Efecto trágico de las lluvias en las comunidades por falta de planificación (II/III)

En el primer volumen tratamos los efectos de las lluvias en las comunidades en forma resumida de los siguientes temas:

Sedimentos
Drenaje en quebradas y ríos
Cálculo de volumen en quebrada y en ríos
Criterio para la canalización de quebrada o río
Inundaciones

En este volumen vamos a tratar los efectos de las lluvias en los siguientes temas de forma resumida

Drenaje urbano
Vialidad
Derrumbes y deslizamiento
Aeropuertos

Tercer volumen se va a tratar los peligros que representa la lluvia en algunas sectores y uso del agua en la población

Basurero
Radiactividad
Lluvia ácida
Uso del agua de lluvia
Lluvia artificial

Los temas relacionados con el clima superan generalmente las disciplinas, los sectores y las fronteras político-administrativas, por lo tanto, no pueden ser manejadas por un solo sector o una sola organización. Se requiere hacer esfuerzos importantes para construir puentes entre las diferentes entidades y compartir información sobre los riesgos, estrategias, capacidades y recursos para su manejo, con el fin de generar sinergias y alcanzar un manejo más eficiente del problema.

Cambio climático y el ciclo del agua

Dentro de los sectores más sensibles a la variabilidad y el cambio climático están la agricultura, la seguridad alimentaria, el suministro de agua, la energía, el trasporte, el manejo costero, el manejo ambiental y la salud pública.

El gran desafío de la humanidad será prepararse para afrontar de manera adecuada los efectos del cambio climático y la intensificación de los eventos hidrometeorológicos extremos que, en la mayoría de los casos, implican condiciones adversas en detrimento de la calidad de vida de gran parte de la población mundial, especialmente la de los países menos desarrollados.

Los fenómenos hidrometeorológicos extremos, que se pueden asociar con la variabilidad y/o el cambio climático (CC), cada año generan pérdidas de vidas humanas y efectos nocivos en las economías de todos los países, afectando con más severidad aquellos en vía de desarrollo debido a que su vulnerabilidad ante estos eventos usualmente es más alta (Christensen et al., 2007; Magrin et al., 2007). En Latinoamérica como en todo el mundo durante los últimos años, distintos eventos han causado miles de muertes, severas pérdidas económicas con efectos sociales de gran magnitud.

El cambio climático ha causado miles de millones de dólares en daños por inundaciones en los EE. UU.

El calentamiento global aumenta la capacidad de retención de vapor de agua atmosférico y, por lo tanto, aumenta la circulación de agua / energía, lo que cambia la ocurrencia de precipitaciones extremas.

A medida que aumentan los riesgos de inundación en los Estados Unidos, la Agencia Federal para el Manejo de Emergencias (FEMA) debe actualizar los mapas de inundaciones.

El estudio publicado en Advances in Atmospheric Sciences el 5 de enero. predijo que cuatro subregiones en China verían un aumento de los extremos de precipitación en el futuro medio.

Lo que exponemos a continuación y de forma resumida forma parte del Quinto informe de evaluación del IPCC en cambio climático (AR5). 2014 informe síntesis del 2014.

Los cambios en las precipitaciones en un mundo que se calienta no serán uniformes. Es probable que, para el final de este siglo, en las latitudes altas y en el océano Pacífico ecuatorial se experimente un aumento en la precipitación media anual, disminuya en muchas regiones secas de latitud media y subtropicales, mientras que es probable que en muchas regiones es muy probable que sean más intensos y más frecuentes los episodios de precipitación extrema en la mayoría de las masas terrestres de latitud media y en las regiones tropicales húmedas a medida que vaya aumentando la temperatura media global en superficie. A nivel mundial, en todas las trayectorias de concentración representativas, es probable que aumente la extensión abarcada por los sistemas monzónicos, es probable que se intensifique la precipitación monzónica, y es probable que se intensifique la variabilidad de las precipitaciones relacionadas con El Niño-Oscilación del Sur (ENOS) a escalas regionales.

Por las razones expuestas anteriormente es que para el cálculo de los servicios se deben de tomar un porcentaje de seguridad que pudiera ser entre 10 y un 20%.

Drenaje urbano

El problema del drenaje en las poblaciones con grandes extensiones pavimentada puede tener una gran importancia. Dentro del término agua pluviales quedan comprendidas no solamente las originada en las precipitaciones que caen directamente sobre las áreas urbanizadas que conforman la población, sino también aquellas que se precipiten sobre otras áreas, que corren a través de la ciudad, bien sea por cauce natural o conducto artificiales o simplemente a lo largo de la superficie.

Un sistema de drenaje urbano debe estar dirigido al logro de unos objetivos:

Evitar al máximo posible los daños que las aguas de lluvia puedan ocasionar a las personas y a las propiedades en el medio urbano
Garantizar el normal desenvolvimiento de la vida diaria en las poblaciones, permitiendo un apropiado tráfico de personas y vehículos durante el tiempo de precipitaciones
Los sistemas principales de drenaje(canales) se deben de proyectar para una lluvia de 100 años en cambio las tuberías secundarias se debe de proyectar de acuerdo a la importancia de la zona a drenar que puede ir de 5 años a 50 años

Lo principio de que lo cual le debe basarse de un sistema de drenaje urbano:

Planifica una visión urbana integral y como estrategia tenemos que elaborar los planes rectores básico y complemento
Es importante del drenaje urbano de definir el pedido de retorno en años y que deseaba utilizar ya que no lo mismo en un poblado, en una industrial o zona vial de alto movimiento, este valor puede variar de 5 años hasta 25 años
Evitar daños a la propiedad, el nivel de agua no debe pasar la altura máxima de la acera que esta entre 15 a 20 centímetro según el tipo o localidad, para ello tenemos que tener en cuenta el tipo de captación ya sea de forma lateral y de formar perpendicular al agua,
Reducción de costos de construcción y mantenimiento de calles e infraestructura
Mejoras en el tráfico vehicular
Mejoras la escorrentía urbana y de los cuerpos receptores, así como en la salud pública
Protección y mejora de zonas ambientalmente sensibles
Disponibilidad de más espacios abiertos y áreas verdes a menores costos

Para el cálculo de un sistema de drenaje se tiene que tener los siguientes datos:

Tiene que existir un plano altimétrico con cotas de terreno
Verificar el bombeo de las calles para estar seguro del recorrido de las aguas
Recorrer el sector y preguntar a la comunidad de las zonas de inundación que se presentan
Estudio de la geotecnia del suelo
Estudiar la existencia de los servicios públicos
Si se construye un drenaje cuando los sistemas de cloacas y drenaje existan se debe de tener los planos de las cloacas con sus diámetros y la rasante de cada tramo, de igual forma un plano de acueducto con sus diámetros, el drenaje tendrá que ir por debajo del nivel de cloacas
Si se va a construir todos los sistema el drenaje deberá estar por encima de las cloacas para reducir la excavación
Se deberá realizar en el plano la distribución de hoyas y que el volumen de agua este por debajo del nivel de acera
Definir los puntos de captación que tenga capacidad para la hoya asignada
Se deberá tener las curvas de intensidad-frecuencia-duración para determinar el volumen de agua a calcular
Determinar el tiempo de concentración en cada punto pero el mínimo será 15 Min
Hacer un estudio económico de varios trazados de colectores tomando en cuentas los servicios, ancho de las calles o avenida y dificultades en la construcción
El cálculo del volumen de agua determinado por la hoya asignada a cada punto de captación, toando en cuenta los puntos bajos del sector y se realizara con la fórmula que usualmente usa la nación, ya que hay varios sistemas de cálculo, y en algunos casos son realizado por hojas Excel
Se deberá tomar en cuenta zonas no Urbanas para el comienzo del estudio que pudieran convertirse en urbanas cambiando las condiciones del suelo y modificar los puntos de comienzo de colectores de ser necesario
Estudiar un anteproyecto de drenaje para las zonas no Urbanizadas, para que tenga colectores independiente a lo que se están estudiado para no sobre diseñar estos o no recargar ese volumen en los existente
Mantener las normas de servicios de la Nación a proyectar el servicio
Se debe de entregar planos de construcción del sistema con todas sus modificaciones

