96970739 alcantarillas memoria tecnica

7/30/2019 96970739 Alcantarillas Memoria Tecnica

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ALCANTARILLAS MEMORIA TECNICA

Introduccin.

El diseo de alcantarillas deber realizarse en funcin de las caractersticas de la

cuenca hidrulica a ser drenada y de la carretera a la que prestar servicio. Como

los sistemas de drenaje inciden en los costos de conservacin y mantenimiento de

las carreteras, es necesario que las alcantarillas sean proyectadas considerando

que su funcionamiento deber estar acorde con las limitaciones impuestas por los

sistemas de conservacin y mtodos de mantenimiento.

Definicin.

Las alcantarillas son conductos cerrados, de forma diversa, que se instalan o

construyen transversales y por debajo del nivel de subrasante de una carretera, con

el objeto de conducir, hacia cauces naturales, el agua de lluvia proveniente de

pequeas cuencas hidrogrficas, arroyos esteros, canales de riego, cunetas y/o

del escurrimiento superficial de la carretera.

De acuerdo a las condiciones topogrficas del corredor de la carretera, se puede

considerar que las alcantarillas servirn para drenar: planicies de inundacin o

zonas inundables, cuencas pequeas definidas para colectar aguas provenientes

de cunetas.

Caractersticas Generales.

Los elementos constitutivos de una alcantarilla son: el ducto, los cabezales, los

muros de ala en la entrada y salida, y otros dispositivos que permitan mejorar las

condiciones del escurrimiento y eviten la erosin regresiva debajo de la estructura

(Figura 1).

De acuerdo con la forma de la seccin transversal del ducto, las alcantarillas pueden

ser: circulares, rectangulares, de arco, bvedas de ductos mltiples (Figuras 2 y

3).


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FIGURA 1 ELEMENTOS DE UNA ALCANTARILLA


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FIGURA 2 TIPOS COMUNES DE ALCANTARILLAS Y MATERIALES


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FIGURA 3

ESPACIAMIENTOS MINIMOS PERMISIBLES PARA INSTALACIONES

MULTIPLES

Los materiales que se utilizarn en la construccin de las alcantarillas sern de

hormign armado, lmina de acero corrugado plstico, arcilla vtrea, lmina de

aluminio corrugado y lmina de acero inoxidable; aunque las alcantarillas metlicas

son de fcil instalacin, en zonas de alto potencial corrosivo, se debe preferir el uso

de alcantarillas de hormign.

Recopilacin de Informacin.

Es conveniente reunir la mayor cantidad de informacin, concerniente a la zona de

influencia del sitio de cruce; las fuentes de informacin pueden ser reconocimientos

areos y/o terrestres, entrevistas, instituciones de recursos hidrulicos, diarios y

estudios realizados con anterioridad.

(a) Datos topogrficos.

El levantamiento topogrfico proporcionar los datos suficientes para la localizacin

de la alcantarilla debern ubicarse; las caractersticas fsicas significativas, en la

zona adyacente al sitio de cruce, especialmente, aquellas que podran resultar

afectadas por la instalacin operacin de la alcantarilla.

La extensin de este levantamiento estar relacionado con las condiciones

topogrficas y con la pendiente de la corriente. En cursos de agua con pendiente

reducidas, los efectos de la estructura podran reflejarse, aguas arriba, hasta una

distancia considerable y ser necesario disponer de un levantamiento ms extenso

para ubicar las caractersticas fsicas que se afectaran por la instalacin de la

alcantarilla. Adems, el levantamiento deber destacar el uso del suelo, el tipo y

densidad de la vegetacin existente y cualquier obstculo fsico construido quepudiera alterar las caractersticas del escurrimiento.

(b) Cuenca de drenaje.

La cuenca de drenaje de una corriente es el rea que contribuye al escurrimiento y

proporciona parte o todo el flujo del curso tributario. El rea drenante es, por tanto,


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un factor importante para la estimacin de la avenida de diseo y deber ser

cuidadosamente definida por medio de: a) fotografas areas, b) levantamiento

topogrfico, c) cartas topogrficas del IGM y d) observaciones en el terreno.

