monografia obras viales e hidraulicas

INTRODUCCION A LA INGENIERIA CIVIL

Generalidades

Las Obras Viales como su nombre lo indica son las obras que implican la construcción de una Vía (del latín

Vía = Ruta) de comunicación, que puede ser una carretera, una vía férrea o un viaducto (puente o canal navegable) y por extensión se pueden englobar todas las obras de infraestructura ya que el tipo de construcción y la modalidad son similares.

Los antecedentes históricos de la Vialidad debemos buscarlos directamente en los comienzos de la civilización humana con los caminos recorridos por los pueblos nómadas que en persecución de las manadas de animales migratorios recorrían una y otra vez ciertos senderos y pasos a través de montañas y selvas del pleistoceno, abriendo picadas, construyendo puentes colgantes y marcando sendas que se respetaban año tras año.

Pasamos luego a la construcción de sistemas de “carreteras” como las utilizadas por los persas, asirios, griegos y romanos, pueblos que comprendiendo la necesidad de la comunicación terrestre llevaban a sus ingenieros y constructores de rutas un paso adelante de sus generales y soldados.

Este sistema fue perfeccionado por el imperio romano cuyo sistema de vías se extendió por todo el mundo conocido (alrededor del mar Mediterráneo y en Asia hasta la Mesopotamia) y se mantiene aún hoy como monumento histórico en toda la península itálica, pudiendo encontrarse restos de las mismas en los desiertos norafricanos sobre la costa del mediterráneo y en las costas turcas y del medio oriente.

La vía Appia una de las rutas del sistema vial romano

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Otro caso clásico es el de la Ruta de la Seda que uniendo los oasis de los desiertos asiáticos recorría miles de kilómetros para unir Constantinopla sobre el Mediterráneo con las costas del mar de la China

Para no ir tan lejos podemos citar también el sistema de carreteras incaico (el “Camino del Inca”), que unía la actual provincia argentina de Mendoza con las costas ecuatorianas cercanas a Guayaquil, pasando por Chile, Bolivia y Perú como la actual carretera Panamericana.

Antecedentes

Entrando ya en el tema de la obra vial propiamente dicha comenzaremos por el principio, el génesis de todo proyecto vial, puede ser de tres tipos, y enumerados por su importancia podemos citar:

Antecedentes Legales o Históricos : El origen de la mayor parte de nuestro sistema vial lo encontramos en el recurso jurídico denominado “Por el uso y la costumbre”, es decir una gran parte de la red vial argentina está asentada por donde históricamente pasaron las primeras vías de comunicación (las “rastrilladas” de los indios pampas en los desiertos centrales, el “Camino del Virrey” actual Ruta Nac. 8 , acceso al NOA y las rutas seguidas por la conquista del desierto en nuestra zona, actuales rutas 40 y 22).

Antecedentes Topográficos y Topológicos: Es decir los accidentes geográficos y la constitución física del terreno donde se va a construir una ruta. Si bien en el pasado este constituía el antecedente y la razón fundamental del trazado de una ruta, ahora con los actuales medios técnicos ya no mantiene el carácter de antecedente fundamental de antaño.

Antecedentes económicos : Es este quizás el antecedente de mayor peso al momento de evaluar el trazado de una ruta, jugando roles fundamentales en la toma de decisiones los siguientes ítems económicos :

1 °.- Importancia económica, turística, o mercantil de las ciudades o zonas unidas por la ruta en proyecto.

2 °.- Valor de las tierras que deberán ser expropiadas (y por supuesto pagadas), por el paso de la traza.

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3 °.- Características morfológicas del terreno que hacen al precio final del proyecto.

Uniendo estos antecedentes a necesidades detectadas en la población o proyectos de tipo político, social y económico es como tiene origen una futura ruta, puente o vía férrea. El origen puede estar en una cámara legislativa provincial o nacional o en el poder ejecutivo provincial o nacional, en todo caso una vez que ha tomado cuerpo la decisión política o la necesidad de la construcción, comienza la fase puramente técnica de la misma.

Anteproyecto

(A partir de aquí nos referiremos obviamente a una ruta pero los procedimientos son similares en caso de otro tipo de obra vial como una vía férrea o un canal)

En este paso se vuelven a tener en cuenta los antecedentes antes mencionados pero ya con mayores precisiones, puesto que es el personal técnico-profesional el que se encarga de los estudios.

Estos estudios deben ser encarados por un cuerpo técnico que puede ser tanto un equipo de trabajo de la respectiva dirección de vialidad (provincial o nacional) o puede ser encargado a un ente privado como una consultora, en general este último criterio es el que se sigue quedando los equipos de trabajo oficiales como contralor del trabajo ejecutado por la mano de obra privada.

Las consultoras son empresas que se encargan específicamente del relevamiento y el estudio técnico de las características topográficas de la zona y del impacto ambiental de la futura obra.

El primer paso a dar en esa dirección es conseguir los antecedentes cartográficos y catastrales de la probable traza: cartográfico para conocer los accidentes geográficos y las características geológicas que se hallarán en el terreno, y catastrales para averiguar los dominios, el uso actual y los posibles efectos sociales de la obra.

El próximo paso es el envío al terreno de uno o varios equipos de trabajo que efectuarán trabajos de nivelación (para conocer con certeza los desniveles existentes), de posicionamiento de puntos (para efectuar el deslinde exacto de las tierras que se ocuparán), colocarán la red de puntos fijos (de coordenadas y cota conocida) que será la base sobre la que

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trabajarán los topógrafos para el futuro replanteo del proyecto terminado y efectuarán el estudio de suelos.

Una vez concluida la etapa de relevamiento comienza la fase de representación de la o las trazas probables lo que se hace comúnmente sobreponiendo a modelos digitales del terreno, estructuras virtuales creadas a partir de proyectos generados en estaciones C.A.D. Estos modelos creados en computadora deben ser ploteados para ser presentados ante las comisiones técnicas de los organismos gubernamentales y legislativos quienes en definitiva elegirán las mejores opciones (en teoría) y efectuarán las correcciones necesarias que originarán el anteproyecto definitivo.

9.2 Marco jurídico-legal

Presentación ante el poder legislativo - Marco legal

En general la presentación del anteproyecto a las cámaras legislativas es un paso meramente formal ya que este es producto de comisiones donde los legisladores han tenido gran injerencia a través de sus asesores técnicos, por lo que la Ley que comúnmente aprueba el anteproyecto solo da un sustento legal y un carácter más oficial a lo ya actuado.

Una vez aprobada la ley comienzan una serie de trámites administrativos orientados a poner en orden el dominio de la traza aprobada en el anteproyecto, generalmente se envían al terreno nuevas comisiones encargadas de deslindar la traza, mensurar y amojonar lo que luego será “zona de camino” y las propiedades privadas, tasar las propiedades a expropiar y acordar con los propietarios los emplazamientos de las alcantarillas y obras de arte con que se deberá resarcir a quienes se vean afectados. Por lo general este tipo de trabajos es llevado a cabo por equipos de trabajo de las respectivas direcciones de catastro de las provincias.

9.3 Proyecto

Proyecto - Licitación - Adjudicación

Mientras se llevan a cabo los trabajos anteriores, otros equipos técnicos generalmente de la dirección provincial de vialidad o de una consultora o

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ambos reunidos van convirtiendo el anteproyecto en el proyecto final que será construido.

El ítem más importante que se decidirá en este paso es la Cota de la Rasante, es decir la altura final sobre el terreno natural de la capa asfáltica una vez terminada. La importancia de esto radica en que en base a esta cota se deberán proyectar y calcular los perfiles transversales y el longitudinal de toda la obra:

Perfil longitudinal: Es la línea que sigue el centro de la cinta asfáltica, representa la parte más alta que alcanzará el proyecto es decir la RASANTE a intervalos regulares le será definida una cota que será la de la cinta asfáltica terminada. Sobre ella se emplazarán las curvas, puentes y alcantarillas, también se medirán las progresivas que definirán la longitud final de la obra y a ella estarán referidos los desniveles con respecto a las distintas capas, al terreno natural y a los drenajes laterales.