Criterios adicionales

Topografía del sector a estudiar
Pendiente de las calles
Pendiente del bombeo de las calles
Estudiar cuenca externa que descarga en la zona a estudiar (quebrada, vegetación, suelo)
Sitios inundables
Puntos de captación
Tiempo de concentración
Calculo del volumen de agua en el punto de captación
Tipo de tubería a colocar
Estudio de alternativas a drenar (cajones, canales, área verde, pequeños cauces, pequeñas lagunas)
Estudio de intersección del sistema de drenaje con las tuberías de aguas negras, acueducto, gas, electricidad
Estudio de ubicación de las captaciones (sumidero – rejas)
Estudiar el drenaje existente por cambio de densidad
Estudiar los colectores interceptores a los existente y tomarlo en cuenta
Estudiar la posibilidad de captar las aguas de lluvia para el riego de áreas verdes
Aplicar las normas existentes de la localidad
Estudiar el cálculo de sección real del colector para volumen de diseño y para un volumen mínimo

18. Estudiar la velocidad real de los colectores para el volumen de diseño como para intensidades de lluvia pequeñas

19. La velocidad mínima es estos colectores deben de ser 1.10 m/s por la cantidad de arena que lleva

20. Realizar mantenimiento programado a los sistemas de Drenaje (captaciones, tuberías, cajones, canales, bucos y quebradas)

21. Realizar almacenamiento para las zonas de riego, parque y áreas verde de la ciudad

22. Construir en lo posible almacenamiento en las quebradas que atraviesan la ciudad para mitigar los efectos del incremento en los gastos máximos causados por el desarrollo urbano

23. Construir sistemas de control de escurrimiento para evitar el escurrimiento y recuperan la capacidad de infiltración original, esto se realiza a través de superficies permeables, pozos y zanjas de filtración, depósitos de filtración y a través de una cubierta vegetal

24. Construir sistemas que permita la infiltración, el almacenamiento, e incluso la evaporación y oxigenación a través de drenes filtrantes y cunetas verdes.

Un sistema de drenaje urbano sostenible, es un sistema que recuperan el ciclo del agua en la ciudad. (Prieto, 2012).

Las ventajas de estos sistemas son:

Mejoran la calidad del agua en corrientes urbanas.
Restauran el flujo natural del agua
Protegen de inundaciones.
Permiten desarrollo de zonas con instalaciones captación de sedimentos.
Ofrece valores estéticos
Recargan acuíferos
Simplifican las instalaciones urbanas, abaratando el costo.

Captaciones

Para el cálculo de capacidad de la calle hay que tomar en cuenta su pendiente, su bombeo si es que esta pavimentada, su rugosidad y altura del brocal, es recomendable en vías rápidas que el agua de lluvia no pase a los canales de circulación rápido, dependiendo de la importancia de la vía.

Cuando se proyecta captaciones que están ubicadas en la acera con una abertura de ventana esta longitud dependerá del tipo de captación, pendiente de la calle y bombeo, la cantidad de agua que llega al punto de captación
Si colocamos un sistema de rejas, las cuales capta bastante volumen de agua, depende si está colocadas en todo lo ancho de la calle o una parte, de la pendiente de la calle y la altura del agua, de igual forma si esta reja la colocamos en un punto bajo el volumen de captación de agua es bastante alto
Si se proyecta la combinación de sumidero y reja, esta solución nos trae que la mayoría del sucio entraría en el sumidero y no se taparía la reja, y la captación de agua dependerá de las condiciones de los sistemas escrito anteriormente
Se debe de estudiar es la ubicación de las captaciones en una calle ya que muchas veces están captan un volumen de agua muy pequeño, sobre todo dependiendo en que esquinas las colocamos
Colocar la reja en todo el ancho de una calle tiene el problema que personas no autorizadas la retiren de su sitio y obstaculicen el trafico
Existentes en Internet manuales que tienen las fórmulas para calcular el volumen de agua que capta un sumidero o una reja dependiendo sus condiciones

Canales y cajones

En cuanto a sistemas de drenaje en canales ya sea interno de una población o que reciban las aguas de lluvia proveniente de las montañas y la importancia del sector hay que calcular una frecuencia de lluvia entre 25 y 100 años, y hacer una investigación de la altura alcanzada de un determinado sector, con sus correspondiente características topográficas, para verificar los gastos, para el cálculo se tomara en cuenta cuenca, pendiente, tipo de terreno y dependen de la fórmulas de cálculo a utilizar se solicitara otro datos.

En canales de concreto se recomienda tener un canal en el centro del canal para volúmenes pequeños, las velocidades de ellos dependerán del tipo de material a utilizar de igual forma colocar malla de acero tanto en paredes inclinadas como en el piso lo cuales dependerá del tipo de terreno a apoyarse dichos taludes.

Las descargas de tubería en canales deben de realizarse a 45% para evitar el represamiento en dichas tuberías, otro dato importante que hay que tomar en cuenta es la velocidad y el radio de las curvas en los canales ya que en la pared externa del canal debe de tener un incremento de altura de la pared debido al peralte.

Si los canales tiene mucha longitud se debe de colocar rampas de acceso para que se pueda realizar limpieza, de drenaje natural que atraviesa las poblaciones se tiene que realizar mantenimiento periódico ya que sus maleza que va creciendo va reduciendo la sección lo cual crea inundaciones en los sectores donde el canal no sea profundo o el volumen de agua rebase la altura del canal , de igual forma en los canales cielo abierto que pase por zonas urbanas, se debe de realizar su mantenimiento, se debe tener en cuenta en los cajones la posibilidad que se obstruya con ramas, arboles, colchones, parte de una losa de concreto que se desprendió del canal aguas arriba de este punto, estas precauciones dependerá de donde proviene estas aguas, en todo cambio de sección del canal o la entrada a cajones se tiene que realizar una transición entre ellos.

La planificación de los sistemas de drenaje es muy importante para una ciudad por lo tanto se debe de tomar en cuenta en la ejecución del presupuesto ya sea regional o nacional.

Debido a la dimensión, profundidad y el tipo de material el costo de construcción se eleva mucho y no se pueden improvisar su construcción, se recomienda hacer investigación de campo para una mayor información o hacer calicatas de investigación dependiendo de la importancia de la obra a ejecutar.

Tenemos en cuenta para su construcción si el terreno es arenoso, entonces tenemos que construir un tablestacado ya sea pantallas en voladizo o pantalla sujeta con una estructura en la parte superior que son las más utilizadas, o realizar excavación en vez de realizarla de forma verticales la haríamos a 45 grados y dependiendo la profundidad, se tendrá que hacer en forma escalonada, o colocar madera cada cierta distancia entre las dos paredes escavada, este método se puede utilizar cuando el material no es tan suelto o la profundidad del sistema es muy profundo mayor 3 Mts en terreno normal por seguridad del personal.

Otro tipo de construcción es cuando el nivel freático es alto se tiene que utilizar el método , para lo cual tendremos que realizar perforaciones para extraer el agua cada cierto longitud dependiendo las condiciones hidráulicas.