El escurrimiento en una cuenca depender de diversos factores, tales como el rea,

la pendiente, las caractersticas del cauce principal (longitud y pendiente), elevacin

(cota) de la cuenca y red de drenaje.

No se puede analizar con el mismo criterio una cuenca pequea o tributaria que una

cuenca grande. En una cuenca pequea, la forma y cantidad del escurrimiento

estn influenciadas por la condiciones fsicas del suelo; por lo tanto, el estudio

hidrolgico deber enfocarse con ms atencin a la cuenca misma. En cambio en

una cuenca grande, el efecto de almacenaje del cauce es muy importante, por lo

que se deber dar, tambin, atencin a las caractersticas de este ltimo.

(c) Caractersticas del cauce.

Para disponer de una representacin precisa del cauce ser necesario obtener

secciones transversales en el sitio probable de cruce, el perfil longitudinal y el

alineamiento horizontal, as como las zonas de inundacin. El perfil longitudinal se

extender, a partir del sitio propuesto para la alcantarilla, tanto aguas arriba como

aguas abajo, una distancia suficiente para definir la pendiente del cauce.

Se observar, tambin, las caractersticas generales del cauce, tales como: tipo desuelo o roca del fondo, condiciones de las mrgenes, tipo y extensin de la

cobertura vegetal, cantidad de arrastre de materiales y de desechos, y cualquier otro

factor que pudiera influir en el dimensionamiento de la alcantarilla y en la durabilidad

de los materiales de construccin.

(d) Informacin sobre niveles de agua.

Los datos disponibles de los niveles del agua (nivel de aguas mximas

extraordinarias -NAME, nivel de aguas mximas ordinarias - NAMO, nivel de aguas

mnimas en estiaje -NAMIN) constituyen una valiosa ayuda para el diseo, aunque

es conveniente evaluar apropiadamente esta informacin. En ocasiones, ser

necesario confiar en marcas del nivel de agua como nica fuente de referencia de

avenidas ocurridas. Los niveles de agua, proporcionados por las marcas, se

pueden, utilizar tambin: a) para verificar los resultados obtenidos con los


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procedimientos aplicados para la estimar el caudal de diseo; y b) como referencia

para establecer la rasante de la va.

Los datos, obtenidos por medio de marcas, debern tomarse en las inmediaciones

del sitio de implantacin de la estructura; en ocasiones, ante la carencia de marcas

en el sitio, se podran utilizar marcas de niveles de agua en puntos o estaciones,

ubicados aguas arriba aguas abajo del sitio. Igualmente, cuando se registren

niveles de agua no frecuentes, estos se analizarn para confirmar la existencia de

irregularidades en el cauce durante la avenida, como: bloqueo por arrastre de

materiales por remanso debido a confluencias cercanas. Los niveles obtenidos

debern estar referenciados a bancos de nivel establecidos y correlacionados con

cotas IGM.

(e) Estructuras existentes.

Cuando existan estructuras cercanas al sitio, sobre la corriente en estudio, se

deber investigar cuidadosamente su comportamiento hidrulico y su antigedad,

puesto que dichas estructuras constituyen verdaderos modelos hidrulicos a escala

natural que permitirn contar con inmejorables elementos de juicio para definir las

dimensiones de la estructura que se disear.

Consideraciones para el Diseo.

El diseo del sistema de drenaje transversal menor de una carretera se realizartomando en cuenta, para su solucin, dos pasos bsicos: el anlisis hidrolgico de

la zona por drenar y el diseo hidrulico de las estructuras.

El anlisis hidrolgico permite la prediccin de los valores mximos de las

intensidades de precipitacin o picos del escurrimiento, segn el caso, para

perodos de retorno especificados de acuerdo a la finalidad importancia del

sistema.

El Diseo hidrulico permite establecer las dimensiones requeridas de la estructura

para desalojar los caudales aportados por las lluvias, de conformidad con la

eficiencia que se requiera para la evacuacin de las aguas.

