Ingeniería

Al igual que las anteriores obras de arte expuestas aquí, estas obras de drenaje representan un factor importante para que la vida del pavimento y en general de la plataforma, sigan operando en buenas condiciones, de lo contrario el terraplén al sufrir las filtraciones proveniente de flujos subterráneos fallaría en cualquier momento.

Salvo circunstancias obvias, normalmente resulta extremadamente difícil determinar en la etapa de proyecto donde se necesita subdrenaje; durante la construcción puede resultar más fácil detectarlos, siempre que el movimiento de tierras no se realice durante el estío o en un periodo de sequía.

Los subdrenes para pavimentos, generalmente tienen la función de drenar y evacuar el agua que afecta a las capas de base y subbase drenantes de pavimentos, por lo que se ubican inmediatamente por debajo de la capa drenante más baja de la estructura del pavimento en contacto con la subrasante.

Mientras que los subdrenes profundos tienen la finalidad de drenar y evacuar el agua proveniente de flujos subterráneos. Este subdren puede o no llevar tubería, en cuyo caso el proyecto debe indicar el dimensionamiento de los elementos que componen el subdren.

Desde hace ya un buen tiempo se viene investigando en nuevos materiales que puedan ser empleados para los diferentes procesos constructivos, como por ejemplo la construcción de carreteras. Estos nuevos materiales deben de permitir incrementar la eficacia y rapidez de la construcción, mejorar la calidad y permitir un ahorro económico.

En México así como en otros países se ha venido utilizando ya desde los años 80s un producto obtenido de las plantas carbo-eléctricas (generadoras de electricdad), llamado Cenizas Volantes. Estas cenizas no son un producto final, sino un residuo que se genera debido al proceso de producción de la electricidad por parte de estas plantas.

En este proceso se usa como combustible principal el carbón térmico bituminoso y combustóleo y la ceniza de este carbón es arrastrada mediante gases de combustión por lo que se denomina "ceniza volante". Esta ceniza es muy ligera y se encuentra en un 80% de la ceniza de carbón, mientras que al 20% restante se le conoce como "ceniza de fondo".

Aunque la Ingeniería Física actualmente está orientada mayormente a generar el desarrollo de tecnologías alternativas para usos industriales, una recomendación difundida en Gran Bretaña por la Royal Academy of Engineering, podría prever crear una nueva especialidad para esta rama de la Ingeniería.

Según la academia debido a que resulta urgente poder hacer frente a la reducción de emisiones de carbono en el Reino Unido y en todo el mundo y estas emisiones también se generan por el uso de las energías basadas en combustibles fósiles, es necesario implementar una especialidad: La Ingeniería Física de Edificios.

Esta nueva especialidad podría aportar importantes avances para el desarrollo de la construcción sostenible, para ello puede que aplicar técnicas y preceptos que permite diseñar y construir edificios de alto rendimiento, cómodos y funcionales, pero que a la vez utilizan los recursos naturales de manera eficiente y minimizan el impacto ambiental de su construcción y operación.

Al igual que las alcantarillas TMC y Marco de concreto, este tipo de obra de arte representa una muy buena protección para el terraplén de una carretera. Los badenes se construyen generalmente cuando el caudal de un riachuelo es poco y prácticamente este pasa por encima de la carretera (por encima del badén).

También se construyen badenes cuando es necesario evacuar el agua de las cunetas y nos es posible la construcción de una alcantarilla en esa ubicación, en ese caso, en la cuneta se va creando una transición que permite pasar de la una forma trapezoidal a prácticamente plana, lo que permite entregar el agua al badén.

Los badenes se construyen de concreto armado, con juntas de 1" (una pulgada) de espesor (puede variar según el diseño), el espaciamiento entre cada junta transversal puede ser variable, pero el típico usado suele ser cada 5 metros.

En el tramo del badén, el eje de la carretera prácticamente desaparece como referencia, ya que los paños se dividen con una junta longitudinal que se ubica a la mitad del ancho del badén, es decir ancho/2 o d/2.

Estas obras de drenaje son las estructuras que más se construyen en una carretera, especialmente si la zona tiene un alto grado de precipitaciones fluviales, cuando esto sucede, todas las quebradas o riachuelos buscan su cauce natural hasta llegar a afluentes más grandes que finalmente desembocan en los ríos.

Es ahí en donde entra en acción este tipo de estructuras, ya que la finalidad principal es permitir que los cauces naturales de los riachuelos y quebradas permanezcan sin que este afecte la carretera construida. De no proyectar una alcantarilla en el lugar adecuado se puede correr el riesgo de que el cauce socave el terraplén de la carretera y por ende dañe todo el pavimento.

Las alcantarillas generalmente recepcionan el agua mediante cabezales tipo alero, pero en el caso de que el agua recepcionada provenga de una cuneta o canal, la alcantarilla puede tener un cabezal del tipo caja.

Los diseños de estas estructuras cambian según las condiciones y la naturaleza del lugar en donde se efectúa la obra, por lo tanto se efectúa el estudio correspondiente y el posterior diseño de estas estructuras antes de comenzar la obra.

En las obras viales y debido a la naturaleza de las mismas, es necesario desarollar el diseño y detallamiento de estructuras de obras de arte, como por ejemplo: alcantarillas, muros de contención, badenes, etc.

Todas estas estructuras deben de reflejarse en los planos correspondientes, los cuales servirán para que el área de producción pueda construirlos en campo.

A veces sucede que no se cuenta con planos de detalles de algunas estructuras y generalmente en ese caso es difícil conseguirlos, a pesar de que se solicita a la comunidad el intercambio de los mismos. En esta oportunidad en Construcgeek, compartimos con ustedes planos de planta, perfil, secciones y detalles de muros de contención.

Cabe resaltar nuevamente que estos planos son sólo guías para ustedes puedan generar su propios diseños basándose en ellos.

Como saben el diseño de las estructuras de obras de arte de una carretera, está supeditada a muchos factores, como por ejemplo: tipo de suelo, clima, importancia de la carretera, etc., por lo que estos planos que compartimos, no se adecuarán a todo tipo de obra, pero si les será de mucha ayuda porque podrán considerar criterios para sus nuevos proyectos.

Continuando con las aplicaciones on-line y a solicitud de los usuarios estructuralistas, les brindamos información acerca de un portal de Internet que pone a disposición de los usuarios un conjunto de herramientas de cálculo útiles tanto para los proyectos relacionados con el concreto armado como otras aplicaciones más generales para el cálculo de estructuras.

Se trata del portal: Area de Cálculo, Diseño y Construcción y contiene aplicaciones que realizan cálculos de elementos estructurales, vigas, pilares, secciones de concreto, distribución de esfuerzos, entre otros cálculos. Estas aplicaciones están alojadas en su servidor, lo que permite al usuario interactuar con ellas sin necesidad de alojarlas en su computadora.

La interfaz de usuario de estas aplicaciones es un muy clara y tienen todos los campos para los valores que se necesitan ingresar, indicando en cada cual el tipo de valor que es necesario.

Este tipo de aplicaciones para cálculo de estructuras resulta de mucha ayuda y muy práctica ya que se accede a ellas de una manera rápida y desde cualquier lugar.