DRENAJE DE AGUAS SUPERFICIALES

INDICE

INTRODUCCION.El drenaje tiene como objetivo principal eliminar el exceso de agua que se pueda acumular, tanto en la superficiecomo en el interior de la superficie terrestre con el objetivo de aireacin y actividad necesaria para el crecimiento y desarrollo de las races, en el caso de la actividad agrcola. En los trabajos civiles y mineros o dentro del casco urbano, se hace conel fin de mejorar las condiciones de trabajo o reducir algunos riesgos que puedan ocasionar estas aguas superficiales, as como inundaciones, huaycos, etc.Segn la localizacin del agua el drenaje se clasifica en superficial o subterrneo. El drenajesubterrneo, l problema consiste un exceso de agua en el perfil del suelo, debido a un aapa fretica, permanente o fluctuante, ubicada sobre un estrato impermeable. El drenaje superficial se entiende como la remocin de exceso de agua que se acumula en la superficie del terreno, a causa de las lluvias muy intensas y frecuentes, topografa muy mala a irregular y suelos poco permeables.El exceso de agua sobre los terrenos puede ser ocasionado por cuatro causas principales: precipitaciones, inundacin, limitaciones topogrficas y limitaciones edficas. Las precipitaciones son las principales causas; las inundaciones son ocasionadas por las precipitaciones, las limitaciones topogrficas y edficas contribuyen a agravar las condiciones anteriores.El desbordamiento de los ros es una causa de algunos de drenaje superficial, pero se considera como un problema de control de inundaciones relacionado al manejo de cuencas, ms que un tema de diseo de drenaje superficial propiamente tal.

AGUAS SUPERFICIALES.

Aguas superficialesson aquellas que se encuentran sobre la superficie del suelo. Esta se produce por la escorrenta generada a partir de las precipitaciones o por el afloramiento deaguas subterrneas. Pueden presentarse en forma correntosa, como en el caso de corrientes,rosyarroyos, o quietas si se trata delagos,reservorios,embalses,lagunas,humedales,estuarios,ocanosymares.1Para propsitos regulatorios, suele definirse al agua superficial como toda agua abierta a la atmsfera y sujeta a escorrenta superficial. Una vez producida, el agua superficial sigue el camino que le ofrece menor resistencia. Una serie de arroyos, riachuelos, corrientes y ros llevan el agua desde reas con pendiente descendente hacia un curso de agua principal.Un rea de drenaje suele denominarse como cuenca de drenaje ocuenca hidrogrfica.La calidad del agua est fuertemente influenciada por el punto de la cuenca en que se desva para su uso. La calidad de corrientes, ros y arroyos, vara de acuerdo a los caudales estacionales y puede cambiar significativamente a causa de las precipitaciones y derrames accidentales. Los lagos, reservorios, embalses y lagunas presentan en general, menor cantidad de sedimentos que los ros, sin embargo estn sujetos a mayores impactos desde el punto de vista de actividad microbiolgica. Los cuerpos de agua quietos tales como lagos y reservorios, envejecen en un perodo relativamente grande como resultado de procesos naturales. Este proceso de envejecimiento est influenciado por la actividad microbiolgica que se encuentra relacionada directamente con los niveles de nutrientes en el cuerpo de agua y puede verse acelerada por la actividad humana.

SISTEMAS DE DRENAJE.

Conjunto de mecanismos naturales o artificiales que sirven para evacuar el exceso de agua acumulado en el suelo o a lo largo del perfil del suelo.Componentes del sistema de drenaje.

Es necesario diferenciar dos componentes del diseo de drenaje:clculo de la red colectora principal.

El diseo de la red colectora, ha sido el ms estudiado hasta ahora y en la actualidad existen mtodos suficientemente aceptables para realizar el diseo.determinacin de la capacidad de las tierras para permitir el flujo del exceso de agua hacia esos colectores.

