Tesis Obras de Arte y Su IA

8/20/2019 Tesis Obras de Arte y Su IA

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UNIVERSIDAD VERACRUZANA

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL

REGIÓN XALAPA

“OBRAS DE DRENAJE EN CAMINOS Y EL IMPACTO QUE ÉSTASCAUSAN EN EL ENTORNO”

MONOGRAFÍA

QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DEINGENIERO CIVIL

PRESENTA

José Francisco Peralta Servín

DIRECTORDr. Saúl Castillo Aguilar

Xalapa Enríquez, Veracruz 2010


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Agradecimientos

A mis Padres:

Por su amor, apoyo, paciencia y su ejemplo que contribuyeron a forjar mi carácterdurante toda mi formación con profesioncita.

A mis Hermanas:

Por su apoyo en todo este tiempo como estudiante y por su ejemplo que siempre memotivo a seguir adelante.

A mis Amigos:

Víctor Rueda HernándezJosué Trujillo Martínez

Edher Tospanotzin GarcíaJorge Pablo Téllez Girón AzuaraCesar Adolfo Rodríguez Gómez

Julio Cesar Lara Bautista

Por su amistad y animo durante este tiempo que pasamos juntos al estudiar en laFacultad de Ingeniería Civil.


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Agradecimientos 2

Índice 3

Índice de imágenes y tablas 5

Introducción 7

CAPÍTULO I: “Importancia de las obras de drenaje y la localización del camino”

1.1 La importancia de las obras de drenaje y subdrenaje 11

1.2 Localización de caminos 16

CAPÍTULO II: “Tipos de obras de drenaje y subdrenaje”

2.1. Definición de drenaje 22

2.2. Clasificación y tipos de drenaje 24

2.2.1. Cunetas 25

2.2.2. Contracunetas 28

2.2.3. Bombeo 29

2.2.4. Vado 32

2.2.5. Tubos y tubos perforados 322.2.6. Puentes y alcantarillas 34

2.2.7. Lavaderos 36

2.2.8. Bajadas 37

2.2.9. Bermas 39

2.2.10. Bordillos 40

2.2.11. Vegetación 40

CAPÍTULO III: “Impacto ambiental de las obras de drenaje en el camino”

3.1. Descripción de la obra de drenaje 44

3.2. Descripción del medio con potencial de afectación 45


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3.2.1. Suelo 45

3.2.2. Agua 47

3.3.3. Aire 47

3.3.4. Biota 48

3.3.5. Medio socio económico 48

CAPÍTULO IV: “Interacción drenaje-medioambiente”

4.1. Interacciones del drenaje y subdrenaje con el medio 51

4.2. Impactos significativos 53

4.2.1. Criterios 53

4.2.2. Herramientas 54

4.3. Impacto ambiental por obras de drenaje y subdrenaje 55

4.4. Medidas de mitigación 60

CAPÍTULO V: “Análisis de las obras de drenaje de la carretera Xalapa-Coatepec”

5.1. Análisis de las obras de drenaje de la carretera Xalapa-Coatepec 69

Conclusiones y recomendaciones 77Bibliografía 79

Anexo a 80


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ÍNDICE DE FIGURAS Y TABLAS

FIGURAS

Figura 1: Cuneta Sección en Balcón 25

Figura 2: Cuneta en Sección de Cajón 26

Figura 3: Sección Triangular de una Cuneta 27

Figura 4: Cunetas en Sección Terraplén 27

Figura 5: Ubicación de una Contracuneta en un Camino 28

Figura 6: Dimensiones de una Contracuneta 28

Figura 7: Bombeo en Tangente 30

Figura 8: Bombeo en Curva 30

Figura 9: Bombeo en Camellón Estrecho 31

Figura 10: Bombeo en Camellón Alto 31

Figura 11: Proyección de Vado en Carretera 32

Figura 12: Proyección de tubo en Terraplén 33

Figura 13: Perforación de Tubería para Subdrenaje 34

Figura 14: Puente Librando Arroyo 34

Figura 15: Alcantarilla Típica de Losa 35

Figura 16: Alcantarilla con Losa 35

Figura 17: Perfil de una Alcantarilla en Terraplén 36Figura 18: Perspectiva de un lavadero 37

Figura 19: Bajada para la Defensa de una Alcantarilla 38

Figura 20: Berma en Corte 39


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Figura 21: Berma en Terraplén 40

Figura 22: Acotamiento, Bordillo, y Terraplén bien Vegetados 41

Figura 23; Bordillos de Concreto Hidráulico 41

TABLAS

Tabla 1: Criterios para estimar la importancia y magnitud 54

Tabla 2: Impacto ambiental por obras de drenaje 56

Tabla 3: Medidas de mitigación 61


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Introducción

Debido a los modernos medios de transporte, el desarrollo del mundo ha evolucionado

por lo cual a diario se presentan nuevos retos para el ingeniero de este siglo. El

ingeniero civil actual se ve en la necesidad de dar una solución que este a la par de

todo este fenómeno de la modernización

Es muy importante ponerse a pensar en lo indispensable que son para el ser humano

los medios de transporte y como éstos han evolucionado con el paso del tiempo. Uno

de esos medios es el automóvil. Los primeros automóviles llegaron a México en 1900 loque creo la necesidad de desarrollar un nuevo sistema de caminos. Al principio, los

automóviles eran considerados como un objeto exclusivo de la burguesía mexicana.

Sin embargo, los automóviles con el paso del tiempo pasaron a ser algo común e

indispensable para toda la sociedad. Esto hizo que el gobierno mexicano tomara cartas

en el asunto. El presidente Plutarco Elías Calles creo la Comisión Nacional de

Caminos. Al efecto, expidió una ley, que estableció un impuesto especial sobre el

consumo de gasolina para dotar de fondos a la Comisión, que se encargaría de

construir, conservar y mejorar los caminos; Los primeros caminos construidos fueron

México a Pachuca, y México Puebla.6

Como bien es sabido, los caminos o carreteras sirven para unir una comunidad con

otra y de esta manera mantener comunicación entre ellas. Los caminos son

considerados vitales en el crecimiento y avance de un país, es precisamente aquí, en

estos aspectos, donde se refleja este avance indispensable y necesario para el

comercio y turismo de un país, con excelentes vías de comunicación.

Hoy en día, México cuenta con una red carretera de más 340,000 km, de las cuales el

33.5% son pavimentadas y el 66.5% no lo son. De la red pavimentada, el 91%

comprende carreteras de dos carriles y el resto son de cuatro carriles o más. En su


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jurisdicción, el 13.8% de la red es federal, el 24.4% es estatal, el 45.7% son caminos

rurales y el 15.9% son brechas mejoradas.6

En México, el sector transporte es la cuarta actividad generadora de valor agregado

bruto, en donde el transporte de carga y pasajeros participa con el 80% del total y

debido a esto el diseño, construcción y mantenimiento del sistema carretero es de

carácter primordial.

El tiempo es oro; a medida que las distancias son más cortas y el volumen de tráfico

aumenta, el factor tiempo en las construcciones modernas, es el de consideración

importantísima. Las interrupciones de transito y demoras, resultado de una mal

construcción son muy costosas y son causa suficiente para mejorar métodos deconstrucción y materiales más eficientes y de buena calidad.

Se observa que con el paso del tiempo factores tales como el viento, la temperatura,

los sismos y el agua, por mencionar algunos, son causantes de desgaste, el cual

termina por afectar la eficiencia del camino. El problema se inicia a consecuencia de las

lluvias que trae como resultado el mal funcionamiento del drenaje y sub-drenaje,

generando problemas como azolves en la obras de captación, canales deteriorados,

vegetación en las laderas y cortes, etc., que a lo largo ocasionan daños muy costosos e

importantes de tomarse en cuenta en cuestión económica ya que un camino mal

proyectado genera mayores costos de mantenimiento y conservación.

Es por esta razón que el diseño y construcción de un sistema de drenaje superficial

requiere la realización de estudios del clima, suelo e hidrología. Los objetivos

principales del drenaje son la preservación de la carretera, ya que ésta juega un papel

social y económico. La prevención del impacto negativo al ambiente es de igual manera

una de las metas del sistema de drenaje.4

El diseño y construcción de drenajes subterráneos requiere estudios geológicos

especializados. El concepto básico para el diseño del drenaje subterráneo consiste en


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remover el agua del terreno para interceptarla con un material más poroso que el suelo

original.

Es muy importante estudiar el impacto que este tipo de obras tienen en el entorno

cercano a dichos caminos. Ya que la contaminación es uno de los problemas más

serios que la humanidad enfrenta hoy en día.

Este trabajo ha sido estructurado para abarcar los detalles de las obras de drenaje y

como desde su construcción y funcionamiento éstas tienen interacción con el entorno.


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CAPÍTULO I

Importancia de la Obras de Drenaje y laLocalización del Camino

1.1 La importancia de las obras de drenaje y subdrenaje.

1.2 Localización de los caminos


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1.1. La Importancia de las Obras de Drenaje y Subdrenaje.

Dentro de las obras más interesantes y que presentan un reto para el ingeniero civil

está la de el trazo y elaboración de sistemas carreteros. Desde su diseño hasta su

elaboración un camino presenta un sinnúmero de elementos estructurales, uno de los

cuales son las obras de drenaje. Las obras de drenaje son elementos estructurales que

eliminan la inaccesibilidad de un camino, provocada por el agua o la humedad.