Perfiles transversales: Son líneas trazadas perpendicularmente al perfil longitudinal, a intervalos regulares que definen los desniveles entre las distintas capas entre sí y con respecto a la rasante, los peraltes, las profundidades de los drenajes laterales con respecto al terreno circundante, etc. Por lo común están separadas entre sí unos 100 a 200 mts. en zonas llanas y a intervalos menores en zonas más escarpadas o según la necesidad, al aparecer algún accidente o circunstancia que obligue a crear un perfil transversal fuera del intervalo correspondiente.

La cota final en que quedará la rasante no es resultado de una decisión arbitraria sino que se deben tener en cuenta ciertos parámetros económicos y técnicos; en general son mas tenidos en cuenta los económicos ya que de ellos depende la realización de la obra mientras que los técnicos se pueden cambiar (dentro de un cierto rango) en tanto y en cuanto no afecten a la seguridad de quienes en el futuro la utilicen.

El criterio económico que más influye en la decisión de la cota de la rasante es el de ejecutar el menor movimiento de tierras posible, en general menor cantidad de terraplenes y zanjas o que la tierra ocupada en los terraplenes sea sacada de los zanjeos, etc.

El criterio técnico más importante a tener en cuenta es el desnivel que se creará con respecto al terreno circundante y la influencia sobre él (por ejemplo en caso de inundaciones).

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El cálculo de las curvas (trayectoria, radio, y transiciones) por lo general esta tabulado pero en algunos casos el terreno no permite la utilización de las variables establecidas por las tablas o hechos existentes naturales o artificiales insoslayables harán cambiar la traza.

Una vez adoptadas las cotas de la rasante se procederá a calcular las cotas de todos los demás elementos de la zona de camino, como por ejemplo zanjas de drenaje longitudinales y transversales, estas son canaletas paralelas ( y perpendiculares a la ruta) destinados a evitar que el escurrimiento de las aguas de lluvia perjudique al terraplén o que el terraplén se convierta en un dique artificial que no permita el normal escurrimiento del agua por los desniveles naturales del terreno; las zanjas transversales pasan por debajo del terraplén a través de las alcantarillas por lo que también estas deberán ser acotadas para evitar que se formen lagunas que lo debiliten.

Otros elementos a acotar son alcantarillas de entrada a las propiedades que quedan a los costados del camino, las distintas capas del terraplén, badenes, puentes, etc.

A partir de las cotas definidas y del estudio de suelos realizado se podrán obtener los volúmenes de tierra y piedra, necesarios para el terraplenamiento y los volúmenes sobrantes producto de los desmontes realizados.

Conjuntamente con los cálculos de las cotas se deberán calcular también los desarrollos de las curvas, los peraltes, las pendientes; para lo cual habrá que definir la velocidad máxima a la que podrán llegar los bólidos que se desplacen por la carretera, el tipo de asfalto a utilizar, etc.

Todos estos cálculos permitirán una cuantificación global aproximada de los trabajos que serán necesarios para terminar la obra, la maquinaria, los métodos y el personal a utilizar para construir la misma y a partir de todas estas variables será posible obtener un costo global estimado que se conoce como presupuesto oficial de la obra. Una vez calculado este monto es posible confeccionar los pliegos que serán ofrecidos en venta a las empresas viales que cumpliendo ciertos requisitos de solvencia, deseen presentarse en la licitación. Esta es un acto público en la cual varias empresas ofrecen sus servicios en un sobre cerrado que es abierto durante el acto licitatorio, este sobre contiene la oferta que cada empresa obtiene según criterios técnico-financieros particulares y se compromete a mantener (bajo ciertas condiciones) de resultar adjudicataria de la obra.

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9.4 Ejecución

Apertura, despeje y alambrado de la traza

Una vez concluido todo el trámite burocrático llega, por fin, el momento del comienzo de obra por lo general, (dependiendo de las directivas de cada dirección de vialidad provincial) el primer paso es la colocación del cartel de obra, en el constará el nombre oficial de la obra el organismo supervisor, la empresa constructora, el monto oficial, el plazo de ejecución, etc.

Hecho esto se comienzan los trabajos propiamente dichos, los cuales son decididos por un cuerpo técnico financiero que por lo general está formado por:

- Jefe de obra o representante técnico (con título de ingeniero civil o en construcciones)

- Conductor de obra (con título de ingeniero o técnico vial)

- Responsable financiero (contador, licenciado o técnico en administración de empresas

o idóneo)

- Capataz general (técnico vial, M.M.O. o idóneo)

- Topógrafo (Agrimensor, T.G.M. o idóneo)

Generalmente los trabajos comienzan con el despeje de la traza, desmalezamiento, talado, limpieza y emparejado, paralelamente se va procediendo al alambrado según el ancho de ruta establecido en el proyecto, mientras el topógrafo posiciona las obras de arte (alcantarillas y badenes).

Una vez inspeccionado todo o parte del trazado se procede al replanteo del eje de ruta, lo cual se lleva a cabo mediante estacas de madera que marcan los bordes del futuro terraplén. En los tramos rectos el replanteo se lleva a cabo por medio de una alineación con un teodolito, mientras que las curvas son replanteadas mediante tres métodos distintos, uno de ellos el método radial se basa en la colocación del teodolito en el centro radial de la curva, se coloca el 0° del limbo al comienzo de la curva y se van replanteando distintos radios de un mismo largo a intervalos angulares regulares, hasta el fin de la curva, el inconveniente es que solo se pueden replantear curvas circulares sin transiciones; el método polar consiste en colocar el teodolito en el comienzo de la curva colocar el 0° sobre la recta y comenzar a replantear ángulos y distancias que se hallan calculado y tabulados según el

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desarrollo de la transición y de la curva, en general es el más utilizado y el más simple; por último el método de coordenadas implica la creación de un eje de abcisas que coincida con el eje de camino, al cual a intervalos regulares se le van calculando ordenadas.

En el párrafo anterior se nombraron las transiciones estas son porciones de curva que no pertenecen al segmento principal de la misma y que tienen un radio mayor de manera que es más abierto que el segmento principal, esto permite que los vehículos entren a la curva teniendo un “espacio” o transición para poder frenar y evitar una brusca entrada que por la fuerza centrífuga desarrollada podría sacarlos del camino. Las transiciones al igual que los peraltes se calculan en función de la velocidad directriz, del coeficiente de rozamiento entre el caucho y el asfalto, y la masa de los vehículos (valores estimados máximos para mayor seguridad)

9.5 Obras Anexas

Con el comienzo de las obras del trazado también se debe comenzar con las obras anexas a la obra vial, estas son el determinar un predio para el obrador donde concentrar al personal y la maquinaria al comienzo y al fin del día de trabajo, en él se construirán las oficinas del staff directivo, de la inspección e incluso los depósitos de herramientas e instrumento de precisión.

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También se debe comenzar con el montaje de la planta de asfalto, el laboratorio, y la zona de acopio, los que debieran estar dentro del perímetro del obrador

Preferiblemente el obrador deberá estar ubicado equidistante de la zona de camino, para evitar excesivos desplazamientos de vehículos; de un centro poblado, para tener al alcance los servicios necesarios, los insumos, la mano de obra, etc. y de los yacimientos de áridos, estos son canteras elegidas para extraer el ripio o las distintas granulaciones de material calcáreo con que se construirán las distintas capas del terraplén.

9.6 Ejecución del Terraplén

Con el comienzo de la ejecución del terraplén se da comienzo a la obra vial propiamente dicha, este debe estar suficientemente elevado sobre el terreno natural y se lo debe construir con materiales suficientemente plásticos y a la vez resistentes para aguantar sin agrietarse ni deformarse las fuerzas a que será sometido una vez que comiencen a transitar los vehículos sobre el mismo.

Se debe tener especial cuidado en el replanteo y compactación de las capas del terraplén ya que de esto dependerá la durabilidad de la futura ruta, más que del grosor o resistencia de la capa asfáltica.

Nivelación de las capas del terraplén

La razón fundamental de su construcción es brindar a la capa asfáltica un soporte rígido y plano que permita su inalterabilidad a pesar de las

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presiones que recibirá, en algunos casos como en terrenos montañosos o calcáreos la rigidez necesaria está dada naturalmente por el propio terreno, pero en la mayoría de los casos el terreno natural está constituido por tierras o arena de escasa resistencia y compactabilidad por lo que se deben mezclar los elementos naturales con calizas o arcillas traídas desde yacimientos lejanos para lograr una compactación adecuada del terraplén. Incluso en algunos casos es necesario crear las condiciones de compactabilidad adecuadas agregando capas de mezclas en diferentes porcentajes de tierra con cal (suelo cal) o cemento (suelo cemento).