Para construcción de canales abiertos debemos de saber el tipo de terreno lo vamos a construir ya que en terrenos de arcilla expansiva puede su esponjamiento para estudiar que las losa de fondo del canal no se eleve o que las paredes del canal no se muevan o se desplomes, en estos casos se deben de diseñar las uniones entre pared y fondo y entre juntas para que reducir las filtraciones lo máximo, para este tipo de construcción se recomienda modificar el piso del canal y los taludes con algún material o membrana impermeable.

Drenaje vial

La función del drenaje vial consiste en el control captación y desagüe de las aguas ya sean superficiales o subterráneas que fluye por el suelo, las necesidades de cumplir esta misión se presentan en distinto campo de la ingeniería y para ello en cada caso, se habrá de aplicar la técnica adecuada basadas en los principios físico del movimiento de las aguas ya sea en medio poroso y las condiciones hidrogeológica del terreno.

En este tema tenemos varios puntos importantes como son:

Filtración del agua por la superficie pavimentada
Filtración del agua por daño de tuberías existente
Control del nivel freático
Estabilidad de taludes por drenaje
Drenaje en las estructuras
Drenaje superficial

Se busca eliminar el exceso de agua superficial sobre la franja del camino y restituir la red de drenaje natural, la cual puede verse afectada por el trazado y evitar que el agua subterránea pueda comprometer la estabilidad de la base, de los terraplenes y cortes del camino. Para cumplir estos fines se requiere: Estimar la magnitud y frecuencia del escurrimiento producido por las tormentas. Conocer el drenaje superficial natural del terreno y restituir aquellos drenajes interceptados por el camino. Determinar las características del flujo de agua subterránea, y Estudiar el efecto que la carretera tiene sobre los canales y cursos de agua existentes, cuyo trazado deba ser modificado.

Existen varios programas computacionales de dominio público o de fácil acceso, que ayudan al proyectista a realizar los cálculos hidrológicos e hidráulicos necesarios para diseñar las obras de drenaje. Entre ellos se puede mencionar: SWMM, Storm Water Management Model, del U.S. Environmental Protection Agency. HEC-1 Flood Hydrograph Package, el HEC-RAS River Analysis System y el HEC-FFA Flood Frequency Analysis del U.S: Corps of Engineers, HYDRAIN el Federal Highway Administration. CAP (Culvert Analysis Program) desarrollado por el US Geological Survey de Estados Unidos de América.

Cuneta de coronación

Este tipo de captación de agua es cuando una vialidad pasa por zona de que existen talludos y hay que tomar medida para que no allá derrumbe o deslizamientos y de igual forma la construiremos a lo largo de la vialidad para recoger las aguas de lluvia del pavimento para llevarlas hasta un punto de descarga.

La cuneta de coronación, se construye en la parte superior de un talud de corte, con el objeto de colectar las aguas que bajan por las pendientes naturales y conducirlas hacia el área de descarga más próxima del sistema general de drenaje, evitando de este modo la erosión del terreno, particularmente en zonas con pendiente pronunciada.

Detalle típico de una cuneta de coronación.

Las cunetas de coronación son normalmente de forma rectangular, pero también pueden ser trapezoidales, si se requiere un mayor tamaño.

Es recomendable sembrar especies naturales a ambos lados de la cuneta (pastos, ichu, maleza, raíces, o árboles). También pueden incluirse ramas cortadas amarradas entre sí en forma de estructuras alargadas. Éstas se entierran o se colocan como estacas siguiendo el contorno de un talud, para evitar que el agua erosione bajo la cuneta y ésta se obstruya con sedimentos.

En el caso en que la pendiente longitudinal sea mayor de 2%, es necesario que la cuneta o canal tenga un recubrimiento de concreto simple o enrocado. Para pendientes mayores, las cunetas deben ser escalonadas con emboquillado de piedra bajo la caída. De preferencia, estas cunetas deben drenar a la quebrada más próxima.

Detalle de una cuneta de coronación escalonada.

Las cunetas de coronación suelen no ser necesarias en taludes de suelos resistentes a la erosión, con declives de 2 H:1 V o menores, o donde se hayan adoptado medidas efectivas de control de erosión.

Las bajantes o rápidas son una serie de pequeñas canaletas prefabricadas alineadas formando un canal de fuerte pendiente, con el propósito de evacuar en forma controlada el flujo de las cunetas de coronación. La bajante debe conectar directamente a una alcantarilla, o en su defecto, a una alcantarilla cercana.

Las Cunetas de drenaje se construyen en la parte inferior de los taludes de relleno en forma longitudinal, lateral, o transversal al alineamiento de la carretera. Estas cunetas colectan las aguas que bajan por el talud y terrenos adyacentes, y las conducen hacia la quebrada o descarga más próxima del sistema general de drenaje, evitando de este modo la erosión del terreno.

Normalmente las cunetas de drenaje son de forma rectangular, pero también pueden ser trapezoidales, si se requiere una mayor dimensión.

Las cunetas o banqueta se ubican al pie del talud inclinado, las cuales consisten en la construcción de una o más terrazas sucesivas con el objetivo de estabilizar un talud Estas cunetas pueden tener sección triangular, rectangular o trapezoidal, de acuerdo al caudal que transportará. Su descarga se efectuará hacia un curso natural o mediante caídas escalonadas hacia las cunetas.

Paso de agua en una vialidad

En toda vialidad expresa que atraviesen quebrada o ríos tenemos que tomar ciertas precauciones y para ellos tenemos que observar ciertos lineamientos como son:

Calcular las curvas intensidad – duración - frecuencia (IDF) o tener los datos suministrado por el gobierno
Calcular el caudal medio de acuerdo a las fórmulas más recomendada
Tiempo de concentración, el tiempo de concentración no debe ser inferior a 10 minutos, salvo que se tengan mediciones en terreno que justifiquen adoptar valores menores, para cuencas de superficies entre 5 y 25 km se debe de dividir la cuenca, en subcuenca este cálculo hay varias fórmulas recomendada como son
Estimar el Coeficiente de escorrentía para el tiempo de concentración estimado
Calcular el Hidrograma para área mayores de 25 Km2
Diseñar la alcantarilla que son perpendiculares a la vía, se tiene varios programas para este calculo
Estudiar el cauce con perfile de topografía con sus secciones transversales con secciones cada 5 Mts, por los menos 500 Mts aguas arriba y aguas abajo del cruce de la vía

Este parte que vamos a comentar ya está en parte descrita en la 1 parte ya publicada.

Características del Cauce.
Datos de Crecidas.
Estructuras Existentes

Factores Hidráulicos, tales como:

Caudal de diseño.
Forma, pendiente y área de del cauce.
Velocidad de aproximación.
Carga hidráulica total admisible.
Arrastre de sedimentos.
Condiciones de entrada y salida.
Pendiente de la alcantarilla.
Rugosidad del conducto.
Longitud y tamaño de la alcantarilla.
Sección transversal
Velocidad mínima (por la arena) 1.10 Mts/seg

Estudiar carga hidráulica en la entrada o profundidad del remanso.

Altura de Agua a la Salida.
Velocidad en la Salida.
Forma de la Entrada y la Salida.

Diseño de entradas y salidas. Federal Highway Administration (fhwa coeficientes de regresión para alcantarillas con control de entrada).

Salida Sumergida. Salidas no Sumergidas.
Socavación Local a la Salida.
Cunetas, canales longitudinales y bajadas de agua lleva
Velocidad mínima.
Velocidades máximas.

Tipos de drenes

Drenes Horizontales o Subdredes
Estimación de caudales en el subsuelo
Protecciones de Pilas y Estribos de Puentes.

