentalmente abandonen la vía y

penetren en el canal, a tal efecto deben

evitarse secciones con pendientes abruptas y

puntas angulosas, ya que pueden provocar el

vuelco del vehículo.

3.- Durabilidad de la infraestructura,

empleando materiales adecuados y

procurando una cuidada ejecución de forma

que se mantenga operativa con los mínimos

costos de mantenimiento y reparación.

4.- Simplicidad geométrica, de forma que su

ejecución sea rápida, económica y eficaz.

Cunetas

Es considerado drenaje de zonas rurales y se

encarga de recoger el agua que proviene de la

calzada y del talud de corte, puede definirse

como una zona longitudinal situada en un

extremo de la calzada y que discurre paralela

a la misma, cuya misión es la de recibir y

canalizar las aguas pluviales.

Tipología

Existen diversos tipos de secciones empleadas

en la construcción de las cunetas. Algunas

secciones pueden ser hidráulicamente

mejores que otras, sin embargo no es este el

único parámetro que se debe tomar en

cuenta para el diseño de una cuneta. El uso de

las cunetas triangulares es casi general,

posiblemente por su facilidad de construcción

y mantenimiento. Las desventajas de las

cunetas triangulares es que deben hacerse

muy anchas en pendientes suaves y si el

camino va en cortes muy fuertes puede

resultar muy costoso conseguir el ancho

necesario. Las cunetas rectangulares ya no

suelen construirse por razones de ingeniería

de tránsito, debido al peligro que ocasionan al

circular cerca de ella. Por esta misma razón, la

sección trapecial se utiliza cada vez menos,

salvo que tenga el talud cercano a la

carretera.

Canal o Cuneta de Coronamiento:

Drenaje específico para proteger los taludes

contra las aguas que provienen de las zonas

más altas. El análisis de los planos

topográficos y las observaciones realizadas a

los sitios, permitirá definir la ubicación de las

cunetas o canales de coronamiento de

manera que recojan eficazmente las aguas

que de una u otra forma descenderán por el

talud. También podrá colocarse a diferentes

niveles, utilizando el espacio intermedio de

las terrazas de los taludes de corte en los

casos que así se requiera.

El mantenimiento es parte de su

funcionamiento, pues tienden a obstruirse.

Generalmente las dimensiones se establecen

por razones de mantenimiento, su ubicación

implicará el uso de bajantes donde pueden

presentarse velocidades bastantes altas que

merezcan un estudio hidráulico determinante

de las obras

Canales

Son complementarias, tales como:

disipadores de energía y de la protección

contra posibles desbordamientos.

Drenaje Urbano (Brocal-cuneta, Sumideros)

BROCAL

Se define como la separación entre la calzada

y la acera. Como sistema de drenaje es la

combinación entre brocal y cuneta. Cumple

una función muy importante tanto en la

seguridad del usuario de la vía, como en el

sistema de drenaje longitudinal. Como parte

del sistema de seguridad, su función principal

es evitar que los vehículos se salgan de la vía,

en los puentes cumplen este objetivo cuando

se colocan formando parte de una baranda,

en algunas ocasiones los brocales son

utilizados para separar el flujo de tráfico en un

sentido y en otro.

Clasificación de los brocales:

a) Brocal-cuneta: Cumplen la función de las

cunetas, confinando las aguas de lluvia.

b) Brocal montable: Son diseñados para que

puedan ser montados por los vehículos, en

caso de ser necesario son bajos y tienen caras

con pendientes suaves para facilitar el cruce

de los vehículos, las aristas deben ser

redondeadas.

c) Brocal-barrera: Son aquellos brocales con

pendientes fuertes y una altura que impide

que los vehículos pueden cruzarlos

fácilmente, todos estos brocales pueden ser

visibles al conductor, especialmente en zonas

con neblina y fuertes lluvias para lo cual son

pintadas con superficies reflectantes.

SUMIDEROS

Se utilizan en las vías urbanas para captar el

agua proveniente de los brocales cuneta, de

la vías con el mínimo de interferencia para el

tráfico vehicular y peatonal, evitando se

introduzca a los colectores material de

arrastre. La selección del tipo a utilizar

depende de las condiciones del sitio donde se

va a ubicar, de la eficiencia hidráulica y del

costo, pueden ser:

Sumideros de ventana: Se utilizan para vías

con pendientes pequeñas hasta tres por

ciento, ya que resulta más económico y

eficiente, evitando el depósito de arrastres y

sedimentos.

Consideraciones para la colocación de

sumideros

1. Puntos bajos y depresiones de calzada.

2. En lugares donde se produzca la pendiente

longitudinal de las calles.

3. Se deben colocar aguas arriba de las

intersecciones, preferiblemente antes de los

cruces de calles (esquinas) o de pasos de

peatones

4. Ubicar justo antes de puentes y terraplenes

5. En los cambios de pendiente longitudinal

donde se presenten curvas cóncavas

6. En calles donde el agua interfiera el

tránsito.

7. Ubicar en vías de longitud considerable y

cuando el escurrimiento puede sobrepasar la

capacidad de la cuneta se instala un sumidero

intermedio

8. Donde comience o termine el peralte, si

existe el peligro de derrame sobre la calzada.

9. Donde el proyectista lo considere

necesario.

También es necesario tener en cuenta un

conjunto de recomendaciones que deben

llevarse a la práctica durante la etapa de la

construcción, las cuales son:

1. Analizar el esquema geométrico de cada

calle, particularmente su sección transversal,

de tal forma de decidir si se debe o no

construir un sumidero a cada lado, o solo en

el lado bajo.

2. En las intersecciones de calles y en especial

cuando se deba impedirse el flujo transversal,

pueden crearse pequeñas depresiones para

garantizar la completa captación de las aguas.

3. No se deben ubicar sumideros en lugares

donde no puedan interferir otros servicios

públicos como electricidad y teléfonos.

A continuación se desglosara el

procedimiento de construcción de un

drenaje longitudinal de cada zona:

Cunetas – zona rural

Fase 1- Excavación

Fase 2 – colocación de las plantillas

Fase 3- vaciado

Sumideros – zona urbana

Fase 1- excavación

Fase 2 - Relleno del fondo con material granular. Planteamiento, tanto en altura (regulando con el material) como en posición (emboque con el albañal). Debe dejarse un poco más baja del lado contrario a la salida del albañal para que la clapeta quede en posición cerrada.

Fase 3 - Se rellena de hormigón embocando, previamente, la salida del albañal. Se provee un apoyo para la reposición del bordillo.

Fase 4 – reposición del bordillo. Se recrecen las paredes

de la poceta con ladrillo cara vista para alcanzar la altura de apoyo de la rejilla. Se observa que la poceta tiene en su interior una cuña para evitar que el considerable peso del bordillo, la deforme.

Fase 5 Instalación del marco de la rejilla, con altura

e inclinación adecuadas para la mejor evacuación del agua de lluvia.

Fase 6 – Instalación del marco de la rejilla, con altura e

inclinación adecuadas para la mejor evacuación del agua de lluvia.

Fase 7 Enfoscado de la pared interior de la poceta. Reposición del aglomerado de calzada. Relleno con hormigón de la excavación posterior al bordillo.

Fase 8 - Reposición del baldosín de acera. Limpieza de interior de la poceta. Vista de acabado.