(a) Localizacin.


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La localizacin correcta es importante porque influir en la dimensin de la seccin,

la conservacin de la estructura y el posible colapso del cuerpo de la carretera. A

pesar de que la instalacin o construccin de cada alcantarilla constituye un

problema distinto, los factores ms importantes para la eficiencia y seguridad de las

mismas son: la alineacin y la pendiente.

Las alcantarillas debern instalarse o construirse, en lo posible, siguiendo la

alineacin, pendiente y cotas de nivel del cauce de la corriente, facilitando de esta

manera que el agua circule libremente sin interrupciones y reduciendo, al mnimo,

los riesgos de erosin.

Alineacin.

La localizacin ptima de una alcantarilla consistir en proporcionar a la corriente

una entrada y una salida directas. Cuando no se puedan lograr estas condiciones,

se las puede obtener por medio de los procesos siguientes: un cambio en el

trazado del cauce, una alineacin esviajada o una combinacin de ambas (Figura 5).

Se deber tener presente que es conveniente evitar que el cauce cambie

bruscamente de direccin, en cualquier de los extremos de la alcantarilla, puesto

que se retardara el flujo de la corriente, provocando un embalse excesivo y,

posiblemente, hasta el colapso del terrapln. La alineacin esviajada requiere una

alcantarillas ms larga, que se justifica por el mejoramiento en las condiciones

hidrulicas y por la seguridad de la carretera (5).

Pendiente.

La pendiente ideal para una alcantarilla es aquella que no produzca sedimentacin,

ni velocidades excesivas y erosin, y que, a su vez, permita la menor longitud de la

estructura (Figura 8).

La capacidad de una alcantarilla con salida libre (no sumergida) no aumenta cuando

la pendiente sea mayor que la pendiente crtica, puesto que la capacidad esta

determinada, en este caso, por el volumen de agua que puede ingresar por la

entrada.


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5 VARIAS FORMAS DE LOGRAR UNA ALINEACION CORRECTA DE

ALCANTARILLAS


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FIGURA 8 PENDIENTES APROPIADAS DE LAS ALCANTARILLAS

As mismo, la capacidad de una alcantarilla, con pendiente muy reducida, pero con

salida sumergida, puede variar segn la carga hidrulica; en este caso, la rugosidad

interna de la alcantarilla es un factor que debe tenerse en cuenta. Para evitar la

sedimentacin, la pendiente mnima ser 0,5 por ciento.

Adems, es conveniente que el fondo de la alcantarilla coincida con el nivel

promedio del cauce, aguas arriba y aguas abajo de la estructura; en caso contrario,

ser necesario proteger la entrada y salida de la alcantarilla.

(b) Longitud de la alcantarilla.

La longitud necesaria de una alcantarilla depender del ancho de la corona de la

carretera, de la altura del terrapln, de la pendiente del talud, de la alineacin y

pendiente de la alcantarilla y del tipo de proteccin que se utilice en la entrada y

salida de la estructura (Figura 6). La alcantarilla deber tener una longitud suficiente

para que sus extremos (entrada y salida) no queden obstruidos con sedimentos ni

sean cubiertos por el talud del terrapln.


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FIGURA 6 LONGITUD DE LA ALCANTARILLA

(c) Velocidad de la corriente.

Las alcantarillas por su caractersticas, generalmente, incrementan la velocidad del

agua con respecto a la de la corriente natural, aunque lo ideal sera que la velocidad

en el cauce aguas abajo fuese la misma que tenia antes de construir la alcantarilla.

Las altas velocidades en la salida son las ms peligrosas y la erosin potencial en

ese punto es un aspecto que deber tenerse en cuenta.

Para establecer la necesidad de proteccin contra la erosin, la velocidad a la

entrada y/o salida deben compararse con la mxima velocidad permisible (no

erosiva) del material del cauce, inmediatamente aguas arriba y/o aguas abajo de la

estructura (Tablas 7 Y 8). Cuando la velocidad de salida resulte muy alta el

material del cauce es particularmente susceptible a la erosin, podran requerirse

dispositivos para disipar la energa del escurrimiento de salida. Estos dispositivos

pueden variar desde un delantal inclinado hasta un tanque de amortiguacin.