El segundo componente es ms complicado puesto que depende del microrelieve del terreno y hasta ahora no existe un mtodosuficientemente probado para permitir un diseo racional. En algunos casos, este ltimo aspecto se resuelve utilizando mtodos de acondicionamiento superficial, que modifican la topografa y el microrelive del terreno a fin de proporcionar pendientes que permitan una rpida evacuacin de las aguas. Tambin para este mismo fin se pueden utilizar los drenes topo, que cumplen el objetivo de recolectar y conducir el agua de saturacin hacia los colectores.Funciones del sistema de drenaje.

permitir la retirada de lasaguasque se acumulan en depresiones topogrficas del terreno, causando inconvenientes ya sea a la agricultura o en reas urbanizadas.

controlar, en los permetros de riego, la acumulacin de sales en el suelo, lo que puede disminuir drsticamente la productividad

ventajas del sistema de drenaje.

Previene la acumulacin de agua:Los sistemas de drenaje pueden prevenir la acumulacin de agua; dirigiendo lejos de tu casa, el flujo que de otro modo conducira a la inundacin. El agua que se acumula en el jardn puede matarlas plantasy animar a que los mosquitos se reproduzcan.

Reduce la erosin del suelo:Con el tiempo, el agua estancada puede hacer el suelo fangoso, lo que a su vez causa que la capa superficial se erosione. Los sistemas de drenaje mantienen la humedad equilibrada

Remueve los materiales txicos y los organismos dainos:Las lluvias continuas y abundantes causan que el agua suba, lo que puede dar lugar a inundaciones repentinas, especialmente cuando se vive cerca de un gran cuerpo de agua. A menudo, estas inundaciones traen agua contaminada al suelo. Los sistemas de drenaje pueden eliminar estas sustancias txicas drenndolas lejos.

Desventajas del sistema de drenaje.

Su costo:La instalacin de un sistema de drenaje es una inversin costosa. Vas a terminar pagando un alto precio, especialmente si contratas a un profesional para instalarlo. Tambin necesitars un permiso parainstalareste tipo de sistemas, especialmente si tu proyecto requiere de mltiples canales y excavaciones profundas.

Mantenimiento:El mantenimiento regular de tu sistema de drenaje te asegurar que funcionar correctamente en todo momento, dice la Universidad de Illinois. Tienes que comprobar de que las zanjas de desage de los sistemas subterrneos estn siempre libres de obstrucciones causadas por la acumulacin de sedimentos. Tendrs que cuidar que los desechos no sellen las tapas de entrada. Si una baldosa del sistema de drenaje se quiebra, lo que tienes que hacer es reemplazarla de inmediato. Mantn los rboles que requieren de mucha agua como como el sauce, el olmo, el arce y el lamo, a menos de 100 pies (30 metros) del drenaje, para mantener el desage libre de bloqueos causados por races, hojas y ramas cadas. El xido de hierro puede bloquear el tubo de drenaje, por lo que constantemente tienes que estar atento a esto.

Puedo contaminar los cuerpos de agua:Una investigacin llevada a cabo por la Universidad de Illinois, ha demostrado que los sistemas de drenaje tambin pueden contribuir a la contaminacin, sobre todo cuando no se mantienen adecuadamente. Segn el estudio, los sistemas de drenaje subterrneo pueden transportar el nitrato a travs de las tuberas, canalizndolo directamente a los cuerpos de agua como arroyos, ros y lagos.

DRENAJE SUPERFICIAL.

Sistema que evacua y dirige rpidamente las aguas pluviales u otras aguas hacia un medio natural de drenaje o red de alcantarillado. Tambin llamado desage superficial..PRINCIPIOS Y CRITEREIOS DE DISEO.SISTEMA DE DRENAJE DE UNA VA.

Se define como sistema de drenajede una va como el dispositivo especficamente diseada para la recepcin, canalizacin y evacuacin de las aguas que puedan afectar a las caractersticas funcionales de cualquier elemento de la carretera.Objetivo.