Dentro de los muchos factores que determinan la importancia de la obras de drenaje en

un camino se puede mencionar que dichas obras son una de las herramientas y

estructuras más importantes que influyen directamente en la duración del camino,

carretera, autopista u otra vía terrestre de comunicación. El objetivo fundamental del

drenaje superficial y subterráneo en los caminos es, en primer término, el destinado a

captar y eliminar las aguas que corren sobre el terreno natural o que, de alguna u otra

forma, llegan al mismo, principalmente las aguas pluviales y en segundo término dar

salida rápida al agua que llegue al camino.

Existen numerosos factores que pueden afectar la duración de un camino. Algunos deestos factores son causados por el agua pluvial. Ya que los caminos son el medio de

comunicación más común, es de gran importancia mantenerlos en las mejores

condiciones posibles. Es por esta razón que deben evitar las siguientes situaciones:

Que el agua escurra en grandes cantidades sobre el camino y por el mismo

drenaje superficial y subterráneo, ya que a su paso puede destruir el

pavimento originando la formación de socavaciones (baches).

Que el agua que llega a las cunetas no se estanque provocando azolves que

a su vez limitan el funcionamiento adecuado de dicha estructura para trabajar

a toda su capacidad.


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Que la humedad que se infiltra por los poros de los suelos, ya que es uno de

los principales agentes que propician la socavación en los terraplenes que

conforman los pavimentos repercutiendo en las obras de drenaje superficial y

subterráneo del camino.

Es por éstas razones que el mantenimiento del drenaje superficial y subterráneo y aun

más su diseño y construcción es muy importante de tomarse en cuenta desde los

inicios para así evitar gastos elevados a futuro durante el funcionamiento de una

carretera.4

Como puede observarse, el prever un buen drenaje superficial y subterráneo

representa uno de los factores más importantes en el proyecto de un camino y, por lotanto debe cuidarse minuciosamente desde la localización misma, tratando de alojar

siempre el camino sobre suelos estables, permanente y naturalmente drenados.

Debido a la necesidad de un alineamiento determinado, el camino puede atravesar

diversidad de suelos, algunos permeables, algunos otros impermeables, obligando a

que se realice la construcción de obras de drenaje y sub drenaje que disminuyan los

efectos nocivos que tiene cada tipo de suelo posee.

Del agua que se precipita en forma de lluvia y cae al camino, parte de ella se filtra, otra

parte se evapora y así, en pequeñas cantidades como normalmente ocurre, se van

generando problemas a lo largo del camino. Este líquido produce infinidad de efectos

nocivos y dañinos sobre la sección propia del camino, entre éstos los más importantes

están:

Al escurrir agua sobre un camino, las características mecánicas de los

suelos cambian, en cuanto a su resistencia a cortante principalmente; es

por ello que se pueden presentar deformaciones o fallas en los taludes y

cortes que en su momento fueron estables.


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Si la cantidad de agua recibida no es uniforme en el suelo, pueden

originarse asentamientos diferentes por su resistencia desigual causando

alteraciones en la rasante por tubificación o filtración, que a su vez

provoca agrietamientos en la superficie.

En algunos casos, ciertos tipos de arcillas y yesos, llegan a originar un

aumento de la proporción de agua, lo que normalmente sucede es, un

ensanchamiento de las partículas de estos suelos que pueden dar lugar a

fenómenos de aumento de volumen, que producen movimientos en la

superficie y costados de la sección del camino.

Se debe tomar en cuenta que en las zonas donde se producen heladas, la

existencia de agua permanente resulta sumamente peligrosa, para los

vehículos que circulan, ya que el agua se puede convertir en hielo y

provocar que la superficie se vuelva resbalosa.

Se hace notar que el agua que corre libremente por la superficie del

camino, produce una erosión que puede acabar con el mismo casi en su

totalidad y provocar daños muy costosos a la infraestructura del camino.

Como puede observarse los efectos nocivos que produce el agua sobre la superficie

del camino son muy notorios y variados ya que están ligados unos con otros y

modifican las condiciones de servicio para lo cual fue diseñado el camino; algunos

estudios sobre caminos en mal estado han revelado que la mala proyección de un

drenaje ya sea superficial o subterráneo inadecuado, es la causa primordial y un factor

determinante en los daños que han sufrido éstos. Esto nos da una clara idea de la

importancia del drenaje superficial y subterráneo en la construcción de los caminos.4

Es muy claro que un mal funcionamiento de un camino, debido a cualquier falla en su

estructura, provoca una pérdida muy elevada en la economía. "Los deslaves,

asentamientos, oquedades y desprendimientos de material encarecen el costo de la


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conservación y a veces interrumpen el tránsito, ocasionando por lo tanto, un

desequilibrio económico".

La experiencia de los ingenieros a través de los años, ha demostrado que un mal

funcionamiento del drenaje y subdrenaje provoca distintos factores que afectan la vida

útil del camino como los citados anteriormente.

Cuando en un camino se logra obtener el objetivo primordial del drenaje superficial y

subterráneo, que es el de garantizar el buen funcionamiento del mismo, y así evitar

pérdidas económicas. Para lograr este objetivo es necesario y muy importante que el

drenaje y sub drenaje se proyecte acertadamente desde el mismo inicio de su

construcción, para así evitar problemas posteriores. El drenaje es una de los procesos

en las cuales se debe tener mayor cuidado en su planeación y elaboración.

El ingeniero al proyectar un drenaje superficial o subterráneo debe tener, además de

los conocimientos de carácter general que tiene todo ingeniero, conocimientos

especiales y experiencia en caminos, debido a la gran importancia de las obras de

drenaje. Estos conocimientos especiales son los siguientes:

Amplio Conocimiento en Hidráulica.- Deberá conocer todas las leyes que rigen a

la hidráulica para el estudio del escurrimiento crítico, para el cálculo de gastos,

áreas hidráulicas, etc. Debe conocer las formas de como se realizan, investigan,

registran y presuponen los cálculos de datos para precipitaciones pluviales.

Conocimientos en Mecánica de Suelos.- Deberá tener los conocimientos plenos

del comportamiento de los suelos, para así poder diseñar el drenaje apropiadode acorde al tipo de suelo que se presente, para que no exista problema a la

hora de funcionar debidamente.


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Conocimientos Estructurales.- Además de tener los conocimientos generales de

estabilidad, resistencia y durabilidad para la determinación de los esfuerzos en

las estructuras, es muy necesario su aplicación para la especialidad en puentes

y no solo aquí si no también en otras obras de gran envergadura.

Conocimientos en Economía.- Debe tener la visión y la experiencia en la

elección de las estructuras más adecuadas, y que convengan para lo que se

trate de solucionar, hacer el estudio económico comparativo para la selección

del tipo de obra que se requiere, puede ser a menor costo e incluso elevado,

pero con la plena convicción de que es la solución óptima

Cuando se lleva a cabo el proyecto de un camino, es necesario tomar en cuenta desde

el mismo inicio de éste, las decisiones y criterios que el ingeniero, ha plasmado y que

deberán respetarse, ya que de no llevarse acabo de esa manera, se tendrán

posteriormente problemas en la estructuración de la obra ya que estos incidentes

crearían un mal funcionamiento del drenaje tanto superficial como subterráneo que

como consecuencia repercutiría en la sección del camino.5

Se ha mencionado los factores que intervienen directamente en la elaboración yconstrucción del camino, pero un factor muy importante que se debe tomar en cuenta

es la economía, porque en el diseño del drenaje es necesario mantenerlo siempre

perfectamente estructurado, se deben prever gastos extras por si en la construcción se

presentan imprevistos, como inundaciones u otros fenómenos que generarían pérdidas,

es decir, que es necesario mantener siempre un costo moderado en la construcción del

drenaje, cuidando siempre que su elaboración sea en óptimas condiciones, aunque los

gastos se eleven. Ya que por ahorrarse en su construcción, podría provocar

posteriormente un gasto más elevado en las reparaciones, que en un momento dado

pudieron haberse evitado con un buen diseño y construcción del mismo desde su inicio.

Por lo consiguiente cuando se tiene un buen diseño y construcción bien elaborados,

aunque esto signifique un mayor costo, los resultados a futuro serán mejores ya que un

camino construido con los materiales correctos tendrá una vida útil más prolongada.


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Se ha mencionado que el elemento que interviene directamente en la duración de un

camino es el agua, es por eso que el cuidado en el estudio debe ser aplicado a

cualquier obra por pequeña que ésta sea, pues el drenaje menor es el que mueve y

regula la vida del camino y que a la larga, da el índice de economía de él.

Debido a la gran importancia que el drenaje y subdrenaje tiene en las carreteras, casi la

cuarta parte del presupuesto total de éstas, está predestinado a las obras de drenaje

como son: alcantarillas, puentes, y otras estructuras que son no menos importantes de

considerar.

El factor económico en el diseño del drenaje y subdrenaje, comprende en encontrar lasolución que sea más barata a la larga, estimando el costo primario, los planes de

mantenimiento y las pérdidas, así como los daños previstos para cada solución

razonable.

Es decir, se deben estudiar todas las posibilidades más a fondo para poder dar la

solución adecuada y poder determinar las ventajas y desventajas particularmente de

cada una de ellas, así como elegir la más apropiada en todos los casos que sepresenten.

El diseño y construcción de un buen drenaje superficial y subterráneo, permite tener

una visión clara de lograr una carretera en pocas palabras ideal, es decir de un régimen

hidráulico tranquilo de terreno seco y de un nivel de aguas subterráneas que no

alcance a perjudicar por capilaridad el suelo y el revestimiento en la superficie de

rodamiento.

