El análisis de drenaje superficial en carreteras es un proceso importante en el diseño y mantenimiento de carreteras el cual se centra en la gestión adecuada del agua de lluvia en la superficie del corredor vial. Este tipo de drenaje se refiere a cómo el agua de lluvia fluye y se evacua de la superficie de la carretera y taludes de corte para prevenir problemas como el estancamiento de agua, la erosión del pavimento y la vía.
El análisis de drenaje superficial implica evaluar diversos aspectos, como la pendiente de la carretera, la localización del proyecto a analizar, el tipo de cuneta que se implementará y los tipos de superficie por el cual drenarán las aguas, además del uso de modelos hidrológicos que permitan estimar la intensidad promedio de precipitación de la zona de estudio.
Metodologías
Existen varias metodologías para realizar análisis de drenaje superficial en carreteras, algunas de las cuales incluyen:
1. Hidrología de cuencas
2. Modelado hidráulico
3. Análisis topográfico
4. Inspección de sistemas de drenaje existentes
5. Normativas y estándares
En Colombia existe el Manual de Drenaje de Carreteras en la cual se establece la metodología que se debe de implementar en este tipo de análisis, en donde se indica como determinar los caudales para el periodo de retorno de revisión y de diseño de cada estructura y dimensionar las obras de drenaje para el control de escorrentía de cunetas con base al trazado de las vías y pluviosidad con su respectiva verificación.
¿Cómo se ve reflejado este análisis en nuestros diseños?
Este análisis se aplica desde el momento que se plantea el diseño el perfil del corredor vial, puesto que se parte de una pendiente mínima longitudinal que permita un buen flujo de las aguas lluvias, para evitar empozamientos y sedimentación sobre la calzada, por lo cual este parámetro mínimo se establece en 0.5%.
Una vez se cumple con este primer criterio se procede con la distribución de las áreas aferentes según la distribución de cada sumidero, esta ubicación será particular para cada proyecto, por esto la necesidad de realizar este tipo de análisis, ya que dependerá de diversos factores como lo son la intensidad de la lluvia, la pendiente longitudinal del tramo a analizar, el tipo de pavimento, el tipo de sección (si se encuentra en corte o lleno), el tipo de cuneta, entre otros factores.
Al momento en que se tiene la primera distribución de áreas afrentes y sumideros se procede a realizar un análisis iterativo se obtienen valores de velocidad y fuerza tractiva para cada sumidero, estos valores nos indican a velocidad que tendrá el flujo de agua, este valor se debe de encontrar en un rango de 0.6 m/s -5 m/s, el cual busca garantizar que la carretera pueda soportar el flujo de agua de manera eficiente para evitar daños a la infraestructura y garantizar la seguridad de los conductores.
La fuerza tractiva se refiere a la fuerza que tendrá el flujo de agua, por lo cual está también deberá de tener un valor mínimo de 0.12kgf/m2, la cual nos indica que el agua tendrá suficiente fuerza de arrastre evitando la generación de sedimentación sobre la calzada y cuneta. Si estos valores no llegasen a cumplirse se debe de redistribuir las áreas aferentes, hasta cumplir estos parámetros mínimos.
Entregable
Al tener el análisis listo y verificado para cada uno de los sumideros propuestos, nuestro producto final corresponde a un plano con la localización de cada uno de los sumideros, indicando las coordenadas de estos mismos e igualmente un informe detallado del procedimiento realizado para el análisis de drenaje como se presenta en la siguiente imagen. Así mismo, se recomiendan las dimensiones mínimas para la cuneta donde se requiera según el Manual de Obras de Drenaje para Carreteras del INVÍAS.
Este tipo de análisis es crucial para definir los puntos óptimos para la ubicación de sumideros y desde donde parte el diseño de redes de aguas lluvias en los proyectos. En Vialco Ingeniería, al realizar diseños de vías mediante modelaciones tridimensionales, podemos obtener esta información de manera precisa. Por esta razón, generalmente nos solicitan incorporar este análisis de drenaje superficial en nuestros diseños de vías.