El objetivo principal del drenaje superficial es mejorar la estabilidad del talud reduciendo la infiltracin y evitando la erosin. El sistema de recoleccin de aguas superficiales debe captar la escorrenta tanto del talud como de la cuenca de drenaje arriba del talud y llevar el agua a un sitio seguro lejos del deslizamiento. El agua de escorrenta debe en lo posible, desviarse antes de que penetre el rea del deslizamiento. Esto puede lograrse con la construccin de zanjas interceptoras en la parte alta del talud, llamadas zanjas de coronacin. No se recomienda en problemas de taludes la utilizacin de conducciones en tubera por la alta susceptibilidad a agrietarse o a taponarse, generando problemas de infiltracin masiva concentrada.

Por otro lado el agua que cae por lluvias directamente sobre la superficie del talud, debe ser evacuada lo ms rpidamente posible, evitando al mismo tiempo que su paso cause daos considerables al talud, por erosin, almacenamientos e infiltraciones; perjuicios que pueden ser evitados, tratando el talud con una serie de medidas que favorezcan el drenaje. Entre las ms utilizadas son: sellado de grietas con arcilla y empradizacin, imprimacin del talud con asfalto, recubrimiento con plsticos, recubrimiento parcial o total con enrocado, conformacin y nivelacin para evitar o eliminar depresiones y alcantarillas superficiales.En ocasiones es importante la construccin de medidas temporales de drenaje superficial despus de ocurrido un deslizamiento para evitar su ampliacin o aceleracin. Estas obras pueden consistir en diques o canales de bolsas de polipropileno o fibras vegetales rellenas de suelo.

Tipos de drenaje de carreteras.

Drenaje longitudinal.

Canaliza las aguas cadas sobre la plataforma y taludes y la explanacin de forma paralela a la calzada, restituyndolas a sus cauces naturales. Por ello se emplea elementos como las cunetas, caces, colectores, sumideros, arquetas y bajantes.

Drenaje transversal.

Permite el paso del agua a travs de los cauces naturales bloqueados por la infraestructura varia, de forma que no se produzcan destrozos en esta ltima, comprende grandes y pequeas obras de paso as como viaductos y puentes.

Drenaje profundo.

Sumisin esimpedir el acceso del aguaacapas superioresdela carretera especialmente alfirme porloquedebecontrolar el nivelfreticodelterrenoylosposibles acuferosycorrientessubterrneas existentes.Empleadiversostiposdedrenessubterrneos,arquetasytuberas dedesage.

Esprcticahabitualcombinarambossistemasparaconseguirunatotal yeficiente evacuacindelasaguas,aunqueenocasioneszonasmuysecas oconsuelos Impermeablessloesnecesarioempleardispositivosdedrenajesuperficial.Criterios de diseo.

Alahoradeproyectareldrenaje deunacarreteradebentenerse presentesuna seriedefactoresqueInfluyendirectamenteenel tipodesistemamsadecuado,as comoensuposteriorfuncionalidad.Losmsdestacablesson:Factores topogrficos.

Dentrodeestegruposeengloban circunstanciasde tipo fisico,talescomolaubicacindelacarretera respectodelterreno natural contiguo endesmonte,terraplnoamedialadera, latipologadel relieveexistente llano, ondulado, accidentadooladisposicindesus pendientesenreferenciaalava.Factores hidrolgicos.

Hacenreferenciaalreadelacuencade recepciny aportedeaguassuperficialesqueafectadirectamente ala carretera, as comoalapresencia,nively caudaldelasaguassubterrneasquepuedan InfiltrarseenlascapasInferioresdelfirme.

Factores geotcnicos.