1.2. Localización de los caminos

Cuando se desea establecer la localización del drenaje ya sea superficial o subterráneo

en los caminos o en cualquier otra vía de comunicación terrestre en cuestión, un factor


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de gran importancia es donde esté ubicada dicha obra. La localización de una vía

terrestre de comunicación se basa en diferentes factores físicos de construcción, así

como de factores hidráulicos que prevalezcan en el lugar. Dichos factores son los que

determinan las dimensiones de las obras de drenaje a realizarse.

Debido a esto, se debe tener conocimiento del diseño y trazo del camino a fin tratar los

distintos tipos de drenaje y colocación de los mismos en lo camino. Esto

independientemente del tipo de carretera que se vaya a construir ya que, todo tipo de

carretera requiere un análisis minucioso de las condiciones que gobiernen el lugar

donde se vaya a construir. A continuación se mencionan algunos de los casos típicos

de localización que se pueden presentar al construir un camino:

Camino localizado en Parteaguas: Cuando la localización del camino es de

este tipo podríamos considerarla como ideal desde el punto de vista del drenaje,

ya que en este caso, solo se necesitan construir obras de alivio que eliminen el

poco flujo de agua que se pueda estancar.

Camino localizado en laderas: Se considera como un caso de drenaje de fácil

solución, ya que las áreas a drenar son. pequeñas con algunas crecientes biendefinidas y fáciles de controlar. El cuidado que se debe de tener es el de

proyectar obras de protección en laderas y cortes para así evitar deslaves.

Camino localizado en lomerío: Para este caso es muy conveniente tener

cuidado, ya que no son fáciles de apreciar las cuencas drenadas, y podría llevar

a una mala estimación del drenaje, aún cuando las obras de cruce son fáciles

de identificar.

Camino localizado en terreno plano: Tomando en cuenta que los casos

anteriores presentan poca dificultad para establecer el drenaje, en este caso el

estudio del drenaje es complicado. En este tipo de localización, no se sabe con

precisión las áreas concretas a drenar, se requiere un estudio a conciencia para


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poder establecer un drenaje que satisfaga las condiciones del terreno. Dentro de

este caso se pueden considerar varias clases de terreno plano:

a) Terreno seco y alto

b) Terreno bajo e inundable

c) Terreno plano en los márgenes de los ríos

Es común y muy notorio, que la colocación del drenaje superficial y subterráneo en una

vía de comunicación depende de una infinidad de factores, pero cabe señalar que

cuando se efectúa una colocación adecuada del drenaje propiciará un buen

funcionamiento del mismo. Se puede tener en una carretera el drenaje más perfecto,

pero si su colocación no es la adecuada, su funcionamiento no será el que se requiere,

mucho depende su diseño y su colocación a lo largo del camino.2

Cuando se estudia conscientemente la colocación del drenaje y el sub drenaje en la

carretera, se pueden desviar caudales de agua siguiendo su cauce natural sin afectar a

terceros en sus propiedades privadas.

Un ejemplo muy notorio en la localización de las estructuras de drenaje y en elfuncionamiento del camino, es en la instalación de las alcantarillas donde se presenta

esta situación. Es por norma general que las alcantarillas se deben de colocar según el

cauce natural del agua, para así evitar que ésta corra paralelamente al camino de esta

manera se eliminan muchos de los problemas hidráulicos.

El diseñar un buen drenaje ya sea superficial o subterráneo es uno de los factores más

importantes en el proyecto y realización de un camino, y por lo tanto, debe preverseuna exacta localización, siempre tratando de alojar el camino sobre suelos estables,

permanente y naturalmente bien drenados. Pero es casi un hecho que nunca se podrá

construir un camino sobre suelo estable, sino que normalmente en su trazo atraviesa

una gran diversidad de suelos, unos permeables, otros impermeables, obligando que a

lo largo de éste se construyan obras de drenaje de condiciones distintas. La variación


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de suelos que exista a lo largo de un camino depende de la longitud que tenga, ya que

un camino que posea mayores dimensiones, lógicamente abarcará más terreno y

diferentes tipos de suelos.

Al localizar el drenaje y el sub drenaje en los caminos, se deben tomar en cuenta

algunos criterios que ayudaran a definir el mejor tipo de sistema de drenaje a utilizar

Dentro de estos criterios se puede mencionar algunos de los las más importantes

como son:

Cuando el camino por norma debe seguir el curso de un valle, vado o corriente

de agua, el cuerpo del camino y las terracerías deben quedar a una altura

conveniente sobre el nivel de las aguas máximas (N.A.M.E.) de dicho cuerpo de

agua.

Cuando en el caso de que el camino tenga bordear algún lago o río o alguna

otra extensión considerable de agua, en cuyo caso el problema del drenaje esta

en relación con la estabilidad de los terraplenes.

Cuando el camino se traza sobre la ladera de una montaña o loma, el localizador

debe evitar en cuanto sea posible, el paso por lugares en donde exista

demasiada humedad, en los que hubiera el peligro de generarse manantiales de

mayor flujo, los cuales casi siempre son perjudiciales al camino.

Deben evitarse los cortes que debiliten peligrosamente la estabilidad de la

estructura geológica del terreno y evitar que los terraplenes lleguen asobrecargar alguna de las capas de materiales sueltos, que se encuentren en

las pendientes de las montañas. Esto generaría complicados problemas de

drenaje y de estabilidad del terreno como consecuencia de una mala localización


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Se debe de tomar en cuenta el trazo de la sub-rasante y su relación con drenaje

cuidadosamente, ya que con pequeños cambios en ella se puede facilitar la

remoción rápida y completa del agua. Esto hará que la superficie de rodamiento

sea drenada más rápidamente, además de protegerla contra inundaciones.

Al seguir estos criterios el Ingeniero podrá realizar la selección de los mejores tipos de

drenaje. El sistema de drenaje seleccionado a su vez tendrá una perfecta localización,

y el esfuerzo realizado, se verá premiado con el buen funcionamiento del camino. 7


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CAPÍTULO IITipos de Obras de Drenaje y Subdrenaje.

2.1. Definición de Drenaje

2.2. Clasificación y Tipos De Drenaje

2.2.1. Cunetas

2.2.2. Contracunetas

2.2.3. Bombeo

2.2.4. Vado

2.2.5. Tubos y Tubos Perforados

2.2.6. Puentes y Alcantarillas

2.2.7. Lavaderos

2.2.8. Bajadas

2.2.9. Bermas

2.2.10. Bordillos

2.2.11 Vegetación


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2.1 Definición de Drenaje

Las obras de drenaje son los elementos estructurales que eliminan la inaccesibilidad de

un camino, provocada por el agua o la humedad. Los objetivos primordiales de lasobras de drenaje son:

Dar salida al agua que se llegue a acumular en el camino

Reducir y eliminar la cantidad de agua que se dirija hacia el camino

Evitar que el agua provoque daños estructurales.

La localización y el diseño de las obras de drenaje tienen una gran importancia en el

proyecto de vías terrestres, una mala localización o un mal diseño ocasionan gravesproblemas en el buen funcionamiento de un camino, pues la falla de una obra traecomo consecuencia la interrupción del servicio de la vía en operación, así como lasmolestias causadas a los usuarios por la pérdida de tiempo, además de las pérdidaseconómicas que pueden ser considerables. De la construcción de las obras dedrenaje, dependerá en gran parte la vida útil, facilidad de acceso y vida útil del camino.

Los puntos importantes que deben considerarse en el diseño y construcción de unaobra de drenaje, son los siguientes:

Localización del eje de la obra.- Deberá hacerse de preferencia siguiendo elcauce de los escurrideros, tomando en cuenta la pendiente, ya que de éstadependerá el tipo de obra.

Área por drenar .- Es la superficie que limitada por dos o más líneas delparteaguas y el eje del camino, da el área tributaria del escurridero para el cualse pretende proyectar la obra.

Área hidráulica necesaria.- Es aquella capaz de dejar pasar un gasto, igual a

una lámina de agua de 10 cm de altura durante una hora, producto de laprecipitación del lugar.

Selección del tipo de obra.- El tipo de obra se selecciona una vez calculada elárea hidráulica necesaria, de tal manera que la satisfaga adecuadamente ydentro de condiciones de máxima seguridad.


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Para una buena elección de tipo de obra de drenaje, debe tomarse en cuenta:

Área hidráulica necesaria

Pendiente de la obra (las pendientes serán >2% y


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2.2 Clasificación y Tipos de Drenaje.

Para llevar a cabo lo anteriormente mencionado, se utilizan diferentes tipos de obras de

drenaje como lo son las obras de drenaje superficial y subterráneo. Se conocen como

obras de drenaje y subdrenaje las siguientes:

Cunetas

Contracunetas

Bombeo

Vado

Tubos y Tubos Perforados

Puentes y Alcantarillas

Lavaderos

Bajadas

Bermas

Bordillos

Vegetación

Las obras de drenaje superficial se construyen sobre la superficie del camino o terreno,

con funciones de captación, salida, protección, y cruce. Algunas de las obras

mencionadas cumplen con varias funciones al mismo tiempo. Dentro de las obras de

drenaje superficial podemos encontrar algunas de las más espectaculares como son

los puentes.

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Dado que desde el punto de vista del análisis de Impacto Ambiental, se requiere el

conocimiento de las obras, a continuación se describen los tipos de drenaje superficial

y subterráneo, así como los criterios para su ubicación y construcción.


