Dimensionamiento Obras De Drenaje

I. DIMENSIONAMIENTO HIDRÁULICO DE OBRAS DE DRENAJE

1. GENERALIDADES HIDROLÓGICAS

Al diseñar una estructura de drenaje, uno de los primeros pasos consiste en estimar el volumen de agua que llegará a ella en un determinado instante. Dicho volumen de agua se llama descarga de diseño y su determinación debe realizarse con el mayor grado de precisión, a fin de poder fijar económicamente el tamaño de la estructura requerida y disponer del agua de escurrimiento sin que ocurran daños a la vía.

Numerosos y diferentes métodos se han utilizado para determinar la descarga de diseño. Todos ellos están basados en uno de los siguientes criterios:

• Registro de corrientes individuales y observación de estructuras existentes.

• Uso de fórmulas empíricas o semiempíricas, para determinar la máxima descarga.

• Uso de fórmulas empíricas o semiempíricas, para determinar directamente el área de desagüe requerida.

• Aplicación de hidrogramas.

Los métodos basados en observaciones directas requieren levantamientos cuidadosos de la cuenca de drenaje y de las características de la corriente, así como análisis hidrológicos y estudios hidráulicos precisos.

La utilización de fórmulas, ya sea que den la descarga de diseño o directamente la abertura, puede resultar atractiva por su simplicidad; sin embargo la ignorancia de los parámetros que condicionaron su desarrollo puede conducir a graves errores. Cada una de las innumerables fórmulas que se emplean tiene su propósito particular y ninguna es de aplicación general.

El tamaño de las cuencas y subcuencas del Proyecto permitirá utilizar para la determinación de caudales los métodos racionales, el modelo del Soil Conservation Service y el hidrograma unitario de la misma entidad.

Según la Dirección Nacional de Carreteras de España, entidad que adelantó un perfeccionado estudio para determinar el cálculo de caudales máximos en pequeñas cuencas (áreas menores a 75 km2) el método racional es un método que además de ser sencillo cumple con los requisitos de confiabilidad. Otros autores como H.H. Barnes, V. T. Chow y el UI.S. Forest Service lo recomiendan por su sencillez y confiabilidad aunque ellos difieren en que el tamaño de la cuenca debe ser entre 0.65 y 12,5 km2. Según “Carreteras, Estudio y Proyecto” de Jacobo Carciente, esta fórmula solo es confiable en cuencas pequeñas (menores de 5 km2).

El método es criticado debido a que lleva en sí un grado de incertidumbre que puede aportar valores de caudal erróneos en cuencas grandes, pero otras entidades lo tienen como base de sus estudios, entre los cuales se cuentan las normas de la TEM (Trans European North – South Motorway), Asphalt Institute, MOPU (Ministerio de obras públicas y Urbanismo de España) ASCE & WPCF en el diseño de alcantarillados y el Ministerio de Obras Públicas de Venezuela.

Para seguir sustentando el método racional se puede mencionar que Lourens A.V. Hiemtra y Brian M. Reich efectuaron en 1967 un estudio comparativo (Engineering Judament and Small Area Flood Peaks, Colorado State University 1967)

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