(d) Carga admisible a la entrada.

A fin de evitar que el agua sobrepase la corona de la carretera, la altura permisible

del remanso (HEP) en la entrada de la alcantarilla se establecer como el valor

menor que resulte de considerar los siguientes criterios: a) disponer de un

bordo libre mnimo de 1,00 m, medido desde el nivel de la rasante y b) que no ser

mayor a 1,2 veces la altura del ducto.

(e) Seleccin del tipo.

En la seleccin del tipo de alcantarilla intervienen la funcionalidad hidrulica y

estructural, as como el aspecto econmico, y esta relacionada con los siguientes

factores: altura del terrapln, forma de la seccin del cruce, caractersticas del

subsuelo, materiales disponibles en la zona y tipificacin de las estructuras y susdimensiones.

Para definir el proyecto longitudinal de la subrasante se deber tener presentar que,

tanto tubos como bvedas, requerirn de un relleno mnimo de proteccin entre 0,60


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m y 1,00 m, por encima de los mismos; en cambio, la losa superior de los cajones

puede quedar, en ocasiones, al nivel de la subrasante del camino.

TABLA 7 VELOCIDADES MAXIMAS PERMISIBLES (m/s) PARA

CANALES ESTABLES DE ALINEAMIENTO RECTO Y TIRANTE DE 0.90 m

TABLA 8 VELOCIDADES MAXIMAS ADMISIBLES PARA CANAL CON

VEGETACION

TUPIDEZ PROMEDIO, ESCALA

HERBAJE UNIFORME PENDIENTES SUELOS SUELOS

CONSERVACION BUENA RESISTENTES FACILMENTE

PORCENTAJE A LA EROSION EROSIONADOS

m/seg m/seg

0 - 5 2.43 1.83Cynodon dactylon 5 - 10 2.13 1.52

Ms que 10 1.83 1.22

Buchlo dactyloides

Poa (Kentucky Bluegrass) 0-5 2.13 1.52

Bromo liso 5 - 10 1.83 1.22

Grama azulada Ms que 10 1.52 0.91

Mezclas de pastos 0 - 5 1.52 1.22

5 - 10 1.22 0.91

Lespedeza sercea

Eragrotis llorn

Andropogn furcatus amarillo

Pueraria thunbergiana 0 - 5c

1.07 0.76

Alfalfa

Digitaria sanguinalis

Lespedeza comnb

Sorghum vulgaris sudanensisb

0 - 5c

1.07 0.76

VELOCIDADES ADMISIBLESa

MATERIAL AGUA LIMPIA AGUA CON LINEAS

COLOIDALES

Arena fina coloidal 0.46 0.76

Marga arenosa no coloidal 0.53 0.76

Marga limosa no coloidal 0.61 0.91

Limo aluvial no coloidal 0.61 0.107

Marge firme ordinaria 0.76 0.107

Ceniza volcnica 0.76 0.107

Arcilla fuerte no coloidal 0.14 0.152

Marga aluvial coloidal 0.114 0.152

Esquistos y arcilla compacta 0.183 0.183

Arena fina 0.76 0.152

Marga graduada a piedra redondeada 0.114 0.152

Limo graduado a piedra 0.122 0.168Grava gruesa no coloidal 0.122 0.183

Piedras y lajas 0.152 0.168


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a

Del Handbook of Chanel Design for Soil and Water Conservation (Manual para el Diseo deCauces y Conservacin del Suelo y el Agua), Direccin para la Conservacin del Suelo, SCS TP 61,revisin de junio de 1954.b Plantas anuales, que se emplean con pendientes suaves o como proteccin temporaria hastaestablecer la cobertura permanente.c No se recomienda su empleo con pendientes con inclinacin en exceso de 5 por ciento.