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2.2.1 Cunetas

Las cunetas son zanjas que se hacen en uno o ambos lados del camino, con el

propósito de conducir las aguas provenientes de la corona y lugares adyacentes haciaun lugar determinado, donde no provoque daños, su diseño se basa en los principios

de los canales abiertos. Estas obras de drenaje se pueden presentar en dos tipos: en

cortes en balcón donde hay cuneta en un solo lado y en cortes en cajón, donde hay

cuneta en ambos lados.

La cuneta se dispone en el extremo del acotamiento, en contacto inmediato con el

corte. Su situación le permite recibir los escurrimientos de origen pluvial propios del

talud y los del área comprendida entre el coronamiento del corte y la contracuneta, si la

hubiere o el terreno natural aguas arriba del corte, si no hay contracunetas. También la

cuneta puede recibir agua que haya caído sobre la corona de la vía, cuando la

pendiente transversal de ésta tenga la inclinación apropiada para ello. (Figuras 1 y 2).

Figura 1: Cuneta. Sección en Balcón


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Figura 2: Cuneta. Sección en Cajón

La capacidad hidráulica de la cuneta como canal define principalmente la posibilidad de

cumplir su función de canalizar y eliminar con rapidez el agua que recolecte. La

pendiente longitudinal mínima que debe existir en una cuneta es de 0.5%. La velocidad

con la que el agua circule sobre ella, debe quedar comprendida entre los límites de

depósito y erosión, ambos indeseables.

Las cunetas se construyen generalmente de sección trapecial o triangular. En la

práctica mexicana, la sección triangular es con mucho la más frecuente. (Figura 3). Eltalud hacia la vía es como mínimo 3:1, preferentemente 4:1 y el del lado del corte sigue

sensiblemente la inclinación de éste. Se prevé una lámina de agua de no más de 30

cm.

La sección triangular es la más conveniente y fácil de construir; se conforma al terminar

la capa sub-rasante y el trabajo puede hacerse con motoconformadora. Su

conservación es también la más sencilla.


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Figura 3: Sección Triangular Típica de una Cuneta

En algunas ocasiones se han utilizado las cunetas en terraplenes (Figura 4). Se

muestra una sección en curva, con la sobreelevación correspondiente. En la corona se

muestra un tipo de cuneta que se dispone, en algunas ocasiones, con la función que en

otros casos corresponde a los bordillos.

Es posible que esta solución pueda resultar eficiente desde el punto de vista hidráulico

en zonas de precipitación intensa y en carreteras de corona ancha.

Figura 4: Cunetas en Secciones de Terraplén


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2.2.2 Contracunetas

Se denominan contracunetas, a los canales excavados en el terreno natural o formados

con pequeños bordos, que se localizan aguas arriba de los taludes de los cortes, con la

finalidad de interceptar el agua superficial que escurre ladera abajo desde mayores

alturas, para evitar la erosión del talud y el congestionamiento de las cunetas y la

corona de la vía terrestre por el agua y su material de arrastre (Figuras 5 y 6).

Figura 5: Ubicación de una Contracuneta en un Camino

Figura 6: Dimensiones de una Contracuneta


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La contracuneta se construye a una distancia variable del coronamiento del corte y

depende de la altura de éste; su función es que entre la contracuneta y el propio corte

no quede un área susceptible de generar escurrimientos de importancia no controlados,

asimismo no debe ser colocada demasiado cerca del corte, a fin de facilitar su trazo y

permitir que se desarrolle sobre terreno que no se vea afectado por derrumbes leves,

pequeños abatimientos o trabajos de amachine que eventualmente se realicen.

En cortes de altura normal es frecuente que las contracunetas se encuentren a una

distancia del coronamiento del corte comprendida entre la altura del mismo y la mitad

de ese valor; en cortes altos, el punto más próximo de la contracuneta puede estar a

unos 8 ó 10 m del coronamiento del corte.

El desarrollo de la contracuneta debe ser sensiblemente paralelo al propio corte; de

esta manera el canal se va desarrollando con pendiente longitudinal.

La contracuneta debe conducir el agua captada a cañadas o cauces naturales en que

existan obras que crucen la vía terrestre y es normal que para evitar excesivo

desarrollo del canal los extremos lleguen a tener pendientes muy considerables,

funcionando como auténticos lavaderos

2.2.3 Bombeo

Se denomina Bombeo a la pendiente transversal que se da en las carreteras para

permitir que el agua que directamente cae sobre ellas escurra hacia sus dos hombros.

(Figuras 7 y 8)


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Figura 7: Bombeo en Tangente

Figura 8: Bombeo en Curva

En los caminos normales de dos franjas de circulación (A2, B, C) y en secciones en

tangente es común que el bombeo se disponga con un 2.0% de pendiente desde el eje

del camino hasta el hombro correspondiente; en las secciones en curva, el bombeo se

superpone con la sobreelevación necesaria, de manera que al ingresar a la curva, estaúltima domina rápidamente y la pendiente transversal ocurre sin discontinuidades. En

las carreteras con pavimento rígido el bombeo puede ser un poco menor, del orden de

1.5%.


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En las carreteras de más de dos franjas de circulación pueden presentarse dos casos:

uno con un camellón central relativamente estrecho y otro donde se tiene un camellón

muy amplio sembrado de vegetación. En el primer caso, el bombeo se da del camellón

hacia los hombros externos (Figura 9) y en el segundo, es común un bombeo mixto, en

dos sentidos, con pendientes desde el eje de cada franja hacia los hombros, en este

caso por el lado interior deberá existir un elemento de canalización (Figura 10).

Constructivamente el bombeo se forma en la medida que el camino se va construyendo

desde su terracería, hasta el pavimento, dando las elevaciones necesarias con mayor

altura si este fuera el caso.

Figu ra 9: Bombeo en Camellón Estrecho

Figur a 10: Bombeo en Camellón Amplio


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2.2.4 Vado

Este tipo de solución como obra de drenaje es poco común, es una obra de paso para

el agua, dejando que ésta continúe su curso de manera natural sin afectar su nivel de

escurrimiento, es decir, la carretera pasará a nivel del agua respetando su condición

actual. (Figura 11).

Figura 11 : Proyección de Vado en un camino

El vado se proyecta para cruces que normalmente requieren obras mayores de 6.00 m;

pero cuyos cauces son muy extendidos, porque los espesores del terraplén deban ser

bajos y no es conveniente elevar la rasante por economía de las terracerías, como en

el caso de un puente, además de que el escurrimiento en estos cauces es muy

esporádico.

2.2.4 Tubos y Tubos Perforados

Esta obra complementaria es muy parecida a una alcantarilla, son elementos de

solución para el drenaje que van implementados bajo las terracerías de la carretera que

se va construir. Existen varios tipos de tubo como el de lámina corrugada, tubos de


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sección circular con doble capa de cemento asfáltico, tubos de concreto y tubos

desarmables intercambiables. El tubo va colocado transversalmente al camino y

permite la continuidad del caudal existente, si está correctamente calculado. El

diámetro del tubo depende del gasto que se genere por el escurrimiento natural, el que

puede variar entre 0.45 cm y 1.50 cm de diámetro regularmente. (Figura 12).

Figura 12: Proyección de Tubo en Terraplén

Una práctica común son los sistemas de subdrenaje de tubería perforada, inmersa en

un material filtrante - las perforaciones son con el fin de captar el agua hacia el interior

del tubo, estos sistemas se aplican con el objeto de inducir el agua rápida y fácilmente.

(Figura 13).


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Figur a 13: Perforaciones en Tubería para Subdrenaje

2.2.5 Puentes o Alcantarillas

Las estructuras de drenaje más espectaculares en una vía terrestre son los puentes y

las alcantarillas, responsables principales del drenaje transversal; es decir, del paso de

grandes volúmenes de agua, arroyos, ríos, entre otros, a través de la obra, en una

dirección perpendicular a ella. Suele llamarse a los puentes obras de drenaje mayor y a

las alcantarillas de drenaje menor (Figuras 14, 15, 16y 17).

Figura 14: Puente Librando un Arroyo


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Figur a 15: Alcantarilla Típica. Losa de Concreto

Figura 16: Alcantarilla con Losa

Estas obras se presentan regularmente en un terraplén y también en un corte. Son

obras necesarias por el claro que se tiene que librar, que en muchos casos son arroyos

o ríos que tienen un caudal importante, normalmente un puente tiene una longitudmayor a 6.0 m y se construye de concreto en la mayoría de los casos, aunque también

los construyen de estructura de acero.


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Figura 17: Perfil de una Alcantarilla. Colocación en Terraplén

Las alcantarillas existen normalmente en la construcción de un camino entre 3 ó 4 por

Km significando en la inversión total de un 15 a 20% del costo total de obra, sus

dimensiones son menores a 6.0 m y la construcción varía en forma y materiales.

2.2.5 Lavaderos

Son canales que se conectan con los bordillos y bajan transversalmente por los

taludes, con la misión de conducir el agua de lluvia que escurre por los acotamientos

hasta lugares alejados de los terraplenes, en donde no cause problemas a la carretera.

En general son estructuras de muy fuerte pendiente, característica principal de éstos.

Cuando se disponen en los caminos están sobre los terraplenes, sobre los lados en

terraplén, de cortes en balcón o en los lados interiores de curvas, cuando corresponden

a secciones también en terraplén.

En tramos en tangentes suelen disponerse cada 60 ó 100 m, pero esta separación es

variable, dependiendo de la pendiente longitudinal de la vía terrestre y del régimen de

precipitación pluvial en la zona.