Estas capas de distintos materiales, grosores y densidades son calculados durante el proyecto de la obra y durante la misma deben ser replanteados mediante estacas niveladas; estas se deben ir construyendo de a una compactándose cada cual antes de comenzar la otra. Esta compactación es el proceso más importante de su construcción ya que de su perfección depende la duración de la capa asfáltica superior en mayor medida que de su grosor y su constitución química, como ya lo decíamos anteriormente.

Concluida la construcción de la última capa del terraplén se habrá llegado al nivel llamado “de la subrasante” , en este nivel terminan los trabajos de la topografía aplicados a la obra vial ya que lo que queda es una capa ínfima de imprimación (que es un líquido asfáltico-bituminoso que cumple la función de amalgamar la cinta asfáltica con el soporte de material natural de la subrasante).

Por último la colocación de la capa asfáltica (hasta llegar al nivel de la rasante) es responsabilidad de los conductores de la

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Máquina asfaltadora ya que esta tiene un dispositivo que permite dar el grosor debido a esta última capa.

CARRETERAS

Una carretera o ruta es una vía de dominio y uso público, proyectada y construida fundamentalmente para la circulación de vehículos automóviles. Existen diversos tipos de carreteras, aunque coloquialmente se usa el término carretera para definir a la carretera convencional que puede estar conectada, a través de accesos, a las propiedades colindantes, diferenciándolas de otro tipo de carreteras, las autovías y autopistas, que no pueden tener pasos y cruces al mismo nivel. Las carreteras se distinguen de un simple camino porque están especialmente concebidas para la circulación de vehículos de transporte.

Clasificación de las carreteras

SISTEMA NACIONAL DE CARRETERAS (SINAC)

El Sistema Nacional de Carreteras (SINAC) se jerarquiza en las siguientes tres redes viales:

a. Red Vial Nacional.- Corresponde a las carreteras de interés nacional como las Departamentales o Regionales y de las carreteras Vecinales o Rurales, están conformadas por:

1. Interconectar al país longitudinalmente o transversalmente, permitiendo la vinculación con los

países vecinos.

2. Interconectar las capitales de departamento

3. Soportar regularmente el tránsito de larga distancia nacional o internacional de personas y/o mercancías, facilitando el intercambio comercial interno o del comercio exterior.

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http://es.wikipedia.org/wiki/Camino_rural

http://es.wikipedia.org/wiki/Autopista

http://es.wikipedia.org/wiki/Autov%C3%ADa

http://es.wikipedia.org/wiki/Veh%C3%ADculo


4. Articular los puertos y/o aeropuertos de nivel nacional o internacional, así como las vías férreas nacionales.

5. Interconectar los principales centros de producción con los principales centros de consumo.

b. Red Vial Departamental o Regional.- Conformada por las carreteras que constituyen la red vial circunscrita alámbito de un gobierno regional. Articula básicamente a la Red Vial Nacional con la Red Vial Vecinal o Rural.

1. Interconectar la capital del departamento con las capitales de provincias o estas entre sí.

2. Facilitar principalmente el transporte de personas y el intercambio comercial a nivel regional o departamental y que tengan influencia en el movimiento económico regional.

3. Interconectar capitales de distritos pertenecientes a más de una provincia o permitir la conformación de circuitos con otras carreteras departamentales o nacionales.

4. Articular los puertos y/o aeropuertos de nivel regional.

c. Red Vial Vecinal o Rural.- Conformada por las carreteras que constituyen la red vial circunscrita al ámbitolocal, cuya función es articular las capitales de provincia con capitales de distrito, éstos entre sí, con centros poblados o zonas de influencia local y con las redes viales nacional y departamental o regional.

SIMBOLOGÍA

Para la identificación gráfica de la jerarquía de las vías y en la señalización de éstas se utiliza los símbolos que se indican, dentro de los cuales se coloca el Código de Ruta:

a) Red Vial Nacional: Escudo

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b) Red Vial Departamental o Regional: “emblema”

c) Red Vial Vecinal o Rural: “círculo

Clasificación de carreteras y tipos de obra

carreteras con superficies de rodaduras pavimentadas.

La clasificación de carreteras es como sigue:

A.Clasificación por su función

a) Carreteras de la Red Vial Nacional.

b) Carreteras de la Red Vial Departamental o Regional.

c) Carreteras de la Red Vial Vecinal o Rural.

B.Clasificación por el tipo de relieve y clima

Carreteras en terrenos: planos, ondulados, accidentados y muy accidentados; se

ubican indistintamente en la costa (poca lluvia), sierra (lluvia moderada) y selva

(lluviosa y muy lluviosa).

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Derecho de vía o faja de dominio

a) Naturaleza del derecho de víaEl Derecho de Vía comprende el área de terreno en que se encuentra lacarretera y sus obras complementarias, los servicios y zona de seguridadpara los usuarios y las previsiones para futuras obras de ensanche y mejoramiento.Dentro del ámbito del Derecho de Vía de dominio público, se prohíbe sinexcepción alguna la colocación de publicidad comercial exterior, en preservaciónde la seguridad vial y del medio ambiente.

PARÁMETROS Y ELEMENTOS BÁSICOS DEL DISEÑO

2.1 Parámetros básicos para el diseño

Para alcanzar el objetivo buscado, deben evaluarse y seleccionarse los siguientes

parámetros que definirán las características del proyecto, según se explica a continuación

en el siguiente orden:

2.1.1 Estudio de la demanda.

2.1.2 La velocidad de diseño en relación al costo de la carretera.

2.1.3 La sección transversal de diseño.

2.1.4 El tipo de superficie de rodadura.

2.1.1 Metodología para el estudio de la demanda de tránsito

2.1.1.1 El Índice Medio Diario Anual de Tránsito (IMDA).

El Índice Medio Diario Anual de Transito (IMDA) representa el promedio aritmético

de los volúmenes diarios para todos los días del año previsible o existente en una

sección dada de la vía. Su conocimiento da una idea cuantitativa de la importancia

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de la vía en la sección considerada y permite realizar los cálculos de factibilidad

económica.

En los estudios del tránsito se puede tratar de dos situaciones:

a) Los estudios para carreteras con el tránsito existente podrá proyectarse mediante

los sistemas convencionales. Parámetros y elementos básicos del diseño

b) Las carreteras nuevas requieren de un estudio de desarrollo económico zonal

o regional que lo justifique.

La carretera se diseña para un volumen de tránsito que se determina como demanda

diaria promedio a servir al final del período de diseño, calculado como el número

de vehículos promedio que utilizan la vía por día actualmente y que se incrementa

con una tasa de crecimiento anual, normalmente determinada por el MTC para las

diversas zonas del país.

Estas tasas pueden variar sustancialmente si existieran proyectos de desarrollo específicos

por implementarse con suficiente certeza a corto plazo en la zona de la

carretera.

La proyección puede también dividirse en dos partes. Una proyección para vehículos

de pasajeros que crecerá aproximadamente al ritmo de la tasa de crecimiento

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de la población y una proyección de vehículos de carga que crecerá aproximadamente

con la tasa de crecimiento de la economía. Ambos índices de crecimiento

correspondientes a la región que normalmente cuenta con datos estadísticos de

estas tendencias.

2.1.1.2 Volumen y composición o clasificación de los vehículos(carreteras existentes)

i) Se definen tramos del proyecto en los que se estima una demanda homogénea

en cada uno de ellos.

Manual para el Diseño de Carreteras

Pavimentadas de Bajo Volumen de Tránsito

i. Se establece una estación de estudio de tráfico en un punto central del tramo, en un lugar que se considere seguro y con suficiente seguridad social

ii. Se toma nota en una cartilla del número y tipo de vehículos que circulan enuna y en la otra dirección, señalándose la hora aproximada en que pasó elvehículo por la estación.

iii. Se utiliza en el campo una cartilla previamente elaborada que facilite el conteo, según

la información que se recopila y las horas en que se realiza el conteo.

iv. De esta manera, se totalizan los conteos por horas, por volúmenes, por clase devehículos, por sentidos, etc.