En caso de ser necesario, se deber analizar la conveniencia de modificar el

proyecto de subrasante para poder ubicar el tipo de alcantarilla ms adecuado.

En cuanto, a lo que se refiere, a la forma de la seccin en el cruce, en una planicie

de inundacin, s es amplia y no bien definida, pueden utilizarse cajones con luces

mayores que la altura, tambin, uno o varios tubos; en terrenos de lomas suaves,

en los cuales, por lo general, las rasantes son bajas pero los escurrimientos son

definidos, se pueden utilizar tubos o cajones; a medida que las secciones se hacen

estrechas y profundas, las obras indicadas sern las bvedas adems de los

cajones y tubos, dependiendo de la altura del terrapln que quedar sobre estas

estructuras.

Las caractersticas del suelo de cimentacin influirn en el costo de la obra, y por

tanto en la seleccin del tipo de alcantarilla, puesto que, en cada caso, el tipo de

cimentacin requerida tiene costos diferentes. Para suelos de baja capacidad de

carga se recomienda utilizar alcantarillas tipo cajn.

Los materiales, disponibles en la regin, para la construccin de alcantarillas, por

razones econmicas, tendrn un papel preponderante en la eleccin del tipo.

En las carreteras de corta longitud, se puede presentar el caso de que las cuencas

sean semejantes en superficie, pendiente, precipitacin, vegetacin y caractersticas

del suelo, que requerirn obras de drenaje del mismo tipo y de casi iguales

dimensiones. En estos casos, es conveniente la tipificacin y, aunque del estudio

resulten una o varias obras con tipo y dimensiones diferentes, en la seleccin

definitiva conviene, en lo posible, unificar estas caractersticas.

Tomando en cuenta los factores antes mencionados, se seleccionarn las

alcantarillas ms adecuadas, pero en el caso de disponer de dos o ms alternativas

de solucin, se elegir el tipo que resulte ms econmico.


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Anlisis Hidrolgico

En el anlisis hidrolgico de las reas de drenaje intervienen fundamentalmente los

dos componentes del ciclo: precipitacin y escurrimiento. Con base en los registros

de mediciones efectuadas, es posible establecer la relacin que existe entre ambos,

considerando las mediciones directas factibles de obtener, la estimacin de

condiciones que no son posibles de medir directamente y la prediccin de la

probable ocurrencia de eventos dentro de un lapso especificado; a stas quedarn

supeditadas las condiciones de diseo de la estructura.

Existen varios mtodos para valuar los caudales de diseo que pueden ser:

(a) Empricos.

Que se emplean para tener una idea preliminar sobre el caudal de diseo, o bien

cuando no se conocen las caractersticas de la precipitacin en la zona

correspondiente a la cuenca en estudio; los mtodos ms comunes son Creager y

Lowry.

(b) Semi-empricos.

Estos mtodos son similares a los anteriores, pero hacen intervenir a la intensidad

de la lluvia en la relacin funcional que define el caudal de diseo. Estos mtodosse basan en el conocimiento del ciclo hidrolgico y difieren de otros en el mayor

menor detalle con que se toman los factores que intervienen en dicho ciclo. Los

mtodos ms usados son el Racional y el de Ven Te Chow.

(c) Estadsticos.

Son de gran utilidad en sitios en que se cuenta con un buen registro de caudales

ocurridos. Se basan en suponer que los caudales mximos anuales aforados en una

cuenca, son muestra aleatoria de una poblacin de caudales mximos. Difierenentre ellos en la forma de la funcin de distribucin de probabilidades que suponen

tiene la poblacin.

(d) Modelos matemticos


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Existen actualmente una serie de modelos matemticos de gran utilidad que

requieren datos extensos y completos los cuales son difciles de obtener. No

obstante, todos las limitaciones que puedan presentarse, se recomienda su

utilizacin, debiendo tener cuidado de la informacin que se ingresa y de la

interpretacin de los resultados

Diseo Hidrulico

El anlisis hidrulico de una estructura de drenaje se basa en la aplicacin de los

principios bsicos de la hidrulica y en sus ecuaciones fundamentales de

continuidad, energa y cantidad de movimiento. Estos principios y ecuaciones son

igualmente vlidos en conducciones forzadas o a superficie libre; sin embargo, en

este ltimo caso, es necesario considerar, adems, las condiciones inherentes al

flujo, debido a que el tirante de la seccin tiene la libertad de variar su magnitud de

acuerdo con las caractersticas geomtricas hidrulicas a lo largo de la conduccin.