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La Figura 18 muestra la planta típica de un lavadero construido en mampostería, un

corte según su eje longitudinal y una perspectiva de su disposición en una carretera.

Planta

Perfil

Figura 18 : Perspectiva de un Lavadero

2.2.6 Bajadas

Este tipo de estructura tiene una función análoga a los lavaderos, pero constituidas por

un tubo apoyado en la superficie inclinada del terreno o enterrado en él. En rigor la

distinción respecto a los lavaderos es simple nomenclatura y muchos ingenieros

consideran a las bajadas como lavaderos entubados.

La tubería que se ha empleado con más éxito es la de lámina, provista de alguna junta

capaz de absorber pequeños movimientos por temperatura o por asentamiento del


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terraplén o del terreno en que se coloque el tubo. En lugares de precipitación escasa o

en donde la velocidad del escurrimiento no es alta, podrá utilizarse también el concreto

hidráulico para hacer los tubos.

Si se protege al concreto contra la erosión, podrá extenderse mucho el campo

de aplicación de este material en sentido de las velocidades crecientes. El diámetro

mínimo en los tubos de la bajada debe ser de 45 cm, pero no es difícil ver diámetros

mayores, 60 cm o más, en lugares en donde se prevé la necesidad de eliminar grandes

gastos. (Figura 19).

Figur a 19: Bajada para Defensa de una Alcantarilla


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2.2.8 Bermas

Las bermas o escalonamientos pueden cumplir también funciones de drenajesuperficial, de control de aguas broncas y de conducción y eliminación; es en este

sentido como se tratan en este tema.

El efecto de la berma es disminuir la fuerza erosiva del agua que escurre por los

taludes de un terraplén o un corte o por el terreno natural superficialmente. Estos

elementos encauzan convenientemente al agua colectada si se les da una pendiente

apropiada hacia lavaderos, bajadas o estructuras análogas; de no ser así, el agua

provoca erosión o infiltración en los taludes por arrastres, generando problemas en las

cunetas y efectos adversos sobre la estabilidad general. (Figuras 20 y 21).

Figura 20: Berma en Corte


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Figur a 21: Berma en Terraplén

2.2.9 Bordillos

Son estructuras que se colocan en el lado exterior del acotamiento en las secciones en

tangente, en el borde opuesto al corte en las secciones en balcón o en la parte interior

de las secciones de terraplén en curva. Son pequeños bordos que forman una barrera

para conducir el agua hacia los lavaderos y bajadas, evitando erosiones en los taludes

y saturación de éstos por el agua que cae sobre la corona del camino. Generalmente

los bordillos son de sección trapecial, de concreto asfáltico o hidráulico (Figuras 22 y

23).

2.2.10 Vegetación

Una de las más efectivas protecciones de los taludes de un corte o un terraplén o del

terreno natural contra la acción erosiva del agua superficial es la plantación de

especies vegetales; éstas retardan el escurrimiento, disminuyendo la velocidad del

agua y contribuyen a fomentar una condición de equilibrio en los suelos en cuanto

contenido de agua.


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Figura 23: Acotamiento, Bordillo y Terraplén bien Vegetados

Figur a 23: Bordillos de Concreto Hidráulico


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Siempre que la vegetación exista, el ingeniero deberá respetarla. La deforestación

sistemática, el deshierbe o el desenraice excesivos en la zona de derecho de vía o en

la zona de influencia de una vía terrestre deben verse como mala práctica de

ingeniería.

Los esfuerzos deberán tender a fomentar la protección de la vegetación. Cuando ésta

no existe, su plantación puede contribuir a proteger muy eficazmente la vía. Como ya

se ha indicado, la plantación de especies vegetales debe realizarse por especialistas,

que utilicen variedades apropiadas de la región, cuyo crecimiento pueda ocurrir con los

mínimos cuidados iniciales.

En los taludes son especialmente útiles especies trepadoras o pastos tupidos, en tantoque para las barreras protectoras en el terreno natural suelen dar mejor resultado los

arbustos. Éstas obras interaccionan con el medio.4, 5


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CAPÍTULO III

Impacto Ambiental de las Obras de Drenaje deun Camino.

3.1. Descripción de la obra de drenaje

3.2. Descripción del medio con potencial de afectación

3.2.1. Suelo

3.2.2. Agua

3.3.3. Aire

3.3.4. Biota

3.3.5. Medio socio económico


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3.1 Descripción de la obra

Para fines de la identificación de los impactos ambientales, se describen a continuación

se el proceso constructivo de una de las obras de drenaje más común en caminos, la

cuneta. Todas las etapas de construcción tienen un impacto sobre el medio ambiente

ya que alteran el equilibrio del lugar donde se está realizando la obra.

El proceso constructivo de una cuneta es el siguiente:

1. Desmonte

2. Despalme3. Limpieza

4. Excavación

5. Aprovisionamiento de material

6. Loza

7. Cimbrado

8. Colado

9. Descimbrado

10. Operación

11. Inspección

12. Reparación

13. Abandono

En todos los casos se considera la etapa final de abandono de la obra, con impactos

sobre el medio.

Los procesos constructivos antes mencionados crean un efecto de desequilibrio en el

estado natural de la zona donde el camino se va a construir.6


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3.2 Descripción del medio con potencial de afectación

Dado que los impactos ambientales dependen de las características del medio

afectado, se destacan las propiedades más importantes del medio con relación al

proyecto. Los impactos ambientales causados por la construcción y operación de las

obras de drenaje en caminos afectan principalmente 4 factores de la naturaleza:

Suelo

Agua

Aire

BiotaMedio Socio Económico

3.2.1 Suelo

Una de los factores que más afecta al suelo es la fragilidad para construcción,

operación y la erosión. La erosión (pérdida) del suelo la provocan principalmente

factores como las corrientes de agua y de aire, en particular en terrenos secos y sin

vegetación, además el hielo y otros factores. La erosión del suelo reduce su fertilidad

porque provoca la pérdida de minerales y materia orgánica. La erosión del suelo es un

problema nacional e internacional al que se le ha dado poca importancia en los medios

de comunicación masiva.

El agua es un erosivo muy enérgico. Cuando el suelo ha quedado desprotegido de la

vegetación y sometido a las lluvias, los torrentes arrastran las partículas del suelo haciaarroyos y ríos. El suelo, desprovisto de la capa superficial, pierde la materia orgánica

(humus) y entra en un proceso de deterioro que puede originar hasta un desierto.


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Debido a que las obras de drenaje en los caminos canalizan el agua fuera ellos, dichas

aguas entran en contacto directo con el suelo causando riesgos de erosión. Se puede

calcular el riesgo de erosión con la fórmula:

Riesgo de erosión Ton/ha/año = R1 x C unidad x C textura x C

pendiente C unidad varía de 0.5 a 2.0 en función del tipo de suelo, sin

presentar un patrón consistente.

Donde Ri = Σ p2i pi = precipitación mensual (mm) P= precipitación

anual (mm) El valor de C unidad se encuentra en la tabla de suelos.

La erosión es uno de los problemas de mayor consideración él y de mayor

preocupación, que el ingeniero debe tomar en cuenta.6

Los impactos sobre el suelo se clasificarán por efecto de las obras de drenaje y

subdrenaje en los siguientes aspectos:

• Pérdidas de suelo vegetal

• Incremento de la pedregosidad

• Disminución de la capacidad de retención del agua

• Modificación del valor del suelo

• Salinización de los suelos

• Alcalinización de los suelos

• Riesgos de inundaciones

• Modificación de los patrones de drenaje

• Eutroficación


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3.2.2. Agua

El agua será impactada fundamentalmente por acciones relacionadas con la

construcción de carreteras, por:

a) Descarga de sólidos suspendidos depositados sobre los cuerpos de agua

b) Descarga de compuestos inorgánicos (suelos con altos contenidos de sales)

c) Descarga de nutrientes (suelos con compuestos de nitrógeno, fósforo ypotasio)

d) Descarga de compuestos contaminantes como gasolina, aceite, ácidos, etc.

En general el agua puede ser afectada en sus propiedades fisicoquímicas por las

descargas de los residuos sólidos generados en las diferentes etapas de preparación

del sitio, construcción, operación y mantenimiento y el abandono de los drenajes y

subdrenajes; en particular las operaciones de desmonte, despalme, limpieza de

terrenos y excavación, tienen un gran potencial para causar impactos sobre los cuerpos

de agua.

Es importante considerar que el diseño adecuado de la obra de drenaje va a determinar

el evitar o no un impacto negativo permanente. Una obra de drenaje que modifique los

escurrimientos naturales y cauces de manera considerable, repercutirá en los cauces

hidrológicos afectando la Limnología, así como ecosistemas involucrados.

3.2.3 Aire

El aire en general puede ser afectado por la operación de la maquinaria involucrada en

las operaciones que se lleven a cabo para la construcción de los drenajes y

subdrenajes, así como por las emisiones de los vehículos que circulen en las carreteras


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una vez que éstas se encuentren en operación. Aunque estos últimos no son

atribuibles a las obras de drenaje sino más bien a la carretera misma.

3.2.4 Biota

Las obras de drenaje por un lado contribuyen a la deforestación aunque ésta es

marginal por realizarse dentro del derecho de vía, pero puede generar un efecto en

cadena produciendo pérdidas de hábitat que repercuten finalmente en cuestiones de

estabilidad, abundancia, diversidad, etc. tanto a nivel de especies como en

comunidades y ecosistemas, los impactos estarán afectando los siguientes aspectos de

estos factores ambientales:

• Estabilidad

• Abundancia

• Diversidad

• Rareza

• Representatividad

• Singularidad

3.2.5 Medio Socioeconómico

Los impactos al medio socioeconómico de las obras de drenaje pueden considerarse

menores, puesto que los de mayor influencia están asociados a la carretera misma.