2.1.1.3 Variaciones horarias de la demanda

De conformidad con los conteos, se establece las variaciones horarios de la demanda

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por sentido de tránsito y también de la suma de ambos sentidos. También se establece la hora de máxima demanda. Puede realizarse conteos para las 24 horas corridas. Pero si se conoce la hora de mayor demanda, puede contarse por un período menor.

2.1.1.4 Variaciones diarias de la demanda

Si los conteos se realizan por varios días, se pueden establecer las variaciones relativas del tránsito diario (total del día o del período menor observado) para los días de la semana.

2.1.1.5 Variaciones estaciónales (mensuales)

Si la información que se recopila es elaborada en forma de muestreo sistemático durante días claves a lo largo de los meses del año, se puede obtener índices de variación mensual que permitan establecer que hay meses con mayor demanda que otros. Como sería el caso en zonas agrícolas, durante los meses de cosecha.

Con la información obtenida mediante los estudios descritos o previamente ya conocida por estudios anteriores, (comprobables con conteos mínimos) podrá establecerse, mediante la proyección de esa demanda para el período de diseño, la sección (ancho) transversal necesaria de la carretera a mejorar y los elementos del diseño de esta sección, como son: ancho de la calzada y de las bermas de la carretera

Velocidad de circulación

La velocidad de circulación corresponderá a la norma que se dicte para señalizar la carretera y limitar la velocidad máxima que deberá indicarse mediante la señalización correspondiente. Es recomendable que, en lo posible, la velocidad señalizada sea algo menor que la velocidad de diseño de la carretera.

2.1.3 La sección transversal de diseño

Este acápite se refiere a la selección de las dimensiones que debe tener la sección transversal de la carretera en las secciones rectas (tangente) y los diversos tramos a lo largo de la carretera proyectada.

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Para dimensionar la sección transversal, se tendrá en cuenta que las carreteras pavimentadas de bajo volumen de tránsito, solo requerirán una calzada de circulaciónvehicular con dos carriles, uno para cada sentido.

Parámetros y elementos básicos del diseño

El ancho de la carretera, en la parte superior de la plataforma o corona, podrá contener además de la calzada, un espacio lateral a cada lado para bermas y para la ubicación de guardavías, muros o muretes de seguridad, señales y cunetas de drenaje.

La sección transversal resultante será más amplia en los territorios planos en concordancia con la mayor velocidad del diseño. En territorios ondulados y accidentados, tendrá que restringirse lo máximo posible para evitar los altos costos de construcción, particularmente en los trazados a lo largo de cañones flanqueados por farallones de roca o de taludes inestables, en cuyo caso se admitirán excepcionalmente vías de un solo carril, de 4.00 m. de ancho de calzada mínimo, con las zonas de sobrepaso de acuerdo a la visibilidad (plazoletas de cruce), e implementados con los elementos de seguridad necesarios que hayan sido identificados con los estudios de seguridad vial (Auditorias de seguridad vial en todas las etapas del proyecto).

2.1.4 Tipos de superficie de rodadura

Este manual para el diseño de carreteras pavimentadas de bajo volumen de tránsito considera que básicamente se utilizarán los tipos de pavimentos siguientes:

• Carreteras con pavimentos flexibles.

• Carreteras con pavimentos rígidos.

La metodología de diseño de pavimento

Elementos del diseño geométrico

Los elementos que definen la geometría de la carretera son:

a) La velocidad de diseño seleccionada.

b) La distancia de visibilidades necesarias.

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Manual para el Diseño de Carreteras

Pavimentadas de Bajo Volumen de Tránsito

c) La estabilidad de la plataforma de la carretera, de las superficies de rodadura,

de los puentes, de las obras de arte y de los taludes; y.

d) La preservación del medio ambiente

e) Vehículo de diseño

En la aplicación de los requerimientos geométricos que imponen los elementos mencionados, se tiene como resultante el diseño final de un proyecto de carretera o carretera estable y protegida contra las inclemencias del clima y del tránsito.

Para este efecto, este manual incluye la manera en que debe resolverse los aspectos de: diseño de la plataforma de la carretera; estabilidad de la carretera y de los taludes inestables preservación del ambiente, seguridad vial, y diseño propiamente, incluyendo los estudios básicos necesarios, tales como: topografía, geología, suelos, canteras e hidrología, que permiten dar un sustento al proyecto.

DISEÑO GEOMÉTRICO

Distancia de visibilidad.-Es la longitud continua hacia adelante de la carretera, quees visible al conductor del vehículo para poder ejecutar con seguridad las diversasmaniobras a que se vea obligado o que decida efectuar. En diseño se consideradistancias de visibilidad:

(a) Visibilidad de parada.

(b) Visibilidad de adelantamiento.

(c) Visibilidad para cruzar una carretera.

3.1.1 Visibilidad de parada

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Distancia de visibilidad de parada es la longitud mínima requerida para que se detenga un vehículo que viaja a la velocidad directriz, antes de que alcance un objeto que se encuentra en su trayectoria.

Para efecto de la determinación de la visibilidad de parada se considera que el objetivo inmóvil tenga una altura de 0.60 m y que los ojos del conductor se ubique a 1.10 m por encima de la rasante de la carretera.

3.1.2 Visibilidad de adelantamiento

Distancia de visibilidad de adelantamiento (paso) es la mínima distancia que debe ser visible a fin de facultar al conductor del vehículo a sobrepasar a otro vehículo que viaja a velocidad 15 Km./h menor, con comodidad y seguridad, sin causar alteración en la velocidad de un tercer vehículo que viaja en sentido contrario a la velocidad directriz, y que se hace visible cuando se ha iniciado la maniobra de sobrepaso.

Para efecto de la determinación de la distancia de visibilidad de adelantamiento se considera que la altura del vehículo que viaja en sentido contrario es de 1.10 m y que la del ojo del conductor del vehículo que realiza la maniobra de adelantamiento es 1.10 m.

La visibilidad de adelantamiento debe asegurarse para la mayor longitud posible, de la carretera cuando no existen impedimentos impuestos por el terreno y que se reflejan, por lo tanto, en el costo de construcción.

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GLOSARIO DE TÉRMINOS Para la aplicación de las Especificaciones Técnicas Generales para la Conservación de Carreteras, se presenta el siguiente Glosario de Términos a utilizar en los procesos de gestión de conservación de las redes viales.

a.Acera: Elemento físico lateral de la vía destinado al tránsito de peatones en zonas pobladas. b.Afirmado: Capa constituida con grava natural o grava selecta

procesada o semiprocesada, generalmente con un contenido de ligante arcilloso, que se coloca sobre la subrasante de una vía. Funciona como capa de rodadura y de soporte al tránsito. Estas capas pueden tener tratamiento para su estabilización.

c.Autopista: Vía expresa de tránsito rápido, sin intersecciones y con accesos controlados.

d.Badén: Estructura construida con piedra y/o concreto para permitir el paso vehicular sobre quebradas de flujo estacional o de flujos de agua menores. A su vez, permiten el paso de agua, materiales y de otros elementos sobre la superficie de rodadura.

e.Berma: Franja longitudinal contigua y paralela a la calzada de una vía y cuya función es la de proporcionar confinamiento al pavimento, protegerlo contra la erosión y servir como zona de estacionamiento o tránsito temporal de vehículos en emergencia.

f. Calzada: Zona de la vía destinada a la circulación de los vehículos. g.Carril: Parte de la calzada destinada al tránsito de una sola fila de

vehículos.h.Camino: Vía terrestre para el tránsito de vehículos motorizados y no

motorizados, peatones y animales, con excepción de vías férreas.