Fenómeno de socavación

Protección enrocado, protecciones de pilas y estribos de puentes.

Componentes de una obra de defensa fluvial

Coraza.
Gaviones
Losetas o Bloques de Hormigón
Tablestaca de Hormigón o Acero

Derrumbes y deslizamiento

El agua es un factor determinante en la ocurrencia de deslizamientos de tierra. La mayoría de los deslizamientos que ocurren están relacionados con eventos de lluvias y nieves.

Los derrumbes es un fenómeno natural donde la tierra se mueve, se cae o se desplaza porque ha perdido su estabilidad en lugares montañosos. Básicamente, es el movimiento descendente de suelo, rocas y materiales orgánicos bajo el efecto de la gravedad.

La acumulación de agua en el terreno convierte la capa superficial del suelo en un río de lodo o barro provocando el deslizamiento desde un punto de origen, aumentando de tamaño a medida que arrastra plantas, árboles y escombros en su camino.

Los geólogos estudian las características de un terreno, y pueden determinar el potencial de derrumbes de una zona, de acuerdo al tipo de suelo y rocas, y recomendar acciones que prevea el daño que pudiera ocasionar un derrumbe.

El Derrumbe se produce por muchas causas las cuales intentaremos nombrar algunas, pero para este trabajo nos vamos a dedicar al derrumbe y deslizamiento producido por agua, aunque tocaremos algunos otros puntos.

A continuación te presentamos una lista completa sobre las razones más comunes por las que ocurren deslizamientos o derrumbe.

Causas geológicas-roca o suelos

Materiales débiles, inestables o sensibles
Materiales afectados por el clima del área
Orientación de grietas
Contraste de la permeabilidad y/o rigidez de los materiales-grado de licuefacción

Causas morfológicas

Movimiento tectónico o volcánico
Erosión de un glaciar
Erosión subterránea
Cambios en la pendiente de carga o cresta de montaña
Eliminación de la vegetación (por fuegos forestales o sequía)
Desgaste del terreno por congelación y descongelación

Causas humanas

Excavación de la pendiente/ladera
Deforestación
Riego
Minería
Vibración artificial
Fuga de agua de la residencia o filtraciones en el terreno por pozos sépticos,

Durante períodos de lluvia prolongados, el suelo se licua. La tierra se desliza por gravedad, arrastrando todo el material de la superficie, los flujos varían en el tipo de material y la velocidad a la que viajan. El suelo y la roca pueden moverse por menos de 0.5"/año (clasificado como un flujo lento) o a más de 15 pies/segundo (clasificado como un flujo rápido). estos flujos son los que ocasionan importantes pérdidas materiales y personales porque la velocidad de la caída del material puede darse en pocos minutos o segundos. Son frecuentes durante las épocas de lluvias o actividades sísmicas intensas y son difíciles de prever.

Deslizamiento

Un deslizamiento se desarrolla cuando se forma una grieta en la parte superior de la ladera o pendiente. Se produce cuando la roca subyacente falla debido al movimiento de un terremoto o una acumulación de presión del agua.

El agua subterránea es probablemente el factor más importante para la iniciación de los deslizamientos. No es de extrañar, por tanto, que un drenaje adecuado del agua sea el elemento más importante de un sistema de estabilización de laderas, para desprendimientos de tierras reales y potenciales. El drenaje es efectivo porque aumenta la estabilidad de los suelos y reduce el peso de la masa deslizante. El drenaje puede ser superficial o subterráneo. Las medidas de superficie de drenaje sólo requieren un diseño sencillo y son de bajo costo y con ellas se pueden obtener importantes beneficios de estabilidad. Se recomiendan para cualquier deslizamiento potencial o existente.

Los dos objetivos del drenaje de la superficie son prevenir la erosión de la cara, reduciendo el potencial de caída de la superficie, y evitar la infiltración de agua en el suelo, reduciendo así las presiones de agua subterránea. El drenaje subterráneo también es eficaz, pero puede ser relativamente costoso. Por tanto, es esencial que el agua subterránea sea identificada como la causa del deslizamiento antes de utilizar métodos en el subsuelo.

Las diversas modalidades de contención:

Nivelación del sitio

Suavizar la topografía de la superficie del deslizamiento puede evitar que el agua de la superficie se encharque o se conecte con el agua subterránea, El tipo más simple de drenaje del subsuelo es la zanja lateral construida arriba de una ladera inestable.

Tuberías de drenaje

Las tuberías de desagüe horizontales son un dispositivo utilizado para la prevención de deslizamientos en la construcción de carreteras. Son más eficaces si se instalan durante la excavación inicial.

Muros de contención

Para todos los tipos de muros de contención, es esencial el drenaje adecuado a través de toda la estructura porque la presión del agua subterránea muy alta puede acumularse detrás de cualquier muro de contención, haciéndolo fallar. El drenaje se puede proporcionar con un simple relleno grueso y material de cimentación.

Muro de cajón de acero

Un muro que consiste de un cajón de acero está formado por componentes de acero galvanizado corrugado unidos entre sí para formar una caja que se rellena con tierra.

Anclas, pernos y clavijas

Se trata de herramientas compuestas de varillas de acero o cables que refuerzan y unen una pared de roca para mejorar su estabilidad.

Muro de tierra reforzado

La Tierra Reforzada es un sistema patentado para la construcción de rellenos en ángulos muy empinados o verticales sin el uso de estructuras de apoyo en la cara del relleno.

Muros de gaviones

Los gaviones son contenedores similares a cajas de malla de alambre, llenos de piedras de 10 a 20 centímetros (4 a 8 pulgadas).

Pilotes

Se pueden colocar pilotes de gran diámetro en la base de una pendiente para formar una pared vertical de pilotes muy próximos entre sí.

Estabilización de pendientes mediante el uso de vegetación

La siembra de gramíneas y leguminosas reduce la erosión de la superficie, que en determinadas circunstancias puede dar lugar a deslizamientos de tierra.

Técnicas de estabilización/mitigación de taludes de roca

La caída de rocas puede variar desde unas rocas del tamaño de un puño a grandes secciones de acantilados y peñascos que, dependiendo de su tamaño y forma, pueden rodar, rebotar y caer a toda velocidad por las laderas, aterrizando a grandes distancias de las líneas de caída.

¿Qué puede hacer si vive cerca de colinas escarpadas?

Antes de tormentas intensas:

Familiarícese con la tierra a su alrededor. Sepa si se han producido corrientes de escombros en su área poniéndose en contacto con funcionarios locales, funcionarios de manejo de emergencias, servicios geológicos o departamentos de recursos naturales del Estado y departamentos universitarios de geología. Es probable que en las pendientes donde se han producido en el pasado corrientes de escombros, éstas se repitan el futuro.
Apoye a su gobierno local en las medidas que toma para elaborar y hacer cumplir las ordenanzas que regulan el uso del suelo y la construcción en zonas susceptibles a deslizamientos de tierra y corrientes de escombros. Los edificios deben ubicarse lejos de pendientes fuertes, arroyos y ríos, canales de flujo intermitente y bocas de canales de montaña.
Observe las modalidades del drenaje de aguas pluviales en las laderas cercanas a su casa y tenga en cuenta especialmente los lugares donde converge el agua de escorrentía, que aumentan la corriente sobre las laderas cubiertas con tierra. Mire las laderas alrededor de su casa para detectar cualquier signo de movimiento de tierra, tales como pequeños deslizamientos o corrientes de escombros o inclinación progresiva de los árboles.
Póngase en contacto con las autoridades locales para conocer los planes de respuesta y evacuación de emergencia para su área y desarrolle sus propios planes de emergencia para su familia y negocio.