Estos pueden resumirse en los siguientes aspectos:

• Usos del territorio

• Salud y seguridad


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• Empleo

• Servicios e infraestructura

• Paisajes

• Espacios abiertos

• Parques y reservas

A pesar de que en la mayoría de los casos los terrenos aledaños a los caminos no son

de uso comercial o turístico, estos forman parte del paisaje de cada lugar. Estos crean

una imagen de que es el reflejo de las personas que viven en esa zona.


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CAPÍTULO IV

Interacción Drenaje –Medioambiente

4.1. Interacciones de las obras de drenaje y subdrenaje con

el medio

4.2. Impactos significativos

4.2.1. Criterios

4.2.2. Herramientas de cuantificación

4.3 impacto ambiental por obras de drenaje y subdrenaje

4.2 medidas de mitigación


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4.1. Interacciones de las obras de drenaje y subdrenaje con el medio

Las interacciones de las obras de drenaje y subdrenaje con el medio se clasifican de la

siguiente manera:

Impactos por Ocupación

Impactos producidos por la emisión de Agentes contaminantes

Desarrollos urbanos e industriales

Impactos por ocupación. Impactos originados por la simple localización de unaactividad (industria, urbanización, vía de comunicación). Suelen ser de carácter

irreversible y se manifiestan por la destrucción del suelo, de su potencialidad

productiva, del recubrimiento vegetal y de las poblaciones animales localizadas en un

entorno más o menos inmediato. También se modifican las pautas de drenaje interno y

externo que tanto condicionan la estabilidad y evolución de los ecosistemas y por ende

el equilibrio natural. Por otra parte, la introducción de elementos artificiales en el medio

supone, en el mejor de los casos, una alteración de sus valores naturales y, con

frecuencia, una modificación manifiestamente negativa.

En el caso de las obras de drenaje y subdrenaje, la simple ocupación del terreno,

modifica el uso del suelo y destruye la capa vegetal en el espacio que éstas ocupan, a

excepción por supuesto de la opción de la vegetación como controlador de erosión y

drenaje.

Impactos producidos por la emisión de agentes contaminantes. Si la cantidad de

agentes contaminantes que se incorpora al medio supera su capacidad de asimilación,

se producen efectos en cadena sobre los ecosistemas existentes, efectos que pueden

manifestarse a gran distancia del origen. Estos agentes (sólidos, líquidos y gaseosos)

actúan a través del aire, agua de superficie, suelo y subsuelo (deposición de residuos

sólidos o contaminación de los acuíferos subterráneos).


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Se manifiestan asimismo sobre el paisaje, bien de una manera indirecta a

consecuencia de la degradación del suelo, la flora y la fauna o bien directamente por la

ostensible presencia de contaminantes atmosféricos, de contaminantes en suspensión

o que flotan en las aguas, o la afectación estética que en general supone la deposición

de residuos sólidos. En el caso de emisiones atmosféricas producidas por las obras de

drenaje, pueden considerarse menores puesto que sólo se darían en la etapa

constructiva como producto de las emisiones de la maquinaria empleada para la

construcción de dichas obras.

Estas emisiones en lo general se dispersan debido a que las obras se encuentran en

espacios abiertos sin que afecten en gran medida al medio ambiente. En estos casos la

gran capacidad de autodepuración del aire contrarresta mediante dilución y dispersiónlos posibles efectos negativos de los contaminantes.

Los agentes contaminantes pueden neutralizarse ya sea de manera natural o con la

tecnología adecuada, siendo el impacto frecuentemente reversible a largo plazo,

dependiendo de la capacidad del ecosistema para procesar y asimilar la entrada de

materiales.

Por ello, es preciso tenerlos en cuenta en la etapa de planeación, a efecto de identificar

los contaminantes y su asimilación. Así, una fuente de contaminantes atmosférica

deberá colocarse preferentemente en sectores favorables a la dispersión y dilución

atmosférica; un depósito de residuos sólidos o una fuente de vertidos al suelo, no

deberá situarse en terrenos permeables por donde puedan recargarse los acuíferos

subterráneos.

Los desarrollos urbanos e industriales. Crean un cuarto tipo de impactos que, en

general, se manifiestan en espacios alejados del origen. Impactos que se producen

como consecuencia de la extracción de recursos de la naturaleza, en cantidad que

produzca el agotamiento parcial o total del sistema. 6


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4.2 Impactos significativos

4.2.1 Criterios

Los criterios para establecer si un impacto es significativo, son fundamentalmente

espacio - temporales.

Los impactos en este tipo de obras tienen generalmente carácter puntual o lineal, y

afectan en términos relativos a poca superficie. Sin embargo, ello no implica en modo

alguno que el fenómeno tenga escasa importancia, pues:

Afecta a gran cantidad de población.

Aunque las causas sean locales, los efectos pueden extenderse a grandessuperficies, manifestarse en lugares muy alejados del origen o iniciar procesosen cadena difíciles de prever.

Ciertas causas o usos productores de impacto se localizan selectivamente

sobre los espacios más valiosos.

Los siguientes criterios de importancia y magnitud que se aplicarán al análisis de los

impactos se presentan en la Tabla 1. 8


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Tabla 1Criterios para Estimar la Importancia y Magnitud

Magnitud ImportanciaNumero Criterio Numero Criterio

1 Insignificante 1 Insignificante2 Afectalocalmenteo a una distanciade 400 m

2 Tiene efectoreversibley a corto plazo

3 Afecta a unazonade 5 km

3 Tiene efectoreversiblea mediano plazo

4 Afecta a más de5km a la redonda

4 Tiene efectoreversiblea largo plazo

5 Afecta a toda la

región

5 Tiene un efecto

irreversible ypermanente

4.2.2 Herramientas para la Cuantificación

Para el análisis de los impactos se utiliza como herramienta, la matriz de Leopold

modificada, introduciendo en las columnas las operaciones unitarias que definen las

obras específicas. En términos generales, dos variables muy importantes que se

pueden ver afectadas son:

Erosionabilidad. Referida a la sensibilidad del suelo a los fenómenos

erosivos como consecuencia de la construcción de las obras, en donde

existe un mayor riesgo de erosión en función de la pendiente, el tipo de

sustrato y la cobertura vegetal. Adicionalmente, en superficies

suficientemente grandes con diferencias climáticas apreciables, pueden

intervenir los efectos del clima.

Modificación de los patrones de drenaje y recarga de acuíferos. Las obras

afectan los fenómenos de filtración que alimentan acuíferos. El impacto

aumenta con la importancia de la recarga.


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Existen adicionalmente algunos aspectos cuyos impactos son difíciles de valorar

cuantitativamente. Por ejemplo, la productividad agrícola de suelos, la modificación de

pendientes y los escurrimientos.

Otros recursos no son cuantificables, es decir no referibles a una métrica convencional.

Tal es el caso del valor de conservación de la flora o la fauna, la capacidad de uso

agrícola de los suelos o la estética del medio físico. Entre estos recursos no

cuantificables están aquellos de apreciación objetiva: la capacidad de uso agrícola de

los suelos y la vulnerabilidad a la contaminación de los acuíferos subterráneos.

Existen también aspectos de apreciación subjetiva, tales como: paisajes con interés

humano, con aspectos didácticos de ciertas formaciones geológicas o geomorfológicas,o bien que despiertan sentimientos de grandeza, de misterio o de reverencia ante la

naturaleza.

Existen aspectos que son difíciles de encuadrar en uno u otro de los grupos anteriores,

pues sólo pueden darse argumentos que justifiquen su valor (ejemplo; valor ecológico

de una determinada comunidad animal o vegetal).

4.3. Impacto Ambiental por Obras de Drenaje y Subdrenaje

El Instituto Mexicano de Transporte, en la Tabla 2, engloba un catálogo de impactos

ambientales en elementos específicos tales como el suelo o tierra, agua, flora, medio

socio económico, estético/interés, y calidad de vida que de las obras de drenaje y

subdrenaje tienen como consecuencia. 8


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TABLA 2IMPACTO AMBIENTAL POR OBRAS DE DRENAJE Y SUBDRENAJE

FACTOR IMPACTO MEDIO F SICO: TIERRARecursos Minerales NingunoSuelos Desmonte y Despalme

Exposición de la superficie del suelo y/uhorizonte,Que modifica la estructura y permite erosión

(considerar FSE). Excavación

Acentúa punto anterior, pero de manerapuntual y muy temporal dado que continúa laetapa constructiva sobre elárea excavada.

ConstrucciónIncorporación de estructuras y elementosajenos y no se restablecerá la condición

original. Operación

Concentración de escurrimientos, aumentandoel gasto natural y posibilitando erosión hídricay azolve (considera FSE)

AbandonoUna estructura sin inspección y mantenimientopuede dejar de operar correctamente y causarmayores o nuevos problemas en un sitio.

Relieve Desmonte y DespalmeComprende el sitio, no modifica el relievegeneral de la zona. Efecto visual local.

Excavación Acentúa punto anterior, pero de manerapuntual y muy temporal dado que continúa laetapa constructiva sobre el área excavada.

Aprovisionamiento de MaterialImplica la depositación temporal sobre elsuelo de volúmenes de material noimportantes y que serán empleados.

ConstrucciónImpacto mínimo, se trata de obras debajo delrelieve o de terraplenes.