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i. Carretera: Camino para el tránsito de vehículos motorizados, de por lo menos dos ejes, con características geométricas definidas de acuerdo a las normas técnicas vigentes en el Ministerio de Transportes y Comunicaciones, incluyendo el derecho de vía.

j. Conservación Vial: Es el conjunto de actividades que se realizan para mantener en buen estado las condiciones físicas de los diferentes elementos que constituyen la vía y, de esta manera, garantizar que el transito sea cómodo, seguro, fluido y económico. En la práctica, lo que se busca es preservar el capital ya invertido en la construcción de la infraestructura vial, evitar su deterioro físico prematuro y, sobre todo, mantener la vía en condiciones operativas adecuadas a las necesidades y demandas de los usuarios. Actualmente, se incluyen también actividades socio-ambientales, de atención de emergencias viales y de cuidado y vigilancia de la vía. Comprende la conservación vial rutinaria y la conservación vial periódica.

k.Conservación Vial Integral por Niveles de Servicio: Mecanismo de tercerización a aplicar preferentemente en vías pavimentadas con altos volúmenes de tránsito, con un Índice Medio Diario Anual -IMDA- mayor de 1000 vehículos, para que una empresa privada asuma toda la responsabilidad de la conservación de la carretera con unas condiciones de servicio establecidas mediante índices o niveles de servicio, durante un plazo establecido de varios años. Además, se encargue de labores operativas de la vía como son el control de pesos y dimensiones vehiculares, la seguridad vial, la atención a los usuarios y las emergencias viales.

l. Conservación Vial Periódica: Es el conjunto de actividades que se ejecutan en períodos, en general, de más de un año y que tienen el propósito de evitar la aparición o el agravamiento de defectos mayores, de preservar las características superficiales, de conservar la integridad estructural de la vía y de corregir algunos defectos puntuales mayores. Ejemplos de esta conservación son la colocación de capas de refuerzo o recapados en pavimentos asfálticos, la reposición de afirmados y la reconformación de la plataforma existente en vías afirmadas, el recubrimiento de vías no pavimentadas con tratamiento bituminoso, y las reparaciones de los diferentes elementos físicos del camino. En los sistemas tercerizados de conservación vial, también se incluyen actividades socio-ambientales, de atención de emergencias viales y de cuidado y vigilancia de la vía.

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m. Conservación por Redes Viales: Mecanismo de tercerización a aplicar preferentemente para la conservación de vías pavimentadas y no pavimentadas, con un Índice Medio Diario Anual –IMDA- entre 150 y 1000 vehículos, para que empresas se encarguen de la conservación de redes de carreteras con longitudes del orden de 150 kilómetros a 300 kilómetros, por la modalidad de partidas o cantidades de obra y por precios unitarios para las obras de reparación puntuales o conservación periódica y por estándares o resultados para la conservación rutinaria.

n.Conservación Vial Rutinaria: Es el conjunto de actividades que se ejecutan permanentemente a lo largo de la vía y se constituyen en acciones que se

LAS OBRAS HIDRÁULICAS Y EL DESARROLLO.

El agua y su utilización.

El aire y el agua son sin duda, los elementos naturales más indispensables para el hombre. El aire lo es de manera inmediata e inaplazable. El agua, también de forma imprescindible, pero aplazable dentro de ciertos límites. El aire se obtiene sin esfuerzo, en todas partes y sin restricción. El agua tan solo existe en ciertos sitios y en cantidad variable de unos momentos a otros. Por ello se comprende que todas las civilizaciones, hayan dependido siempre de los lugares donde había agua, y con tanta mayor sujeción a ella cuanto más desarrolladas.

El ingenio humano ha permitido que los hombres puedan vivir lejos de los cauces naturales llevando el agua desde ellos a los centros de consumo. Esta independencia creciente del lugar de consumo respecto a la fuente, conseguida gracias al avance técnico de las obras de transporte del agua, es la que ha permitido la extensión geográfica y el desarrollo de la humanidad.

Para el hombre de hoy el agua es todavía más indispensable porque a sus necesidades naturales ha añadido un sin número de exigencias artificiales para su comodidad, placer y trabajo, por lo que la civilización actual sería inconcebible sin las obras hidráulicas.

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Lo que sí ha ocurrido, ocurre y ocurrirá es que las obras hidráulicas van transformándose según las exigencias de la civilización, pues si el agua ha sido siempre elemento fundamental para el hombre, la forma de su uso ha variado con el género de vida, pero siempre permanecerá y se acrecentará su uso como tal elemento vital en sí mismo.

tipos de obras hidráulicas.

Bajo esta denominación se incluyen todas las construcciones que tienen por objeto fundamental modificar de alguna forma el curso natural del agua para hacerla útil al hombre, sea proporcionándosela o protegiéndole contra sus peligros.

De aquí se colige la gran variedad de este tipo de obras, que podemos agrupar según su objetivo funcional en:

Obras para suministro de agua como tal elemento.

Abastecimientos a poblaciones e industrias.

Regadíos.

Mantenimiento de la capa freática.

El agua utilizada puede ser superficial o subterránea.

Obras que la utilizan como elemento pesante.

Saltos de agua, en todas sus variedades (uso energético)

Obras para navegación.

Obras de defensa.

Embalses amortiguadores de crecidas.

Corrección y protección de cauces naturales.

Obras de conservación o mejora de la naturaleza.

Saneamiento y depuración de aguas.

Embalses y cauces para pesca, recreo o paisaje.

Para lograr cualquiera de las finalidades citadas no suele bastar una sola obra, siendo necesario un conjunto de ellas diferenciadas por la misión que han de cumplir y que son las siguientes:

Una presa o dique que sirve para elevar el nivel natural del agua en el río al objeto de poder desviarla hacia un cauce artificial. Esta presa suele

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servir también para crear un embalse que retiene las aportaciones sobrantes en ciertas épocas, guardándolas para las de escasez.

Una serie de conducciones que sirven para transportarla por estos cauces artificiales hasta el lugar de su utilización.

Una instalación para su uso: red de abastecimiento, central hidroeléctrica, red de riego, etc.; parte de esta instalación consistirá en obras y otra en maquinaria específica para ese uso (bombas, turbinas, aparatos para riegos, depuración, etc.)

Las presas y conducciones pueden ser a su vez de distintos tipos según el terreno y otras circunstancias. Pero son obras que se usan indistintamente para uno u otro uso e, incluso, pueden tener un objetivo múltiple. La diferenciación debida al uso concreto a que se destine el agua suele estar sólo en la instalación; esta difiere, incluso considerablemente, de unos usos a otros. Por ejemplo, una red de abastecimiento a una población no se parece nada a una central hidroeléctrica; en cambio las presas pueden ser muy parecidas, e incluso servir la misma presa para alimentar una central hidroeléctrica después a una población.

escasez de agua: obras de uso múltiple.

De seguir el ritmo de aumento actual de población, y exigencias del modo de vida, con el consiguiente aumento de exigencia de agua, puede llegarse en un plazo relativamente próximo al límite de las disponibilidades.

De aquí que haya que extremar el buen orden en el uso del agua, tratando de evitar su desperdicio y que su empleo sea el más conveniente. Ello lleva a dos conceptos:

Tratar que las obras nos sirvan para varios usos, cuando esto sea posible.

Analizar qué usos han de ser preferidos..

El agua resulta ya escasa para las necesidades previsibles, pero también ocurre que la técnica permite hacer obras de gran envergadura, siendo posible sacar recursos que antes eran inasequibles por su dificultad. Esas obras de envergadura son ya posibles, pero costosas, y hay que obtener de ellas el máximo fruto para hacerlas viables económicamente; de ahí la conveniencia de que se destinen a varios usos.

No todos ellos son siempre posibles simultáneamente. En relación con este punto de vista los usos pueden ser:

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Compatibles (p.e., al crear un embalse para riegos o energía puede crearse en él una riqueza piscícola).

Complementarios (p.e., un embalse puede alimentar una central hidroeléctrica y a la salida de ésta desviarse por un canal para riego).

Alternativos o incompatibles (p.e., de una presa se puede derivar agua para regar o abastecer una población; si no hay bastante para ambos usos, lo que se dé para uno irá en mengua del otro).

Cuando hay oposición de usos, la decisión se toma por razones económicas o sociales, según los casos. La legislación prevé una preferencia según la repercusión social: primero abastecimientos a poblaciones, segundo riegos, tercero energía y usos industriales.

Este objetivo de optimización de las obras da lugar a una ciencia que es el Estudio de Sistemas, y que no sólo es aplicable a las obras hidráulicas, sino a otros ámbitos.

usos consuntivos.

El agua se puede usar para muchos fines. Después de usada, no todos ellos la devuelven íntegra ni con las condiciones originales. Según ello, los usos se clasifican como consuntivos y no consuntivos.