Durante tormentas intensas:

¡Manténgase alerta y permanezca despierto! Muchas de las muertes causadas por corrientes de escombros ocurren cuando las personas están durmiendo. Escuche la radio para oír avisos de lluvia intensa. Tenga en cuenta que ráfagas intensas de lluvia pueden ser particularmente peligrosas, sobre todo después de largos periodos de fuertes lluvias y clima húmedo.
Si usted está en una zona susceptible a deslizamientos de tierra y corrientes de escombros, considere la posibilidad de salir si es seguro hacerlo. Recuerde que viajar durante una tormenta intensa es peligroso.
Esté atento a cualquier sonido insólito que pudiera indicar movimiento de escombros, como árboles que crujen o rocas que chocan entre sí. Un chorrito de agua o barro o escombros que caen pueden preceder a una corriente mayor.
Si usted está cerca de un arroyo o canal, esté atento a cualquier incremento o disminución repentina en la corriente de agua y a cambios de agua clara a agua fangosa. Estos cambios pueden indicar corrientes de escombros aguas arriba, así que prepárese para salir rápidamente. ¡No se demore! Sálvese a sí mismo, no sus pertenencias.
Esté especialmente alerta al conducir. Los terraplenes a lo largo de las carreteras son especialmente susceptibles a deslizamientos de tierra. Observe el camino para ver si hay pavimento colapsado, lodo, rocas caídas y otras indicaciones de posibles corrientes de escombros.

Qué hacer si sospecha que hay peligro inminente de derrumbe:

Evacuar, si es posible.
Contacte a su departamento de bomberos, de policía o de obras públicas.
Informe a los vecinos afectados.

Después de producirse deslizamientos de tierra:

Lo mejor es mantenerse alejado de la zona del deslizamiento, ya que puede haber peligro de derrumbes adicionales; sin embargo, esto no siempre es posible o deseable.
Compruebe si hay personas heridas o atrapadas cerca de la zona del derrumbe. Administre primeros auxilios si está entrenado y pida ayuda.
Recuerde ayudar a sus vecinos que requieran asistencia especial: niños, ancianos y personas con discapacidad.
Escuche una radio de pilas o la televisión para obtener la información más reciente sobre la emergencia.
Recuerde que puede haber inundaciones después de una corriente de lodo o una avalancha.
Compruebe si hay líneas de servicios públicos dañados. Comunique cualquier daño a la empresa de servicios públicos.
Revise los cimientos del edificio, la chimenea y las tierras circundantes para determinar si sufrieron daños.
Replante el terreno dañado lo antes posible, ya que la erosión causada por la pérdida de la cubierta vegetal puede llevar a una inundación repentina.
Solicite el asesoramiento de expertos geotécnicos para evaluar los riesgos de deslizamientos de tierra o diseñar técnicas correctivas para reducir el riesgo de derrumbes

Drenaje en aeropuertos

En la planificación de un aeropuerto depende mucho de su ubicación en una ciudad ya sea Nacional o internacional las Naciones tienen normas de construcción de aeropuerto, en el caso que trataremos que son las lluvias se debe de tomar en cuenta en cuenta los siguientes puntos:

Nivel de montaña o cerro cercanos
Tipo de precipitación de la zona
Condiciones meteorológicas
Tipo de nubosidad del sector
Existencia de lagunas
Tipo de vegetación tanto en las cabeceras de la posible pistas
Tipo de geología del terreno a construirse
Problemas en las descargas de agua de lluvias

Una de las características más importantes para la seguridad en las pistas de los aeropuertos son el sistema de drenaje que estos disponen, dado que al encontrarse las pistas situadas en un amplio terreno llano, deben de encontrarse convenientemente drenadas y con una adecuada canalización de desagüe para impedir el encharcamiento en las mismas, sobre todo durante las operaciones aéreas en condiciones de lluvia o nieve. Por lo que la inmensa mayoría de los aeropuertos modernos disponen de sofisticadas redes de drenaje que permiten una rápida y eficiente evacuación de aguas de diverso origen, dado que el agua incontrolada puede ser perjudicial para el correcto funcionamiento del aeropuerto.

Y no todos los aeropuertos precisan de los mismos sistemas de drenaje, ya que factores como su tamaño, tráfico o incluso su emplazamiento, son determinantes a la hora de confeccionar una red de drenaje adecuada. Dado que un emplazamiento inadecuado puede producir interferencias con el ciclo hidráulico, recarga de mantos acuíferos de la zona o incluso la contaminación de las fuentes hidrológica.

Por ello, las redes de drenaje y de evacuación de aguas de los aeropuertos ocupan un lugar sumamente importante en el devenir diario de estas transitadas instalaciones, y empleándose en su construcción sistemas revolucionarios de drenaje de alta capacidad que permiten no sólo la captación y canalización del agua como hasta ahora, sino que incluso permiten su acumulación dentro del volumen del canal, llegando a tener una gran capacidad de retención, lo que regula el volumen de agua que entra en el alcantarillado y permite el control efectivo de los caudales punta durante una tormenta. Pudiendo tener forma canal rectangular o trapezoidal, o de forma ovoide, lo que facilita el autolimpiado del canal, cumpliendo en su totalidad con la norma existentes con una velocidad mínima de 0.60 m/seg y si tiene arena la velocidad será de 1.10 m/seg, para gastos pequeños o a max capacidad.

Los sistemas de drenaje en los aeropuertos son inspeccionados con gran frecuencia, ya que deben encontrarse libres de aguas residuales e impedir la formación de sedimentos, aunque en ciertas ocasiones como en épocas de grandes lluvias, estos son inspeccionados inmediatamente después de niveles de pluviosidad superiores a la media del último año. Siendo necesario la realización siempre un mantenimiento preventivo y mantenerlo en óptimas condiciones de funcionamiento de acuerdo con lo establecido en los propios Manuales de Servicios del Aeropuerto en cuestión.

Es recomendable que el sistema de captación y conducción de las aguas de lluvia estén calculado para una intensidad máxima y para una frecuencia de 100 años, esto dependerá de la Importancia, la ubicación del aeropuerto sus condiciones geográficas y climáticas en cada aeropuerto debe tener sus propios manuales de funcionamiento y mantenimiento ya que cada uno de ellos sus condiciones son distinta.

En los aeropuertos sobre todo en la pista debemos tener mucha precaución al igual que la lluvia a la nieve ya que cuando ella se derrite es agua, la nieve la podemos clasificar en:

Nieve seca. Nieve, que, si está suelta, se desprende al soplar o, si se compacta a mano, se disgrega inmediatamente al soltarla. Densidad relativa: hasta 0,35 exclusive.
Nieve mojada. Nieve que, si se compacta a mano, se adhiere y muestra tendencia a formar bolas, o se hace realmente una bola de nieve. Densidad relativa: de 0,35 a 0,5 exclusive.
Nieve compactada. Nieve que se ha comprimido hasta formar una masa sólida que no admite más compresión y que mantiene su cohesión o se rompe a pedazos si le levanta. Densidad relativa: 0,5 o más.
Nieve fundente. Nieve saturada de agua que, cuando se le da un golpe contra el suelo con la suela del zapato, se proyecta en forma de salpicaduras. Densidad relativa: de 0,5 a 0,8. Las mezclas de hielo, de nieve o de agua estancada pueden, especialmente cuando hay precipitación de lluvia, de lluvia y nieve o de nieve tener densidades relativas superiores a 0,8. Estas mezclas, por su gran contenido de agua o de hielo, tienen un aspecto transparente y no translucido, lo cual, cuando la mezcla tiene una densidad relativa bastante alta, se distingue fácilmente de la nieve fundente.