Las alcantarillas que trabajan a seccin total o parcialmente llena, con presiones

nulas se clasifican como canales y tienen todas las caractersticas de los mismos;

por el contrario, cuando las alcantarillas trabajan a presin se analizan como

conductos cerrados. Por lo tanto, desde el punto de vista hidrulico es importante

establecer si la alcantarilla trabajar o n a presin, para poder estimar sus

dimensiones.

(a) Escurrimiento en alcantarillas

El flujo en una alcantarilla se manifiesta por formas tpicas de escurrimiento: 1) con

control de entrada y 2) con control de salida.

Para cada tipo de control se aplican diferentes factores y frmulas hidrulicas en la

determinacin de la capacidad de la alcantarilla. En las obras con control de

entrada, tienen importancia primordial: la seccin transversal del ducto, la geometrade la entrada, y la profundidad del agua a la entrada o altura de remanso. En las

obras con control de salida, se debe tener en cuenta , adems, el nivel del agua en

el cauce a la salida de la alcantarilla, as como tambin la pendiente, rugosidad y

longitud del ducto.(Figuras 9 y 10).


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(b) Parmetros de diseo

El clculo dimensional de una alcantarilla se efectuar con base al caudal mximo

de diseo, a la pendiente establecida y a la verificacin de la velocidad mxima y/o

el remanso en la entrada.

La determinacin de los parmetros hidrolgicos de diseo, para la aplicacin de los

mtodos sugeridos, puede hacerse siguiendo las siguientes recomendaciones:

Area de drenaje.

El rea de drenaje se puede determinar en las cartas topogrficas del IGM

(escala 1:25.000), en fotografas areas, y se considerar como la superficie en

proyeccin horizontal limitada por el parte-aguas. Esta rea se calcular por

cualquier mtodo y se expresar en hectreas o en kilmetros cuadrados.

Intensidades.

Se determinarn las intensidades de precipitacin y se relacionarn con su

frecuencia y duracin. Aunque la informacin hidrolgica disponible no es

suficiente, el INAMHI publica, peridicamente, anlisis estadsticos de

intensidades que permite calcular, por medio de las ecuaciones pluviomtricas, la

relacin intensidad-frecuencia-duracin, para cada una de las denominadas

zonas de intensidades en que esta dividido el pas.

Perodo de retorno.

De acuerdo al tipo de carretera, se asignan los siguientes perodos de retorno: (1)

Para carreteras arteriales, ser no menor a 200 aos; (2) para carreteras

colectoras, ser no menor a 150 aos; (3) Para carreteras vecinales, ser no

menor de 100 aos.


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FIGURA 10 ESCURRIMIENTO CON CONTROL DE ENTRADA


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FIGURA 11 ESCURRIMIENTO CON CONTROL DE SALIDA


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Tiempo de concentracin.

Debido a la limitada informacin existente se recomienda tomar el tiempo de

duracin de la lluvia igual al tiempo de concentracin, considerando que en ese

lapso se produce la mayor aportacin de la cuenca al cauce. Para el clculo del

tiempo de concentracin existen varias expresiones empricas, siendo la ms

utilizada la frmula de Rowe (Ecuacin 4.39).

tC = 0,0195 ( L3 / H )0.385 (Ec. 4.39)

Donde:

tC = El tiempo de concentracin, en min.

L = El longitud del cauce principal, en m.

H = El desnivel entre el extremo de la cuenca y el punto de descarga,

en m.

Precipitacin mxima en 24 horas.