El uso hidroeléctrico del agua es no consuntivo. El agua, después de pasar por las conducciones y máquinas, se devuelve al cauce íntegro e invariable en cuanto a sus condiciones físicas, químicas y biológicas. Este uso, lo único que consume es desnivel, pero no agua.

La navegación es también un uso no consuntivo. El agua es solo un soporte para los barcos y lo único que se exige es un calado mínimo y que no rebase una velocidad tope. Sin embargo, la navegación con motor puede afectar a su calidad por lo que en algunos embalses y cauces sólo se permite la vela o remo.

Los riegos consumen parte del agua; de la cantidad total regada solo retornan a los cauces del 0 al 50%. Además, el agua devuelta puede estar cargada de sales disueltas al filtrar.

Los abastecimientos son los grandes consumidores del agua, además, lo recuperado en cantidad resulta totalmente consumido en calidad, pues son aguas fecales en su mayor parte, con grave alteración de sus cualidades físicas, químicas y biológicas.

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En cuanto a la industria, estas aguas son también consuntivas, bien en cantidad (incorporación del agua al producto fabricado), como en calidad (por su utilización para diluir o transportar residuos). El grado máximo lo constituyen algunas industrias químicas, principalmente las papeleras; el mínimo, las actividades que usan el agua para refrigeración, que la devuelven íntegra, aunque caliente lo que puede influir en las especies biológicas, dificultar su uso posterior en riegos...

Los usos recreativos pueden ser más o menos consuntivos.

Problemas ecológicos y de ambiente.

Una obra hidráulica significa de por sí una modificación de la naturaleza que puede ser importante, dada la envergadura actual de estas obras. Normalmente, la modificación que provoca del medio natural es favorable: disminución o supresión de crecidas, suministro de agua en períodos de escasez, producción de riegos, energía, etc. Para eso se hace la obra: para lograr un dominio sobre ciertos aspectos desfavorables de la naturaleza, mejorándolos. Pero, aún no buscándolos, pueden producirse otros efectos, unos favorables y otros más o menos perjudiciales.

En primer lugar, una obra produce perturbación en el paisaje: excavaciones, tala de árboles, terraplenes, escombreras... Es una especie de “impuesto” que ha de pagarse por la obra. Normalmente, los efectos beneficiosos obtenidos son tan grandes que los defectos citados resultan despreciables y admisibles. Pero hay casos en los que la conservación de un paisaje determinado es tan importante, que hay que sacrificar a su conservación cualquier otro beneficio. En esos casos se imponen medidas y cuidados especiales en las obras o incluso una reducción y hasta supresión total de aprovechamientos hidráulicos en la zona.

En toda obra debemos tener en cuenta su posible impacto desfavorable en el paisaje y ambientes naturales, paliando en lo posible estas consecuencias negativas. Y en cualquier caso, teniéndolas en cuenta para valorar su coste social, al tomar decisiones de tipo económico.

Pero no todo es paisaje; la obra hidráulica modifica las condiciones del hábitat fluvial y ese cambio implica consecuencias en la flora y fauna circundante. Y estos efectos son favorables en un sentido y desfavorables en otro.

Por último, citemos también que puede haber obras hidráulicas cuyo objetivo directo o principal sea la mejora del ambiente. Concretamente los

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embalses destinados a mejorar el paisaje, desarrollo de los deportes, recreo, etc. También pueden crearse otros para proporcionar a un cauce contaminado el agua limpia necesaria para su dilución. Y, por supuesto, las obras hidráulicas cuyo objetivo es el saneamiento.

Etapas de desarrollo hidráulico.

Teóricamente, cabe considerar tres fases en el desarrollo hidráulico de una región o país:

Desarrollo inconexo o “de oportunidad”. Es el período durante el cual se considera hay agua sobrada para las necesidades y ello conduce a no cuidar su utilización: se toma simplemente de donde más conviene, sin pensar si perjudicará o no a otros posibles usos más adelante.

Desarrollo integral. El agua ya no es sobrada para las necesidades y ello obliga a prever y ordenar su uso óptimo.

Las cuencas hidrográficas se usan como conjunto y se proyectan las obras de forma que se obtengan usos variados y con la mejor utilización total.

Etapa de superaprovechamiento. Cuando se sobrepasa la utilización de alrededor del 80% de los recursos naturales, es preciso extremar aún más la ordenación del uso del agua y la coordinación entre recursos y usos, porque nos aproximamos al límite de posibilidades. Para ello se reforman las obras y se extrema el cuidado al usar el agua. Por otra parte, como en ciertas cuencas se llega al límite de lo disponible, se vuelve a considerar el problema hidráulico no sólo por cuencas hidrográficas, sino por la totalidad del país, dando lugar al trasvase de unas cuencas a otras para equilibrarlas, pues puede ser que unas tengan sobrantes mientras que otras tengan ya agotados sus recursos naturales.

Por eso esta etapa se llama también de aprovechamiento integral-conjunto.

Otra característica de esta etapa es la de tratar de lograr la ampliación de los recursos naturales. Por ello, al estar próxima la superación de las disponibilidades de agua dulce, se empieza a pensar en obtener la del mar por procedimientos especiales previendo ya el momento en que el consumo llegue o supere el 100% de los recursos naturales.

Asimismo, en esta etapa de agotamiento, se reutiliza el agua después de sometida a los oportunos tratamientos físicos, químicos y biológicos.

Es obvio que en un mismo país pueden darse distintos grados de desarrollo en las diversas cuencas hidrográficas.

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A las diversas etapas de desarrollo corresponden preocupaciones crecientes por la buena administración de un bien, conforme va siendo más escaso.

Estudios hidrológicos básicos.

Planteamiento del problema.

Para el desarrollo, tanto en líneas generales como en detalles de dimensionamiento de un proyecto, es necesario apoyarse en una información básica constituida por un conjunto de datos numéricos que, convenientemente tratados, permiten cuantificar de una manera objetiva las estimaciones del proyectista.

INFORMACIÓN bruta disponible.

La información (aportaciones y caudales instantáneos, mediciones...) debe buscarse en los registros y archivos que, con carácter general, preparan los servicios de la Administración Pública para uso de todos los técnicos interesados.

Los datos disponibles, en general, son de dos tipos: pluviométricos y de aforo.

En nuestro país los datos de aforos son recopilados y publicados por el M.O.P.T. Para cada estación de aforo se publica la relación de caudales medios diarios. Sobre esta relación básica, las publicaciones del M.O.P.T. operan una primera elaboración de la información, consistente en separar los siguientes valores:

Máximo y mínimo caudal de cada mes.

Caudal medio de cada mes y aportaciones mensuales.

Caudal medio anual y aportación anual.

Se dibujan, además, en un gráfico las curvas de caudales diarios y las de caudales acumulados y clasificados.

Es excepcional que estos datos puedan por sí solos ser suficientes por los siguientes motivos:

Suponiendo que en un determinado río hubiera datos de aforos correspondientes a un período muy largo, será una casualidad el que la obra que se proyecta esté emplazada exactamente donde la estación de aforos.

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Será, por tanto, necesario extrapolar datos de estaciones de aforo próximas.

La instalación de estaciones de aforo es relativamente reciente y, por tanto, en un gran número de casos suministra datos de un período de años no muy extenso. También la insuficiencia o imperfección de las instalaciones tengan un grado de fiabilidad más reducido.

En ciertos casos, los datos de aforos disponibles quedan invalidados a partir del momento en que la construcción de un embalse cambia el régimen de caudales aguas abajo del mismo.

Los inconvenientes reseñados no alteran el hecho de que los datos de aforos son los más directos y fiables, y deben conocerse y analizarse todos los disponibles relativamente cercanos al aprovechamiento en estudio.

Los datos pluviométricos son mucho más numerosos en cuanto a puntos fijos de medida y, también, se remontan a un número de años superior a los de las estaciones de aforo.

En nuestro país, los datos son publicados por el Servicio Meteorológico Nacional, en forma de resúmenes mensuales y anuales, así como con expresión de las máximas intensidades de precipitación; el Servicio tiene igualmente editado un mapa de precipitaciones medias anuales en nuestro país.

Los datos de pluviometría no son utilizables directamente sino que exigen su previa transformación en caudales en el río; la forma de efectuar esta transformación entra de lleno en el campo de la hidrología.

Procedimientos operativos.