Lanaturalezaycaractersticasdelossuelosexistentes enlazonacondicionalafacilidadconlaqueel aguapuedellegaralava desdesupuntodeorigen,ascomolaposibilidaddequeocasione corrimientosounaerosinexcesivadelterreno.Laspropiedadesaconsiderarson aquellasqueafectana supermeabilidad,homogeneidad,estratificacino compacidad,Influyendotambinlaexistenciadevegetacin.Unavezsopesados estosfactoresseprocedealdiseodelareddedrenaje,que debercumplirlossiguientesobjetivos.Evacuar demaneraeficazylomsrpidamenteposible elaguacada sobrela superficiederodaduray los taludesde laexplanacincontiguosa ella.Por supuesto,debernevitarlaInundacindelostramosmsdeprimidosdelava.Alejardelfirmeelagua fretica,ascomolosposibles acuferosexistentes, empleandoparaellosistemasdedrenajeprofundo.Prestarespecialatencin aloscaucesnaturales, talescomobarrancoso ramblas,disponiendoobrasdefbricaquenodisminuyansu seccincrtica paraperiodosderetornorazonables.Deberecordarsequelasavenidassonla principalcausamundialdedestruccindepuentes.Nosuponerunpeligroaadidoparalaseguridaddelconductor,empleandopara ello taludessuavesy redondeando lasaristas mediante acuerdoscurvos, evitandoasposiblesaccidentesadicionales.Tambindebecuidarseelaspectoambiental, procurandoqueproduzcael menordaoposiblealentorno.Todoslosanteriorespuntosestncomosiempresupeditadosalaeconomade laobra,porloquelasolucinadoptadadebetenerencuentadoscondicionantes adicionales:El costeinicialdeconstruccineimplantacindelsistemadedrenaje.Loscostesdereparacinymantenimientodelainfraestructura dedrenajealo largodelavidatildelacarretera.Canales o zanjas de corona.

Zanjas de corona.Las zanjas en la corona o parte alta de un talud son utilizadas para interceptar y conduciradecuadamente las aguas lluvias, evitando su paso por el talud.La zanja de coronacin no debe construirse muy cerca alborde superior del talud, paraevitar que se conviertan en el comienzo y gua de un deslizamiento en cortes recientes ode una nueva superficie de falla (movimientoregresivo) en deslizamientos yaproducidos; o se produzca la falla de la corona del talud o escarpe.Se recomienda que las zanjas de coronacin sean totalmente impermeabilizadas, as como debe proveerse una suficiente pendiente para garantizar un rpido drenaje del agua captada. Sinembargo se anota que a pesar de lograrse originalmente una impermeabilizacin, con el tiempo se producen movimientos en el terreno que causan grietas en el impermeabilizante y por lo tanto infiltraciones que conllevan a una disminucin de la resistencia del suelo y por ende a su falla. La recomendacin de impermeabilizar se debe adicionar con un correcto mantenimiento. Se sugiere que al menos cada dos aos se deben reparar las zanjas de coronacin para impermeabilizar las fisuras y grietas que se presenten.

Las dimensiones y ubicacin de la zanja pueden variar de acuerdo a la topografa de lazona y al clculo previo de caudales colectados. Generalmente, se recomienda unazanja rectangular de mnimo 40 centmetros, de ancho y50 centmetros de profundidad.Se procura que queden localizadas a lo largo de unacurva de nivel para un correctodrenaje y que estn suficientemente atrs de las grietas de tensin en la corona. Laseparacin mnima recomendada es de tres metros del borde de la corona.Canales interceptores a mitad de talud.En suelos susceptibles a la erosin se recomienda construir canales de drenaje transversales a mitad de talud. Se recomienda construir canales interceptores en todas y cada una de las bermas intermedias del talud.Estos canales deben revestirse apropiadamente conduciendo las aguas a graderas de disipacin de energa.Los canales a mitad de talud deben tener una pendiente tal que impida la sedimentacin de materiales. Es muy comn que estos canales se construyan con pendientes muy bajas y al taponarse produzcan crcavas de erosin localizadas.Las bermas deben ser lo suficientemente anchas para que exista un sobre ancho de proteccin para los canales, en el caso de producirse derrumbes de las coronas de los taludes resultantes.

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