La precipitacin mxima en 24 horas se obtendr de los registros de las

estaciones pluviomtricas ms cercana a la zona del proyecto, cuando no se

disponen de tales datos se podra recurrir al mapa de isolneas del INAHMI, en

correlacin con la zonificacin con la que han sido determinadas las ecuaciones

(Anexo 4-A).

Coeficiente de escorrentia.

Este coeficiente establece la relacin que existe entre la cantidad total de lluvia

que se precipita y la que escurre superficialmente; su valor depender de varios

factores: permeabilidad del suelo, morfologa de la cuenca, pendiente

longitudinales y cobertura vegetal (Tabla 12).


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TABLA 12 COEFICIENTE DE ESCORRENTIA C

Notas:

Para zonas que se espera puedan ser quemada se deben aumentar los coeficientes as: Cultivos:

multiplicar por 1,10; Hierba, Pastos y vegetacin ligera. Bosques y densa vegetacin: multiplicar por

1,30.

(c) Caudal de diseo.

El clculo del caudal de diseo, para un periodo de retorno establecido, depender

de la informacin hidrolgica disponible, de la importancia de la estructura que se

disea y del servicio de drenaje que prestar.

Alcantarillas para drenaje de cuencas pequeas definidas.

Un mtodo adecuado y ampliamente utilizado para estimar el caudal mximo en

cuencas pequeas, que no excedan a 400 Ha, es el denominado Mtodo Racional

que permite determinar el caudal en funcin de los datos de precipitacin pluvial en

el lugar, del rea de la cuenca, de la topografa y del tipo de suelo.

El mtodo se expresa por la Ecuacin 4.40:

Q = (c) ( I ) (A) (Ec. 4.40)

360

donde:

Q = El c audal mximo probable, en m3/seg.

c = El coeficiente de escorrenta, (Tabla 4.18).

COBERTURA VEGETAL TIPO SUELO PRONUNCIADA ALTA MEDIA SUAVE DESPECIABLE

IMPERMEABLE 0.80 0.75 0.70 0.65 0.60

SIN VEGETACION SEMIPERMEABLE 0.70 0.65 0.60 0.55 0.50

PERMEABLE 0.50 0.45 0.40 0.35 0.30

IMPERMEABLE 0.70 0.65 0.60 0.55 0.50

CULTIVOS SEMIPERMEABLE 0.60 0.55 0.50 0.45 0.40

PERMEABLE 0.40 0.35 0.30 0.25 0.20

PASTOS VEGETACION IMPERMEABLE 0.65 0.60 0.55 0.50 0.45

LIGERA SEMIPERMEABLE 0.55 0.50 0.45 0.40 0.35

PERMEABLE 0.35 0.30 0.25 0.20 0.15

IMPERMEABLE 0.60 0.55 0.50 0.45 0.40

HIERBA, GRAMA SEMIPERMEABLE 0.50 0.45 0.40 0.35 0.30

PERMEABLE 0.30 0.25 0.20 0.15 0.10

BOSQUES DENSA IMPERMEABLE 0.55 0.50 0.45 0.40 0.35

VEGETACION SEMIPERMEABLE 0.45 0.40 0.35 0.30 0.25PERMEABLE 0.25 0.20 0.15 0.10 0.05

50% 20% 5% 1%

COEFICIENTE DE ESCORRENTIA C

PENDIENTE DEL TERRENO


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I = La intensidad de la precipitacin, en mm/h, para una duracin igual al

tiempo de concentracin.

A = El rea de la cuenca, en Ha.

La intensidad de la lluvia esta referida al valor medio y al tiempo de duracin de la

misma. Cuando se cuenta con registros completos tomados en una estacin, es

posible disponer de mediciones de intensidades de lluvia y de su duracin; pero, en

ocasiones, no es posible disponer de esta informacin, siendo necesario efectuar

extrapolaciones de los datos obtenidos, desde una estacin a otra, inmediatamente

cercana, donde no existen.

En este caso, podran considerarse bastante representativos los datos determinados

de esta manera, sin que esto represente una regla general.

