TIPOS DE ALCANTARILLAS PARA UNA CARRETERA

 Las alcantarillas son conductos de drenaje de longitud corta, ubicados en las intersecciones de la red natural de drenaje (quebradas, arroyos, ríos) con las redes de transporte (carreteras, caminos, vías de ferrocarril, etc.). Las alcantarillas son mucho más pequeñas que los puentes; por consiguiente, hay un mayor número de ellas. Usualmente están diseñadas para operar bajo flujo permanente gradualmente variado.

Las alcantarillas se calculan para que permitan pasar de manera óptima el gasto de diseño, sin producir un desbordamiento tal que comprometa la integridad de la superestructura.

El gasto de diseño está basado en consideraciones hidrológicas. El período de retorno varía típicamente entre 10 y 50 años. A mayor período de retorno, mayor será el gasto de diseño y, consecuentemente, mayores serán las dimensiones de la estructura.


                                         Alcantarilla del Cañón Yogurt, en la frontera internacional
                                             entre California, EE.UU. y Baja California, México.


El flujo en una alcantarilla depende de lo siguiente:

  • El tamaño y la forma de la sección transversal,

  • La pendiente de fondo,

  • La longitud del conducto,

  • La rugosidad, y

  • Las características de la entrada y de la salida.

El flujo puede ser de uno de los siguientes tipos:

  • De superficie libre (flujo en canal),

  • De conducto cerrado (flujo en tubería), o

  • De superficie libre en una fracción de su longitud y conducto cerrado en la otra fracción.


El objetivo es calcular el tamaño más pequeño de la alcantarilla que permita pasar el gasto de diseño sin exceder una profundidad aguas arriba predeterminada.




Pasos a seguir en el diseño de una alcantarilla:

  1. Recolectar los datos de diseño:

    • Descarga o gasto,

    • Elevación del nivel aguas abajo, y

    • Pendiente del conducto.

  2. Elegir el tipo y características de la alcantarilla:

    • Forma de la sección transversal (circular, cuadrada, rectangular, con arco),

    • Dimensiones (diámetro, si es circular),

    • Longitud del conducto,

    • Tipo de material (concreto, acero corrugado, aluminio corrugado, mampostería de piedra), y

    • Tipo de entrada (con esquinas rectas o esquinas redondeadas).



  1. Determinar el tipo de control predominante (entrada o salida), basado en: (a) la elevación del nivel aguas arriba, (b) la elevación del nivel aguas abajo, (c) el diámetro, y (d) la pendiente.

  2. Si el control es en la entrada, calcular la elevación del nivel aguas arriba requerida para permitir pasar el gasto de diseño en forma óptima.

  3. Si el control es en la salida, calcular la elevación del nivel aguas arriba requerida, usando: (a) la ecuación de conservación de la energía, o (b) el cálculo del perfil de la superficie del agua.

  4. Si la elevación calculada del nivel aguas arriba es mayor que la permitida, elegir una alcantarilla de mayor tamaño y repetir el proceso de cálculo.

  5. En algunos casos, no es posible predeterminar el tipo de control. En este caso, se recomienda hacer los dos cálculos. El tipo de control adoptado será aquél que resulte en una mayor elevación del nivel aguas arriba.

  6. Otras consideraciones en el diseño de una alcantarilla incluyen:

    • Socavación o erosión en el cuerpo del terraplén que rodea al conducto,

    • Socavación local en la salida de la alcantarilla,

    • Erosión del material de relleno cerca de la entrada,

    • Obstrucción del conducto con escombros, y

    • Estructura para permitir el paso de peces.



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