Operación

En caso de presentarse procesos erosivoshídricos relevantes en cauces corriente abajo,pueden generarse cambios en el relieve yazolve de cuerpos de agua.

AbandonoUna estructura sin inspección y mantenimientopuede dejar de operar correctamente y causarmayores o nuevos problemas en un sitio


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TABLA 2IMPACTO AMBIENTAL POR OBRAS DE DRENAJE Y SUBDRENAJE (Continuación)

FACTOR IMPACTO MEDIO F SICO: AGUASuperficial Desmonte, Despalme, Excavación,

Construcción y ReparaciónImpacto menor por su ubicación puntual ytemporal.

OperaciónModifica el patrón de escurrimiento superficial,gastos de cauces y tasa de depositación desedimentos.

AbandonoUna estructura sin inspección y mantenimientopuede dejar de operar correctamente y causarmayores o nuevos problemas en un sitio

Subterránea OperaciónModificación del patrón de escurrimiento

superficial y recepción de aguas parainfiltración. Puede modificar disponibilidad deagua freática y recarga de acuíferos.


Calidad Desmonte, Despalme, Excavación,Construcción y Reparación

El efecto tiende a ser poco significativo por lopuntual y temporal.Debe considerarse el FSE y la magnitud de la

obra en el caso de cauces permanentes yhábitats asociados de importancia.

OperaciónEl aporte de terrígenos asociado a procesoserosivos modifica la calidad del agua y supotencial de uso. Puede llegar a tener unefecto relevante.


MEDIO FÍSICO: AIRE

Calidad Actividades de las Etapas dePreparación y Construcción y la deReparación

Impacto menor y temporal por el movimientode suelos y materiales que puede aportar PST


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TABLA 2IMPACTO AMBIENTAL POR OBRAS DE DRENAJE Y SUBDRENAJE (Continuación)

FACTOR IMPACTO MEDIO F SICO: AIREMicroclima Desmonte y Despalme

Efecto puntual y mínimoRuido Actividades de Preparación,

Construcción y ReparaciónEfecto puntual y mínimo. Sobrepasado por elefecto de obras de terraplenes

MEDIO NATURAL: FLORA

Arbóreo, Arbustivo, Harbence y Cultivos Desmonte, Despalme y Aprovisionamiento

Es un efecto inherente para poder llevar acabo la obra debido a la necesidad deespacio. Se considera puntual y limitado. Demenor importancia y rebasado por el derecho

de vía, de cortes y terraplenes Operación

La modificación de patrones de escurrimiento,gastos y agua subterránea, puede tenerefectos sobre la presencia y condición de lavegetación natural o inducida

Vegetación Acuática OperaciónLa modificación del patrón de escurrimientoasociado con problemas erosivos, azolve ygastos mayores, puede afectar a vegetaciónacuática de manera importante

Especies en Estatus Operación

La modificación del patrón de escurrimientoasociado con problemas erosivos, azolve ygastos mayores, puede afectar la vegetaciónacuática de manera importante

MEDIO SOCIO-ECON MICO

Uso de suelo Desmonte, Despalme y Construcción.Eliminación de un área de hábitat y/oaprovechamiento. Se considera menor por serpuntual y sobrepasado por la posterior obra deterraplenes

OperaciónLa modificación del patrón hidrológico altera lacondición o permanencia de las especies, asícomo la disponibilidad y calidad del agua,mantenimiento de suelos y cuerpos de agua.Puede tener gran significancia dependiendode hábitats de interés y/o aprovechamiento derecursos


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TABLA 2IMPACTO AMBIENTAL POR OBRAS DE DRENAJE Y SUBDRENAJE (CONTINUACIÓN)

FACTOR IMPACTO EST TICOS/INTER SPaisaje Operación

En caso de que la modificación del patrón deescorrentía e hidrológico sea relevante, asícomo de procesos erosivos, pueden originarseimpactos significativos

Ecosistemas Únicos Operación.En caso de que la modificación del

patrón de escorrentía e hidrológico searelevante, así como de procesos erosivos,pueden originarse impactos significativos

Áreas Naturales Protegidas

Sitios Históricos y Arqueológicos Despalme, Excavación y ConstrucciónEn el caso de hallazgo fortuito de vestigios de

interés y no dar aviso, se puede generar unimpacto relevante.

Operación.En caso de que la modificación del patrón deescorrentía e hidrológico sea relevante, asícomo de procesos erosivos, pueden originarseimpactos significativos

CALIDAD DE VIDASalud y Seguridad Operación

Mejora la comunicación entre dos puntos.Permite el tránsito libre de especies bovinas,porcinas, entre otros y con ello se puedenpropagar enfermedades. En el caso de saludse promueve con esta comunicaciónel traslado más rápido a centros de salud denivel de atención médica especializada

Empleo OperaciónEn el caso de efectos radicales sobre los usosdel suelo en vastas áreas o recursos críticos,puede presentarse un efecto de interés

En las tablas anteriores, podemos ver algunos de los impactos más importantes que las

obras de drenaje y subdrenaje causan al ambiente.

En esta ocasión profundizaremos un poco más en un punto en especifico que se hace

mención en una de las secciones de la tabla anterior que es: la de de contaminación

del suelo causada por agentes de plástico, metal, o basura en general.


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Como bien sabemos los caminos son vías de comunicación que se ocupan todos los

días y que por esta razón miles de persona circulan en ellas. Muchas veces las

personas arrojan elementos contaminantes como lo son botellas de plástico, latas,

papeles y en algunos casos extremos bolsas llenas de basura.

Estos agentes contaminantes provocan la mala función de las obras de drenaje que a

su vez puede ocasionar accidente que en el peor de los casa pueden provocar la

muerte de un ser humano. Otra consecuencia es que dichos agentes legan para

quedarse y algunos de ellos no son biodegradables, lo que significa que pasaran años

antes de que estos desaparezcan por sí mismos.

La falta de educación en la gente provoca de igual manera una mayor inversión derecursos, en el gasto originado por obras de mantenimiento. Si recordamos un poco al

principio de este trabajo mencionamos que las obras de drenaje tiene la misión de:

eliminar la inaccesibilidad de un camino, provocada por el agua o la humedad. Si las

obras de drenaje no pueden funcionar a un 100% debido a la contaminación, dicha

misión está fracasando. Lo que nos hace pensar y recapacitar, que los responsables en

parte de los impactos negativos de la obras de drenaje somos nosotros.

4.4. Medidas de Mitigación

Es cierto que la naturaleza juega su parte en el impacto de la obras de drenaje. Sin

embargo, nosotros estamos aportando también y de una manera mucho más negativa

que la naturaleza misma.

Es por esta razón que de igual manera el Instituto Mexicano del Transporte, ha

propuesto medidas de mitigación para cada uno de los pasos en el proceso

constructivo y en su operación.

Éstas medidas de mitigación están ordenadas de acuerdo al proceso constructivo de la

obra. Las cuales se pueden observar en las siguientes tablas. (Tablas 3, 4, y 5) 8


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TABLA 3MEDIDAS DE MITIGACIÓN

ETAPA DE LA OBRA: PREPARACIÓN DEL SITIOFactores Etapa del Proyecto Medida

Mitigación/compensación/preventiva

Medio Físico: Tierra

Recursos minerales Aprovisionamiento deMateriales

El sitio donde seantomados los materiales sedebe reforestar, previoacondicionamiento del suelo,con suelo fértil yestableciendoel modo de transportede las plántulas y elmétodo de siembra, paraasegurar que la forestación

sea exitosa.Material deconstrucción Excavación, Aprovisionamiento deMateriales

Reforestar el sitio depréstamo de material, previoacondicionamiento del suelocon suelo fértil yestableciendoel modo de transporte delas plántulas y el método desiembra.

Suelos Desmonte, despalme,excavación,aprovisionamiento de

material

-Escarificar y disponer sobrela superficie afectada losmateriales del desmonte y

despalme para inducir elproceso de sucesión natural.-Pastización.

Relieve Excavación,aprovisionamiento dematerial

- Limitar la excavación a loestrictamente necesario parala construcción de la obra dedrenaje o subdrenaje.- Siembra de pasto entaludes.

Medio Físico: Agua Aguas Superficiales Despalme, excavación - Colocar una malla sobre

los cuerpos de agua, para

evitar sólidos suspendidos.


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ETAPA DE LA OBRA: PREPARACIÓN DEL SITIO (CONTINUACIÓN) Factores Etapa del Proyecto Medida


Medio Físico: Aire

Calidad del Aire, Ruido Excavación,aprovisionamiento demateriales

- Humedecer las superficiesa excavar para evitarpartículas suspendidas.- Promover el mantenimientode vehículos automotores.- Analizar y medir lasemisionesa fin de que cumplancon los niveles máximospermisibles establecidos en

las NOM que apliquen.-Transportar los materialesen vehículos cubiertos conlona o en húmedo.- En frente de obra que seubique en centros depoblación,promover actividadesque involucren uso demaquinariaen horarios diurnos.

Medio Natural: Flora

Arboles Despalme, desmonte,aprovisionamiento dematerial

- Promover la resiembra delas especies con estatus deconservación establecido enla NOM 059 ECOL.- Programa de Reforestacióncon especies endémicas, deáreas afectadas fuera delderecho de vía, previoanálisis dasonómico.

Arbustos Despalme, desmonte,aprovisionamiento demateriales

- Promover la resiembra delas especies con estatuas deconservación establecido en

la NOM 059 ECOL.- Programa de Reforestacióncon especies endémicas, deáreas afectadas fuera delderecho de vía.