Alcantarillas para el drenaje de carreteras paralelas a un ro, ubicadas en

planicies o sabanas de inundacin

El mtodo ms adecuado para estimar el caudal mximo, en estas condiciones, es

el denominado Mtodo de Manning que depende de la seccin y de la pendiente.

(A) (R)2/3

(S)1/2

Q = (Ec. 4.41)

n

Donde:

Q = El caudal mximo probable, en m3/seg.

n = El coeficiente de rugosidad (Tabla 4.19)

R = El radio hidrulico, en m.

S = La pendiente de la planicie, en m/m


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TABLA 13 COEFICIENTE DE RUGOCIDAD n

Debe tenerse presente que, en este caso, las obras de drenaje se disearn, en

nmero suficiente, para permitir el paso franco del agua hacia ambos lados de lacarretera, de manera que las inundaciones que ocurran resulten semejantes a las

producidas antes de la construccin de la va. Cuando termine la creciente

(avenida), la direccin del flujo se invertir bajo la estructura, lo que permitir el

retorno del agua de la planicie hacia el cauce principal, incluyendo el aporte debido

a la lluvia local.

En caso contrario, se disear la obra bsica de la carretera como bordo

longitudinal de defensa contra inundaciones, debiendo tener en cuenta lossiguientes aspectos:

- La elevacin de la rasante de la carretera deber ser tal que el agua no

sobrepase a la misma y considerando, adems, que las inundaciones pueden

DESCRIPCION "n"

TUBOS DE HORMIGON 0.012

Tubos de metal corrugado o tubos en arco:a) Simple o revestido 0.024

b) Solera pavimentada 0.019

Tubo de arcilla vitrificada 0.012

Tubo de hierro fundido 0.013

Alcantarilla de ladrillo 0.015

Pavimento asfltico 0.015

Pavimento de hormign 0.014

Parterre de csped 0.05

Tierra 0.02

Grava 0.02

Roca 0.035

Areas cultivadas 0.03-0.05Matorrales espesos 0.07-0.14

Bosques espesos-poca maleza 0.10-0.15

Cursos de agua

a) Algo de hierba y maleza-poco o nada de matorrales 0.03-0.035

b) Maleza densa 0.035-0.05

c) Algo de maleza-matorrales espesos a los costados 0.05-0.07


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trasladarse hacia aguas abajo o hacia la orilla opuesta, pudiendo producir

mayores daos.

- El trazado de la carretera deber corregirse para que las poblaciones queden

ubicadas del lado externo de la carretera y por tanto protegidas contra lasinundaciones.

- Se deber disear el drenaje que requieran los terrenos protegidos por la

carretera.

- La obra bsica deber disearse para que la carretera trabaje como bordo, es

decir impermeable.

- El inicio y el final de la obra bsica del tramo debern localizarse en terrenos

altos.

FIGURA 15 CABEZAL Y MUROS DE ALA PARA ALCANTARILLA CIRCULAR


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FIGURA 15 DETALLES DE PROTECCION DE UNA ALCANTARILLA


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En la entrada de alcantarillas circulares es conveniente construir muros de cabeza

(cabezales) que aumentan la eficiencia y ayudan a retener el talud del terrapln y

complementados con muros de ala que servirn para encauzar el agua hacia la

alcantarilla.

Con condiciones de control en la entrada, el alabeo de la misma, aumenta la

capacidad de la alcantarilla, lo que permite trabajar para un caudal dado con una

carga menor. Los mejores resultados se obtienen alabeando la entrada de una

alcantarilla de cajn, en una distancia igual a cuatro veces el rebaje vertical del

ducto (Figura 4.42). La entrada de las alcantarillas circulares deber redondearse

con radio de 0.15D.

Cuando se construyen entradas con pendientes del perfil igual a la del talud del

terrapln, se reduce la posibilidad de trabajar a flujo lleno, en caso de la entrada

esta sumergida.

FIGURA 16 ENTRADA ALABEADA O ACAMPANADA PARA ALCANTARILLA

RECTANGULAR

96970739 alcantarillas memoria tecnica

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