Evaluaciones en pistas cubiertas de nieve, nieve fundente, hielo o escarcha (medición operacional). el personal de mantenimiento realizará una evaluación por cada tercio de pista y a 3 m. de cada lado de su eje en la que se determinará el tipo, espesor y cobertura del contaminante y su efecto sobre el rozamiento estimado.

El Equipo de medición del coeficiente de rozamiento es un vehículo que se utiliza en los aeropuertos para medir el rozamiento principalmente en la pista. Es un equipo imprescindible en aquellos aeropuertos que a menudo tienen condiciones meteorológicas adversas: fuertes lluvia, hielo o nieve.

Uno de los equipos para la medición de coeficiente de rozamiento es el Mu-Meter MK6 es un sistema que mide y reporta el coeficiente de fricción de una superficie, ya sea de Pista de aterrizaje, autopista o camino. El equipo consiste de un pequeño remolque de 3 ruedas que tiene incorporado un sistema de medición electrónico, el cual opera en conjunto con una computadora y una impresora portátil a color.

Cuando se realice la medición del coeficiente de rozamiento de la pista, como parte de la evaluación de las condiciones de la superficie de una pista cubierta de nieve o hielo, las condiciones de rozamiento deben expresarse como rozamiento estimado en la superficie.

Deberán realizarse mediciones del coeficiente en los siguientes casos:

Tras la realización de trabajos en rozamiento adicionales la pista que hayan podido afectar de forma importante al estado de la misma se realizará una evaluación del coeficiente de rozamiento antes de su vuelta al servicio.
Cuando existan motivos para suponer que las características de drenaje de una pista o parte de ella son insuficientes, deberán realizarse evaluaciones adicionales de las características de rozamiento de la pista en las condiciones naturales representativas de la lluvia local.

Sistema de drenaje superficial

Cuando el agua procede de la lluvia. Se realiza un sistema de drenaje sobre la propia losa existente y corresponde a la totalidad de agua procedente de la lluvia, que deberá de ser dirigida hacia los correspondientes colectores que recibirá los caudales previstos.

Debe estar constituido por redes separadas, de forma que recoja selectivamente las aguas procedentes de zonas pavimentadas del resto de superficies no pavimentadas. El agua procedente de zonas pavimentadas, o al menos aquella que proceda de zonas donde haya riesgo de derrame de combustible, se hace pasar por una PSH (Planta Separadora de Hidrocarburos).

Una vez tratada, puede unirse a la red de drenaje superficial.

Captación de la zonas pavimentadas:
Captación perimetral, por elementos lineales como cunetas, dren francés, canaleta ranurada o con rejilla.
Captación interior, elementos lineales pisables como canaletas ranuradas con rejillas de fundición.
Compactación en zonas no pavimentadas:
Compactación de los puntos bajos, límites de franja de pista o rodaduras, isletas
Elementos puntuales, tipo sumidero.
Drenaje Superficial, canales trapezoidales o triangulares.
Drenaje Subterráneo, cajones, colectores circulares, ovoides
Desagüe de puntos bajos del área de movimiento y elevados respecto del entorno.
El drenaje con zonas inundables se puede realizar en isletas no pavimentadas.

En zonas no pavimentadas, en ocasiones el drenaje puede realizarse con unas dimensiones menores a las necesarias para una evacuación inmediata, permitiendo la acumulación de volúmenes de agua hasta un nivel donde el embalsamiento no entrañe peligro para las operaciones ni produzca deterioro de pavimentos u otros elementos constructivos.

Una de las recomendaciones previamente a la instalación de la tubería deberá llevarse a cabo la excavación en la capa de tezontle de 50 cm de profundidad sin afectar el geotextil existente y la excavación con un ancho no mayor a 50 cm. Una vez llevada a cabo la instalación y previo a la instalación de la tubería se colocará una cama de arena mal graduada de 10 cm de espesor. El relleno de la excavación se llevará acabo con el producto propio de la misma depositado lateralmente fuera de la excavación, esta sugerencia dependerá del Ing. Proyectista o el Ing. inspector de la construcción.

La instalación de los drenes horizontal se realizará de acuerdo con la ubicación indicada en los planos del proyecto ejecutado por un profesional en la materia.

Proceso constructivo

El drenaje horizontal de precarga es adoptado para mantener el nivel del agua subterránea a aprox. 1.50 m debajo del nivel de la superficie para alcanzar un buen desempeño de los drenes verticales.
El sistema y las dimensiones de los canales y bombas se derivan de los cálculos efectuado para cada zona tomando los criterios antes descriptos
Unos de los sistemas de drenaje horizontal deben de estar diseñado por un canal que ira paralela a las pistas separada de ella que recogerá el agua propia mente de la pista
El canal estará a una distancia de al menos 20 mts aprox. de la capa de tezontle, afuera de la zona libre de excavación. Y Perpendicular al canal, puede haber tubos de drenaje horizontal que descarga en el canal
La instalación de tubería perforada de PEAD deberá estar de acuerdo con la Norma existente y con el recubrimiento exterior con un Geotextil,
El diámetro de la tubería PEAD interior liso, cuyo espesor mínimo será 5.30 mm, deberá cumplir con lo indicado del proyecto.
La longitud e instalación de los drenes deberán ser los indicados en proyecto
Inmediatamente antes de iniciar los trabajos, la superficie sobre la que se instalarán los drenes horizontales estará limpia y libre de zonas que dificulten las obras para su colocación.
La instalación del sistema de drenaje dependerá de la zona que esta el aeropuerto o se quiere construir, ya que si el nivel freático no existe se colocará únicamente drenaje horizontales, pero si tenemos nivel freático sobre todo en las pistas, deberemos de colocar drenaje verticales, horizontales y proteger las capas del subsuelo con material especial y con geotextil para que se dañe la pista de aterrizaje
Para aumentar la capacidad de carga de las pistas, se instalará una geomalla triaxial rellena con tezontle o similar de 2 a 3.6 pulgadas y una altura de 50 cm, nivel donde se llevó́ a cabo la colocación de los drenes y sensores.o lo indicado por el Ing., proyectista
Tezontle (español: tezontle ) es una roca volcánica porosa y altamente oxidada que se usa ampliamente en la construcción en México

Sistema de drenaje subterráneo

Cuando el agua procede del subsuelo. Se realiza un sistema de drenaje bajo las losas existentes a fin de evitar el efecto perjudicial de aguas infiltradas y/o provenientes del nivel freático. Este sistema de drenaje constará de una red de tubos y un colector paralelo que recibirá los caudales recogidos.

Recoger el agua de lluvia infiltrada o las corrientes subterráneas que atraviesan el área de movimiento y pudieran afectar al mismo. Es el más complejo, puesto que además de caudales, velocidades y geometría, hay que considerar la composición y características del suelo.

Cuando colocamos una estructura que sea perpendicular a la pista, se debe de tener en cuenta el coeficiente de impacto de los cálculos.

Drenaje vertical.

Por drenes verticales se entienden las columnas verticales de material permeable instalados en suelos arcillosos compresibles con objeto de drenarlos, recogiendo y evacuando el agua expulsada durante la consolidación. Estos drenes acortan el recorrido de agua, pues al drenaje vertical existente se le suma el drenaje horizontal o radial que crea el dren vertical (Entre los drenes y la precarga se instalan geotextiles o bien una capa de arena para que los drenes estén en contacto con la atmósfera, a presión “cero” en su parte superior (Oteo et al., 2012), los Geotextiles son, como su nombre lo indica, textiles permeables sintéticos, en su gran mayoría resistentes a la tensión, al punzonamiento y con excelentes propiedades hidráulicas.