Lo normal y aconsejable es completar los datos de aforos con los de precipitaciones, y muy especialmente en el caso de los estudios de crecidas.

El proceso operativo más general puede ser el siguiente:

Recopilación de datos. En estos se incluyen tanto los de aforo de estaciones próximas como las precipitaciones en todas las estaciones pluviométricas existentes en la cuenca. Deben recopilarse todos los datos que existan.

Formación de series tipo. Tanto a los datos de aforo como de precipitaciones se les debe dar un primer tratamiento que consiste en

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calcular sus parámetros estadísticos principales y eliminar de las series de datos brutos aquellos en que sea presumible un error de medida.

Un criterio seguido clásicamente cuando se tratan sólo series de caudales, para el establecimiento del año medio, es el de eliminar de la serie total de años el más seco y el más húmedo.

Cuando las series de datos no son muy extensas, se procede a ampliarlas mediante procedimientos estocásticos.

Dibujo de las solletas. Las isoyetas, o curvas que unen puntos de igual precipitación en el mismo tiempo, varían con el período elegido al cambiar con éste la distribución de precipitaciones.

Uniendo e interpolando entre puntos como si se tratara de curvas de nivel y con la necesaria apreciación para corregir anomalías y tener en cuenta los factores orográficos, se dibujan las isoyetas medias, complementadas en ciertos casos con las de 100, 500, 1000 años, y las máximas realmente medidas en el intervalo en que se disponga de datos.

Los mapas de isoyetas se utilizan para los siguientes propósitos:

Determinación de la función alturas-precipitaciones, necesaria para el estudio de los recursos energéticos de la cuenca.

Simulación de crecidas, conjuntamente con las formas de los hidrogramas unitarios parciales de la cuenca, que pueden medirse directamente o bien calcularse.

Paso de precipitaciones a aportaciones. Correlación entre cuencas parciales o próximas. Un paso fundamental del estudio hidrológico es el de los datos de precipitación a caudales y aportaciones. Las fórmulas a utilizar serán las que más se adapten a la región en que se realiza el estudio, de manera que podamos completar la fórmula del balance hídrico:

Como las fórmulas más usuales recordamos las de COUTAGNE, TURC, SÉLLER Y BECERRIL.

Fórmula de Coutagne.

Siendo:

= 1/(0,8+0,14T)

1/(8) < P < 1/(2)

D =evapotranspiración en m.

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T = temperatura media anual ºC.

P = precipitación anual en m.

Para precipitaciones inferiores a 1/(8) la escorrentía es nula.

Si las precipitaciones son superiores a 1/(2) el déficit de escorrentía es prácticamente independiente de P e igual a 1/(4) = 0,20+0,035T.

Fórmula de Turc.

E y P = evapotranspiración y precipitación medias en mm.

L = 300+25 T + 0,05 T2

T = temperatura media en ºC.

Fórmula de Séller.

Muy empleada en Europa Central.

A = aportación

a = varía entre 0,884 y 1,000

b = varía entre 350 y 460

siendo los valores medios:

A = 0,942 P - 405 mm.

E = 0,058 P + 405 mm.

Fórmula de Becerril.

De las observaciones realizadas sobre un gran número de ríos españoles, el profesor Becerril deduce que el coeficiente de escorrentía se puede expresar por la fórmula:

Siendo P la precipitación media anual en mm. y un coeficiente que engloba las características de cada cuenca. Según esto, la aportación viene dada por:

A y P en mm.

El valor del coeficiente oscila entre 0,007 y 0,020 y en cada caso convendrá determinarlo sobre una serie de datos conocidos. Los obtenidos por Becerril varían para las distintas regiones españolas.

La aportación de una cuenca vendrá dada por:

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En donde:

A = aportación total de la cuenca en Hm3.

Si = superficie en Km2 de cada una de las zonas en que dividimos la cuenca.

Pi = precipitación en mm. en cada una de las zonas.

Esta misma expresión sirve para determinar el valor de conociendo la aportación de la cuenca en un punto y las precipitaciones de dicha cuenca.

La comprobación o el ajuste de los resultados obtenidos debe realizarse siempre, por correlación estadística entre los resultados de la cuenca que se estudia y los de una cuenca próxima limitada por una estación de aforos, cuenca en la cual se conocen para una serie de años, las leyes de precipitaciones y aportaciones correspondientes, pudiéndose establecer la ley que las relaciona, la cual será aplicable siempre que las características de : extensión, pendiente media, precipitación media, vegetación y geomorfología sean comparables.

el agua y las plantas.

el agua en el suelo.

El balance hídrico fundamental indica que las precipitaciones se convierten en aportaciones (escorrentía) y evapotranspiración.

Analizando con más detalle el balance, nos encontramos con que las principales etapas que recorre el agua en el mismo son las siguientes:

Precipitación.

Evaporación.

Transpiración.

Humedad del suelo en la zona no saturada.

Escorrentía superficial.

Flujo a través de la zona no saturada; precolación y elevación capilar.

Flujo del agua freática: drenaje y filtraciones.

Para estudiar la vida vegetal interesa fundamentalmente conocer el comportamiento del agua en el suelo dentro de estas etapas.

El nivel freático, separa la zona saturada de agua del suelo de la zona no saturada de agua.

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Por encima del nivel freático existe una franja capilar casi saturada, en la que el agua está en contacto con el nivel freático y sostenida por elevación natural.

El agua que está debajo del nivel freático recibe el nombre de agua freática y se define como la masa de agua que existe en un suelo en el que todos los poros están saturados de agua.

Para conocer las posiciones del agua en un determinado suelo se realizan sondeos en el mismo. El agua fluye dentro de estos sondeos hasta que se alcanza un nivel de equilibrio, en el que la presión del agua es igual a la presión atmosférica, y precisamente este nivel es el que hemos llamado nivel freático.

Para observar las variaciones de la capa freática a lo largo de un cierto período de tiempo se utilizan los piezómetros, que son pozos de observación que alcanzan el nivel más bajo que se espera en el período, y que se revisten con tubos perforados.

Las posiciones límite de la capa freática en un suelo se pueden detectar también por otras características. Por debajo del nivel mínimo de la capa freática no hay oxidación, esto se traduce en que los suelos arcillosos presentan tonos azulados y las turbas tonos pardos claros. En las zonas de oscilación de la capa freática, donde alternan los fenómenos de oxidación y reducción, son frecuentes las manchas negruzcas de manganeso.

En la zona no saturada, el agua está sometida a la acción del potencial mátrico del suelo, que es una presión negativa (succión), resultante de la combinación de las fuerzas capilares con las fuerzas de absorción de las partículas del suelo. Por lo tanto la presión del agua en cualquier punto de la zona no saturada es menor que la presión atmosférica, lo cual significa que se requiere una succión para poder extraer agua de dicha zona no saturada.

el agua en la NUTRICIÓN de las plantas.

El agua es fundamental en el aspecto biológico de la planta, pero no hay que olvidar su importancia como vehículo de las demás sustancias nutritivas que contiene el suelo, interviniendo, además, en las reacciones químicas que se producen en la hoja.

Existe, además, otro aspecto del agua en la vida de las plantas, cuya importancia es esencial para el desarrollo de las mismas, y que es el papel

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regulador en los fenómenos químicos y microbiológicos que se producen en el suelo.

Durante el desarrollo del ciclo agro hidrológico el comportamiento del agua en el suelo no es estático; cuando el agua de riego o lluvia entra en contacto con el terreno se verifica en primer lugar su precolación desde los estratos superiores hacia los inferiores; en esta fase, los macroporos y microporos del suelo se llenan de agua siendo expulsado el aire. En fase posterior los macroporos de aquellos estratos que ya han sido atravesados por el agua se llenan nuevamente de aire, mientras que los microporos quedan todavía saturados de humedad. Después de un cierto tiempo, bajo la fuerza de absorción de las raíces de las plantas, esta humedad se reduce gradualmente dejando que el aire llene de nuevo, en todo o en parte, los espacios vacíos de los microporos.

Como consecuencia del fenómeno descrito los procesos aerobios y anaerobios se alternan continuamente en el terreno, asegurando a las plantas un continuo aprovechamiento de elementos nutritivos asimilables.