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ETAPA DE LA OBRA: PREPARACIÓN DEL SITIO (CONTINUACIÓN) Factores Etapa del Proyecto Medida


Arbustos Despalme, desmonte,aprovisionamiento demateriales

- Promover la resiembra delas especies con estatuas deconservación establecido enla NOM 059 ECOL.- Programa de Reforestacióncon especies endémicas, deáreas afectadas fuera delderecho de vía.

Hierbas y pastos Despalme, desmonte,aprovisionamiento demateriales

- Siembra de vegetaciónharbence en las áreasrurales.

Medio socioeconómico

Usos de territorio Despalme, desmonte,excavación

- Promover los permisos deuso de suelo por parte de lospropietarios expropiación oindemnización.- Obtener el material debancos autorizados.- Promover la forestación delos bancos de material.

Estético y deinterés humano

Despalme, desmonte,aprovisionamiento dematerial, excavación

- Siembra de especiesherbáceas endémicas.- Procurar el trazo dentro delas áreas de

amortiguamientode las áreas naturalesprotegidas, evitar zonasnúcleo.- En caso de sitiosarqueológicos promover elaviso previo a autoridadesdel INAH y acordar accionesconjuntas.


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ETAPA DE LA OBRA: CONSTRUCCIÓNFactores Etapa del Proyecto Medida


Medio Físico: Tierra

Suelos Armados, colados,Descimbrados

- Almacenamiento deResiduos en contenedorescerrados y disposición en lasinstalaciones municipales.- Establecimiento de letrinasportátiles y disposición deestos residuos porrecolecciónde la compañía contratadao bien en letrina de

suelo.- Manejo de residuos nopeligrosos en tambos ydisposición en lasinstalaciones municipales.- Manejo, almacenamientotemporal y disposición deacuerdo con el Reglamentode la LGEEPA en Materia deResiduos Peligrosos (aceitesgastados, residuos depintura).

-Establecer bitácora demanejo de residuospeligrosos.- Manejo de combustibles enentarimado, en caso dederrame de combustibles,detención del derrame yremoción de la capa desuelo contaminada,almacenar y disponer deacuerdo al Reglamento enmateria de ResiduosPeligrosos.- Manejo de explosivos bajoautorización de la SEDENA.


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ETAPA DE LA OBRA: CONSTRUCCIÓN (CONTINUACIÓN) Factores Etapa del Proyecto Medida


Medio Físico: Agua SuperficialesSubterráneas, Calidad delagua

Armados, colados,descimbrados

- No disponer las aguasresiduales en cuerpos deagua o directamente alsuelo, a menos que secumpla con los límitesmáximos permisibles en laNOM 002- Evitar el derrame desustancias tóxicas en loscuerpos de agua

Medio Natural: Flora

Armados, colados,descimbrados

- Programa de reforestacióncon especies endémicas- Promover el avance deobra por etapas y alternandohorarios (diurno, tarde ynocturno) a fin de facilitar lamovilidad de la fauna


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ETAPA DE LA OBRA: OPERACIÓN Y MANTENIMIENTOFactores Etapa del Proyecto Medida


Medio Físico: Tierra Suelos - Integrar en el programa de

mantenimiento un rubro paravigilancia de erosión delsuelo- En caso de erosión delsuelo, promover la siembrade herbáceas endémicas oremoción de la capa desuelo para promover elproceso de sucesión natural- Durante las actividades de

mantenimiento de obrasevitar disposición a cieloabierto de residuos nopeligrosos y peligrosos, asícomo derrames de aceites ycombustibles en suelo

Medio Físico: AguaCalidad del Agua - Durante las actividades de

mantenimiento evitar ladisposición de aguasresiduales en cuerpos deagua o bien cumplir con lo

establecido en la NOM 002.- Construcción de lavaderos,pozas de sedimentos, pozasde absorción con material dedistinta granulometría paraevitar filtraciones decontaminantes a los mantosfreáticos.

Como podemos observar en las tablas anteriores, hoy en día disponemos depropuestas y medios de acción para contrarrestar el impacto ambiental que las obras

de drenaje y subdrenaje ocasionan.

Cabe destacar el éxito de éstas medidas de mitigación depende del Ingeniero Civil y de

la comunidad que hará uso del camino, del Ingeniero por que el depende de hacer las


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restituciones pertinentes al llevar a cabo la obra y de la sociedad, ya que de ellos es la

responsabilidad de mantener los caminos limpios permitiendo así que las obras de

drenaje funcione a la medida de su diseño y función.


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CAPÍTULO V

Análisis de las obras de drenaje de la carretera Xalapa-

Coatepec así como y el impacto de éstas en el entorno.


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5.1 Análisis de las Obras de Drenaje de la Carretera Xalapa-Coatepec

así como y el Impacto de éstas en el Entorno.

Actualmente, esta carretera une los municipios de Xalapa, el cual es la capital del

estado de Veracruz y Coatepec, que es uno de los 39 Pueblos Mágicos de la Republica

Mexicana. Dicha carretera, da servicio a los miles de habitantes, que diariamente

viajan de una ciudad a otra. Sobre esta carretera circulas vehículos de uso personal,

comercial, y de trasporte. Esta carretera en de vital importancia para todos los sectores

de la población de éstas dos ciudades desde campesinos hasta ejecutivos que usan

este medio de comunicación para llegar a su lugares de trabajo.

La autopista Xalapa-Coatepec, de una longitud de 8 km y 4 carriles está ubicada en la

zona central montañosa del Estado, sobre las estribaciones del Cofre de Perote. El

clima de esta región es Cálido subhúmedo con lluvias en verano en un 5.88%,

Semicálido húmedo con lluvias todo el año en 33.80%, Semicálido húmedo con

abundantes lluvias en verano en 42.83%, y Templado húmedo con lluvias todo el año

en un 17.49%. Las condiciones climáticas de esta zona hacen que este tramo carretero

se encuentre funcionando en su mayoría del tiempo, bajo condiciones de lluvia. Con

esta información podemos suponer que le diseño de dicho camino ha contemplado, la

construcción de adecuadas obras de drenaje. 9

A continuación, se presentan algunas fotos de las obras de drenaje de la carretera

Xalapa-Coatepec, mostrando las condiciones en las cuales están funcionando hoy en

día. De igual manera se hace un pequeño análisis de las los impactos ambientales que

éstas están ocasionado al entorno aledaño de este camino. Dicho análisis basado en loque anteriormente se ha hablado a lo largo de este trabajo.


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Foto 1: Cuneta con azolves y elementos contaminates

Foto 2: Cuneta afectada por deslave en corte

Las fotos (1, 2) como se puede ver corresponde a algunas de las cunetas que tiene

esta carretera. La Primera conclusión que podemos hacer al observar éstas fotos es;

que la falta de mantenimiento y la basura son la principal causa de que éstas obras de

drenaje se encuentren en un estado que no les permite trabajar al 100% de su

capacidad. De igual manera se puede observar que las constantes lluvias han hecho


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de las suyas al debilitar los taludes, llevándolos a colapsar y obstruir las cunetas. Como

usuario de esta carretera, he podido observar como esta condiciones hacen que el

circular sobre la misma se a un tanto riesgoso, ya al no poder dar salida al agua de la

manera adecuada se crean estancamientos de agua, lo cuales pueden ocasionar en el

peor de los casos un accidente. Si recordamos lo dicho por el instituto nacional del

transporte este impacto es de tipo estético y calidad de vida.

En el aspecto ecológico, se puede observar en las fotos que los elementos

contaminantes son en su mayoría botes y bolsas de platico. Como sabemos, estos

elementos no son biodegradables, pasaran muchos antes de que se desintegren por sí

mismos. Esto genera una imagen sucia del camino la cual crea una mala publicidad.

Sin embargo, éstas condiciones no son responsabilidad del Ingeniero Civil, si no dépara quien se construye la obra, que en muchos casos es el gobierno local o estatal. La

falta de mantenimiento esta incrementado el impacto al ambiente.

Foto 4: Área contaminada por descarga de lavadero


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Foto5: Contaminación de terreno aledaño a lavadero

En la fotos 4 y 5 se pueden observar las obras de drenaje llamadas lavaderos. De igual

manera podemos observa nuevamente que las condiciones que imperan es la falta de

mantenimiento y la contaminación. Los lavaderos observados en las fotos anteriores

desembocan en el Rio Sordo. El agua y basura que éstas obras canalizan, están

contaminado a un más lo que fue en el pasado un rio de gran caudal y de aguas

limpias. En este caso el daño está hecho. Lo que antes fuera un rio de agua limpia hoy

es un rio de aguas residuales.

Foto 6: Bordillo afectado por acumulación de azolves


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En la foto 6 se puede observar la obra de drenaje conocida como bordillo, la cual se

encuentra saturada de azolves, y como sabemos esto crea problemas de

estancamiento de agua en el camino. Dichos estancamientos pueden ocasionar

congestionamientos viales.

Foto7: Sistema de bombeo en carretera

Foto 8: Abertura de camellón central


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Foto 9: Acumulación de azolves en cuneta

En las fotos 7, 8, 9 se observa la obra de drenaje conocida como bombeo. Al comentar

esta sección en específico con el Dr. Saúl Castillo Aguilar, miembro del Consejo

Académico de Materiales y Vías Terrestres de la Facultad de Ingeniería Civil de la

Universidad Veracruzana. El Dr

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Tesis Obras de Arte y Su IA