El sistema de Drenaje Vertical, utilizado en suelos poco permeables, facilita la disipación de las sobrepresiones intersticiales del terreno y permite así aumentar la velocidad de consolidación de un suelo blando. El empleo de esta técnica se ha ampliado para los trabajos de precarga de suelos vírgenes no consolidados por efecto de carga dinámica. Los drenes verticales prefabricados están compuestos de material polimérico corrugado drenante y geotextil con tejido.

Instalación de un sistema de drenes verticales prefabricados en profundidades aproximadas de 15 a 25 metros, en un patrón de red de aproximadamente estos drenes deben ser colocados de acuerdo con la especificación particular indicada y con un espaciamiento de 1.50 mts longitudinalmente al eje de la Pista y de debe de tener un patrón triangular para mayor captación del agua Serán instalados a través del tezontle y en el subsuelo subyacente hasta aprox. 3.00m por encima del estrato resistente, estos distancias dependerá del estudio realizado en el sector de la pista.

Proceso constructivo.

Los drenes verticales prefabricados deberán ser instalados sobre las capas, a las profundidades y de acuerdo con lo indicado en el proyecto.
Los drenes verticales prefabricados deberán ser instalados con equipo que interactúe con el subsuelo durante la instalación.
Los drenes deberán ser instalados con una manga o mandril que avanzará o penetrará hasta la profundidad necesaria usando una carga constante o presión constante con métodos avanzados. El mandril deberá proteger al dren después de la instalación de este.
El dren deberá instalarse con el adecuado anclaje para fijar la parte inferior del dren a la profundidad requerida al momento del retiro del mandril o guía. En el área de sección transversal del mandril o combinación de anclaje o guía no deberá ser mayor a 65 cm2.
La unidad de instalación de drenes deberá ser capaz de aplicar una fuerza mínima de penetración y empuje de 150 kN.
En la zona de sobrecarga, se deberá colocar una capa adicional de 1.00 m de espesor de tezontle de acuerdo con la especificación particular señalada en el proyecto
La 3ra. Capa de tezontle será colocada sobre la capa ya construida de 1.00 m de tezontle. Esta capa es tendida después del hincado de los drenes verticales,

Sistema de drenaje de perimetral

Cuando el agua procede de los terrenos adyacentes al aeropuerto. Correspondiente a las aguas que pueden proceder tanto de escorrentía como de la lluvia en parcelas adyacentes al aeropuerto y que también deben ser conducidas a su correspondiente sistema de recogida formado por colectores que recibirá los caudales importantes, dependiendo de la topografía del terreno.

El agua estancada en la superficie atrae a las aves, por lo que en un aeropuerto esto debería evitarse al máximo. Las excavaciones o depresiones donde se haya acumulado agua deberían drenarse y limpiarse los canales obstruidos. Puede impedirse el acceso de aves a espejos de agua necesarios, como las lagunas, tendiendo sobre ellos una alambrada o una red.

Igual sucede con los lagos artificiales y naturales en las inmediaciones de los aeropuertos, el peligro de choques con aves, según el tamaño y la configuración del lago, su estrato trofológico y el entorno. En todos los casos, un ornitólogo o un biólogo debería evaluar las condiciones ecológicas de las inmediaciones, así como la migración en la zona, posiblemente mediante estudios ornitológicos por radar. El peligro de choques con aves pude reducirse limitando la extensión del lago, haciendo más escarpada la orilla, y prohibiendo la pesca, la caza y los deportes acuáticos. Dos de las mejores soluciones al problema son rellenar el lago o cubrir la superficie con alambradas y redes.

Las cunetas de drenaje se obstruyen con vegetación o con la sedimentación de la tierra producto de erosión y el agua no circula. En las cunetas obstruidas prosperan los insectos y la vida acuática. Deberían limpiarse las mismas a intervalos regulares y excavarse para que tengan una pendiente tal que el agua circule lo más rápidamente posible y se mantengan limpias. Sería preciso cortar la hierba y otra vegetación que crezca en los taludes. Cuando sea posible, podría mejorarse la situación sustituyendo las cunetas por canales de concreto.

Es el desvío de cauces naturales exteriores que atraviesan los terrenos del aeropuerto. Se realiza mediante drenaje artificial a cielo abierto circunvalando el área de movimientos o entubamiento del cauce. Se debe prestar especial atención a las cotas de los puntos de conexión con el cauce natural aguas arriba y abajo del nuevo cauce. Se debe minorar la afección al entorno natural: cauce, velocidad y pendiente iguales a las naturales.

Igualmente, el drenaje se puede dividir en drenaje total o drenaje por zonas, en función del área del aeropuerto que se abarque. Por regla general, las grandes instalaciones aeroportuarias disponen de drenajes por zonas, concediéndose prioridad a las pistas, a las vías de servicio y a las zonas habilitadas para la realización del mantenimiento y lavado de la aeronave, dado que todas ellos precisas de una correcta realización de recogida de agua.

Además, las zonas de mantenimiento y lavado necesitan de un sistema de tratamiento del agua, dado que durante las operaciones repostaje o de mantenimiento son empleados sustancias como combustible de aviación, líquidos de limpieza, y descongelantes que deben ser controlados cuidadosamente y son tratados mediante el empleo de separadores de hidrocarburos, evitados sus derrames. Pudiendo existir un control menos riguroso en ciertas zonas que no son declaradas inundables.

Mientras que en los pequeños aeropuertos suelen contar con un sistema de drenaje que se conoce con el nombre de «dren francés», y que consiste en una serie de drenes o desagües centrales en los que otros desagües secundarios descargan el agua recogida sobre los primeros.

Las peculiaridades del drenaje aeroportuario es que son superficies extensas, no lineales, con topografía colindante generalmente llana y con geometrías específicas que permiten poca variación. El drenaje es necesario por seguridad (hidroplaneo, condiciones de trabajo) y por la durabilidad de los pavimentos (pérdida de capacidad portante, esponjamiento, hinchamiento).

El cálculo del volumen de agua que drena estos sectores se deben de tomar en cuenta, la vegetación, tipo de suelo, tiempo de concentración, y la topografía del terreno, y así poder calcular el sistema de drenaje a utilizar el más recomendable será canales trapezoidales que deberán descargar sin atravesar el aeropuerto, de no ser posible el cálculo de estos cruces sus estructuras se deberán calcular para una frecuencia de 100 año con su máxima intensidad y un coeficiente de impacto para este tipo paso.

El hidroplaneo

Es la reducción del coeficiente de rozamiento de una superficie por la existencia de una lámina de agua. Depende principalmente de la velocidad del avión y de la presión de los neumáticos. Se deben evitar aterrizajes o despegues con vientos transversales altos y pistas mojadas o encharcadas. Para drenar rápidamente el agua se recurre con pendientes transversales cercanas a las máximas admisibles o empleo de capas de rodadura porosas, la precipitación, en forma de lluvia o nieve, recorre tres caminos: una parte se filtra, otra se evapora, y otra corre de manera superficial o escurre. La relación entre los volúmenes respectivos y el total son los coeficientes de filtración, evapotranspiración y escorrentía. El coeficiente de filtración depende del tipo de terreno, contenido en humedad y vegetación. El coeficiente de evapotranspiración depende de la humedad atmosférica, temperatura, viento y vegetación. El coeficiente de escorrentía depende del tipo de suelo, su humedad, su vegetación o pavimentación y su pendiente.

Criterios de Medición de agua estancada:

Cuando más del 25% de la pista presente agua estancada, se debe realizar la medición de agua en la superficie.
Se considera que el Agua está estancada cuando al introducir una regla en el charco de agua la misma supera los tres (3) milímetros.

