Obras Hidráulicas: Tipos, Diseño y Construcción

Obras de Infiltración

Definición y Tipos de Obras de Infiltración

Las obras de infiltración son estructuras de ingeniería diseñadas para facilitar la penetración de agua u otros líquidos en el suelo. Se clasifican principalmente en dos tipos: drenajes y subdrenajes.

Premisas para el Estudio de Obras de Infiltración

Para un estudio adecuado de las obras de infiltración, es fundamental considerar las siguientes premisas:

Características topográficas: Realizar un levantamiento topográfico detallado, especialmente en áreas de cruces menores, para definir el perfil longitudinal y la ubicación precisa de las obras.
Estudio de cuencas hidrográficas: Analizar las cuencas que intersectan el alineamiento de la carretera para determinar los caudales de diseño y evaluar el impacto de las crecidas.
Características del cauce: Evaluar las propiedades del lecho del cauce, como la forma, el tipo de suelo, la vegetación, el material de arrastre y otros factores que influyen en el tamaño y la durabilidad de la obra de cruce.
Datos de crecidas: Recopilar y analizar datos históricos de crecidas, incluyendo información proporcionada por los residentes locales, para una mejor comprensión del comportamiento hidrológico.

Obras de Drenaje Superficial

Las obras de drenaje superficial son esenciales para el manejo adecuado del agua en infraestructuras viales. A continuación, se describen cuatro tipos principales:

Alcantarilla: Estructura diseñada para evacuar el flujo superficial proveniente de cursos de agua naturales o artificiales que interceptan la carretera.
Badenes: Solución viable cuando la rasante de la carretera coincide con el nivel del fondo del cauce. Permiten el paso esporádico de flujos con sólidos durante períodos lluviosos.
Puentes: Estructuras mayores de drenaje transversal que permiten salvar obstáculos naturales, como ríos o quebradas.
Cunetas: Zanjas longitudinales ubicadas a ambos lados de la carretera, con el objetivo de captar, conducir y evacuar el flujo de agua superficial.

Drenaje Subterráneo

Objetivo del Drenaje Subterráneo

El objetivo principal del drenaje subterráneo es interceptar, conducir y/o desviar los flujos subterráneos presentes en el suelo de fundación de la carretera, especialmente aquellos provenientes de taludes adyacentes. Esto es crucial ya que la presencia de agua subterránea puede afectar negativamente la estabilidad y durabilidad del pavimento.

Elementos de un Subdrenaje Convencional

Un subdrenaje convencional se compone de zanjas excavadas, ya sea manualmente o con retroexcavadora, rellenas de material filtrante y elementos para la captación y transporte de agua, como un tubo perforado.

Aplicaciones de los Subdrenajes

Los subdrenajes se utilizan cuando la vía se encuentra cerca o se ve influenciada por:

Existencia de lagunas o canales sin revestir en la parte alta de la vía.
Deformaciones o asentamientos de la plataforma vial.
Existencia de cultivos con alta demanda de agua.
Terrenos de cultivo con riego por gravedad permanente.

Criterios de Diseño para Subdrenajes

Caudal de diseño: Determinar el caudal que el subdrenaje debe ser capaz de manejar.
Determinación del geotextil filtrante: Considerar los criterios de retención, permeabilidad, colmatación, supervivencia y durabilidad.
Determinación de las dimensiones de la sección transversal: Definir el tamaño adecuado de la zanja y los componentes del subdrenaje.
Tasa de flujo: Calcular la velocidad a la que el agua se moverá a través del sistema de subdrenaje.

Presas

Tipos de Presas Según su Propósito

Las presas se clasifican según su función principal en:

Riego.
Suministro de agua.
Generación hidroeléctrica.
Control de inundaciones.

Tipos de Presas Según su Materialidad

Presas de hormigón: Son estructuras estables y duraderas, ideales para resistir grandes presiones de agua.
Presas de enrocado con cara de hormigón: Utilizan material suelto (enrocado) para la estructura principal y una cara de hormigón para garantizar la impermeabilidad.

Condiciones para Construir un Embalse

(Nota: Esta sección está incompleta en el documento original y requiere información adicional para ser desarrollada correctamente)

Válvulas en Obras Hidráulicas

Tipos de Válvulas

Válvulas de globo: Se utilizan para regular y controlar el flujo en una tubería.
Válvulas de retención: Permiten el flujo en una sola dirección, abriéndose y cerrándose en función de la dirección y presión del fluido.

Revestimientos para Canales

Tipos de Revestimientos

Revestimiento con concreto: Emplea hormigón y acero para prevenir el agrietamiento, controlar las grietas y evitar filtraciones. Ventajas: Alta durabilidad y bajo costo de mantenimiento. Desventajas: Alto costo inicial.
Revestimiento con mampostería: Utiliza piedras, ladrillos, bloques u otros materiales similares unidos con mortero. Ventajas: Fácil colocación, mano de obra económica y materiales de fácil acceso.