Criterios de medición del rozamiento de la pista pavimentada mojada:

Las características de rozamiento de la superficie de una pista pavimentada deberán

Evaluarse para verificar las características de rozamiento de las pistas nuevas o re pavimentadas.
Evaluarse periódicamente a fin de determinar en qué medida las pistas pavimentadas son resbaladizas
Evaluar periódicamente en qué medidas las pistas pavimentadas son resbaladizas cuando están mojadas.
Determinar el efecto del rozamiento cuando las características de drenaje son deficientes.
Determinar el rozamiento de las pistas que se ponen resbaladizas en condiciones excepcionales.

Con fines de mantenimiento

El Operador del Aeródromo medirá periódicamente y documentará las características de rozamiento de la superficie de la pista con un dispositivo de medición continua del rozamiento dotado de un humectador automático. La frecuencia de estas mediciones deberá ser suficiente para determinar la tendencia de las características de rozamiento de la superficie de la pista.

Las mediciones del rozamiento en las pistas existentes, nuevas o repavimentadas se deben hacer con un dispositivo de medición continua del rozamiento, utilizando un neumático de rodadura no acanalado. El dispositivo deberá tener humectador automático para que las mediciones de las características de rozamiento de la superficie puedan efectuarse cuando la capa de agua sea de por lo menos de 1 mm de espesor.

Cuando existan motivos para suponer que las características de drenaje de una pista o partes de ella son insuficientes, debido a las pendientes o depresiones, las características de rozamiento de la superficie de la pista deberían evaluarse en condiciones naturales o simuladas que resulten representativas de la lluvia en la localidad y deberán adoptarse las medidas correctivas de mantenimiento necesarias.

Procedimiento para evaluación de riesgos por presencia de agua en la pista, calles de rodaje y plataformas:

El operador de aeródromo debe realizar evaluaciones técnicas de los riesgos que se presentan en la operación de aeronaves por presencia de agua en la pista para la toma de decisiones operativas y de mejoramiento y gestionar las notificaciones a los pilotos de aeronaves para la prevención de accidentes por esta causa.

Una pista segura sería aquella en la que se controla y analiza regularmente su superficie, se mantiene limpia de contaminantes como nieve, agua, hielo, barro o caucho y se conserva una señalización y pintura correcta. Esto permite que la capacidad de frenado de la aeronave, mediante la interacción neumático-pavimento, sea la máxima posible y que el piloto tenga control total para mantener la aeronave alineada.

Otro aspecto crítico es el estado de la superficie en términos de macrotextura y microtextura. La macrotextura es la textura gruesa que corresponde a los áridos o una textura aplicada artificialmente como la constituida por ranuras o surcos. Si la pista tiene una buena macrotextura que deje escapar el agua por debajo del neumático, el coeficiente de rozamiento resultará menos afectado por la velocidad. A la inversa, una superficie de inferior macrotextura experimentará una disminución mayor de rozamiento al aumentar la velocidad.

Otro parámetro es la angulosidad de la textura (microtextura) que determina básicamente el nivel de rozamiento de una superficie. La microtextura es la textura representada por las partículas individuales de áridos que pueden sentirse al tacto pero que no pueden medirse directamente.

Así pues, la macrotextura se utiliza fundamentalmente para aumentar el drenaje masivo del agua, lo que reduce la tendencia de los neumáticos de las aeronaves a experimentar hidroplaneo dinámico, mientras que la microtextura tiene gran importancia en la reducción de la incidencia del fenómeno de hidroplaneo viscoso asociado a las películas de agua muy delgadas.

El hidroplaneo dinámico y viscoso sólo ocurre si existe sobre la pista una altura de agua suficiente para que el neumático no pueda desalojar el líquido de la huella de contacto del neumático con bastante rapidez para permitir el contacto con una superficie casi seca.

La existencia de esta película de agua y por consiguiente el riesgo de hidroplaneo se puede minimizar considerablemente si se utiliza una adecuada micro/macrotextura de superficie de pista que facilite en el menor tiempo el drenaje de la pista.

Se recomienda que la profundidad media de la macrotextura de superficie de una nueva superficie no sea inferior a 1 mm, para proporcionar buenas características de rozamiento cuando la pista está mojada.

Por el contrario, cuando la superficie de la pista presenta agua en cualquier grado (desde pista húmeda hasta inundada), los niveles de rozamiento caen notablemente y puede existir una disparidad considerable entre diferentes superficies, ya sea por el tipo de pavimento, el acabado superficial (textura) o las características de avenamiento; asimismo dicha caída se torna muy sensible a las altas velocidades.

Para que un pavimento ofrezca suficiente rozamiento a cualquier velocidad, debe tener una macrotextura suficientemente abierta y una microtextura áspera.

Características del rozamiento según su textura

A) Macrotextura abierta – Microtextura áspera: Cuando la superficie está seca la pérdida de energía por adherencia es inferior que si fuese lisa, pero se compensa con el aumento de resistencia por deformación. Cuando la pista está mojada la microtextura áspera previene la ocurrencia de hidroplaneo viscoso, mientras que la macrotextura abierta previene la ocurrencia de hidroplaneo dinámico hasta determinado espesor de la capa de agua.

B) Macrotextura abierta – Microtextura lisa: Cuando la superficie está seca se obtienen valores del coeficiente de fricción comparables con el caso

C). Cuando está húmeda puede ocurrir hidroplaneo viscoso pero las velocidades no serán tan bajas como en el caso

D). Para que ocurra hidroplaneo dinámico se necesita una capa mayor de agua en superficie.

E) Macrotextura cerrada – Microtextura áspera: Cuando la superficie está seca los valores del coeficiente de fricción son levemente inferiores al caso.

F). Cuando está húmeda las asperezas perforan la fina película de agua y puede prevenir el hidroplaneo viscoso pero no impide la posible ocurrencia de hidroplaneo dinámico cuando está inundada.

G) Macrotextura cerrada – Microtextura lisa: Cuando la superficie está seca proporciona valores de coeficiente de fricción muy altos (pérdida de energía cinética por adherencia). Cuando está húmeda o mojada el coeficiente de fricción es muy bajo, tanto a bajas como altas velocidades.

De acuerdo a las recomendaciones del Manual de Pavimentos, la superficie debe estriarse en sentido transversal, perpendicularmente a los bordes de la pista o paralelamente a las juntas transversales no perpendiculares, con ranuras que crucen ininterrumpidamente la pista. Las estrías pueden terminar a no más de 3m del borde del pavimento de la pista, a fin de que quede espacio adecuado para que opere el equipo; las estrías no deben cortar a menos de 75mm de juntas transversales.

Investigaciones realizadas en la NASA muestran la mejoría de la performance de la tracción de la aeronave sobre pistas ranuradas mojadas, la cual se basa en tres hechos: a) mejorando el drenaje externo de la pista, b) mejorando el drenaje interno entre el área de apoyo del neumático y la superficie de la pista y c) el mayor “amarre” que se produce entre la banda de rodadura del neumático y la superficie del pavimento ranurada.

REFERENCIAS

Cambio climático/ El ciclo del agua

Drenaje urbano

Manual de saneamiento de poblaciones Karl Imhoff
Drenaje Urbano Juan J. Bolinaga

Drenaje vial

Derrumbes o Deslizamiento

Manual de derrumbes: Una guía para entender todo sobre los derrumbes
Manual de protección de taludes

Ecoexploratorio

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Drenaje en aeropuertos

Trabajos de mejoramiento de la adherencia neumático-pavimento en la pista del A

El sistema de drenaje en los aeropuertos

Drenaje de aeropuertos

Manual de servicios de aeropuertos

Club iAgua