Cuando la humedad del terreno se agota, la microflora aerobia favorece la rápida oxidación de los componentes orgánicos y minerales del suelo, pero por carencia de agua estos elementos no pueden ser absorbidos por la planta.

Por el contrario, si el agua ocupa los poros del terreno durante un tiempo prolongado, la circulación del aire no existe, con el consiguiente fenómeno de asfixia de las raíces y fermentación anaerobia.

El conocimiento hidrológico del terreno y de la distribución de la humedad en el suelo constituye un factor determinante para el logro de las mejores producciones tanto en cultivos de secano como de regadío.

NECESIDADES de agua de las plantas.

La determinación de las cantidades de agua que necesitan las plantas para su nutrición representa el aspecto más importante de la problemática del riego; tanto desde el punto de vista biológico como económico.

Está comprobado que la cantidad de agua absorbida por las plantas es sólo una mínima parte del consumo total (" 1%), mientras que la porción más importante se elimina por evaporación del agua de la savia bruta y su emisión a la atmósfera en grandes cantidades a través de los estomas (transpiración).

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Los factores que intervienen en la transpiración son los siguientes:

Factores de la especie vegetal; la densidad de estomas varía de 1 a 10 según el tipo de plantas.

Factores de crecimiento de las plantas. A mayor edad, mayor número de hojas y mayor transpiración.

Factores climatológicos; temperatura, radiación solar, pluviometría, humedad del aire, velocidad del viento.

Factores de luminosidad; la diferencia de transpiración con luz a transpiración en oscuridad puede variar de 1 a 50.

Paralelamente al consumo de agua exclusivo de las plantas, se produce un fenómeno de consumo de agua directamente en el terreno, y este proceso viene influenciado por los siguientes factores:

Factores de orden climático; temperatura, radiación solar, pluviometría, humedad del aire, velocidad del viento.

Factores dependientes del suelo; textura, estructura, porcentaje de sustancias orgánicas...

Factores de orden hidrológico; pH del suelo, profundidad de la capa freática.

Factores de orden agrofitológico; labores del terreno, cobertura vegetal, etc.

Se denomina evapotranspiración a la suma de los dos fenómenos antes expuestos, y se conoce internacionalmente por las siglas E.T.

Dentro de este concepto se llevan a cabo dos distinciones:

Se llama evapotranspiración actual a la cantidad de agua realmente consumida por un terreno cultivado de acuerdo con las disponibilidades de agua.

Se llama evapotranspiración potencial a la cantidad de agua que podría consumir un terreno cultivado en condiciones óptimas, al cual se suministrara agua según sus necesidades. Todos aquellos terrenos cultivados que tengan una evapotranspiración potencial son deficitarios de agua, y precisamente la diferencia entre los dos tipos es la necesidad de riego.

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Hay gran cantidad de métodos propuestos para deducir la evapotranspiración potencial. Todos son experimentales y se pueden agrupar en cuatro categorías:

Métodos basados en la correlación entre la evapotranspiración y la temperatura.

Métodos basados en la correlación entre la evapotranspiración y la evaporación.

Métodos basados en la correlación entre la evapotranspiración y el déficit de humedad del aire.

Métodos basados en el balance energético de las radiaciones solares.

Todos estos métodos determinan en general la evapotranspiración potencial sin tener en cuenta el tipo de cultivo.

La evapotranspiración potencial se representa por una curva de necesidades de agua de la planta a lo largo del ciclo vegetativo.

método para remediar la insuficiencia de PRECIPITACIONES.

Los métodos que el hombre ha empleado se pueden clasificar en dos grandes grupos: los que actúan sobre el consumo de agua de terreno y los que actúan modificando el régimen de aportaciones. Dentro del primer grupo destacan el empleo de abonos orgánicos para modificar la estructura del suelo y aumentar así la capacidad de retención del mismo, incrementando de este modo el efecto regulador, y el barbecho para reducir la evaporación al impedir la ascensión capilar del agua.

Las aportaciones de agua se han conseguido en algunas ocasiones mediante la lluvia artificial, pero el principal procedimiento utilizado dentro de este grupo ha sido y es el de los regadíos.

técnica del riego.

riego y drenaje.

El riego es la aportación de agua al suelo, compensando el déficit de precipitaciones. Por lo general, esta aportación no se realiza de modo continuo, sino que por razones de tipo técnico y económico, hay que llevarla a cabo periódicamente, aprovechando la capacidad de retención de agua que tiene el suelo.

Por tanto, al efectuar el riego se aplica una dosis de agua al suelo de un modo muy rápido y casi siempre con un exceso de agua sobre la necesaria

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para alcanzar la capacidad de campo. Es fundamental la eliminación de esta agua sobrante, ya que en caso contrario se iría acumulando en el suelo con la consiguiente elevación de la capa freática y los correspondientes perjuicios a los cultivos ante la falta de aireación de las raíces.

Así pues, el drenaje consiste en eliminar el excedente de aguas de riego o lluvias, controlando la capa freática. Por regla general, los terrenos tienen buen drenaje interno; en caso contrario hay que disponer una red de drenaje interno para eliminación de agua en exceso.

La necesidad de drenaje se ve aumentada en el caso de riego de suelos salinos o de empleo de aguas salinas. En caso de suelos salinos se hará necesaria una dosis suplementaria de riego para el lavado del mismo, con lo cual se ven incrementadas las necesidades de drenaje. En caso de aguas salinas, el agua que se evapora deja en el suelo las sales que lleva disueltas, y habrá que aumentar la dosis de riego para volver a disolver las sales.

Por tanto, riego y drenaje están íntimamente ligados, siendo consecuencia el uno del otro.

factores influyentes en el riego.

Toda transformación en regadío debe tener en cuenta una serie de factores que condicionan la operación y que son los siguientes:

El suelo.

El agua.

El clima.

Los cultivos.

Los regantes.

La estructura de la propiedad.

el suelo. PROPIEDADES.

El suelo se utiliza en regadío como depósito de las aportaciones de agua. Desde este punto de vista, presentan interés diversas propiedades del suelo entre las que destacan las siguientes:

o La textura o composición granulométrica del suelo. Los finos del suelo intervienen en las reacciones químicas que se producen.

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o La estructura, que es el modo como se disponen las partículas terrosas en contacto entre sí. La estructura influye fuertemente en los demás factores físicos del suelo así como, en las características químicas y biológicas.

o La porosidad, íntimamente ligada a las anteriores, y que consiste en el volumen de huecos que existen en el suelo. Su influencia es muy grande en la capacidad del campo.

o La densidad, que está relacionada con el contenido de materia orgánica. A mayor densidad, menor contenido de materia orgánica.

o La capilaridad, que influye en las posibles aportaciones de agua de la capa freática.

o La plasticidad. A mayor plasticidad, mayor porcentaje de humedad.

o La permeabilidad influye decisivamente en la práctica del riego, ya que es el factor que determina la capacidad que tiene el suelo para absorber una aportación de agua en un tiempo dado. Se mide en cm/hora y sus valores se clasifican desde 0,1 cm/h. (muy lenta), hasta 25 cm/h (muy elevada).

Del conjunto de estas propiedades depende la aptitud de un suelo para su transformación en regadío, siendo la permeabilidad la que más importancia tiene. El resto de las propiedades influyen más bien en la capacidad del suelo para retener la humedad. De un modo general esta capacidad aumenta con el porcentaje de finos, a la vez que desciende la permeabilidad.

el suelo. clasificación.

Para regular su empleo en regadíos los suelos se clasifican previamente. Las clasificaciones que hoy día utilizan los edafólogos se pueden reunir en dos grandes grupos:

o Clasificaciones basadas en las características de formación de los suelos, que se apoyan en los orígenes de dichos suelos (Kubiena y Baldwin son las más conocidas).

o Clasificaciones basadas en las características del perfil de un sondeo del suelo (Storie y 7ª aproximación USDA son las más usadas).

Desde el punto de vista de los regadíos resulta más interesante la clasificación de suelos del Bureau of Reclamation (BOR), que tiene en cuenta no sólo las características fisioquímicas de los suelos, junto con la topografía y el drenaje,

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sino que también considera sus producciones estimadas en regadíos por lo cual sirve para los trabajos de planificación. Por otra parte, esta clasificación es la más utilizada y conocida por todos los técnicos. En esta clasificación los suelos se ordenan de mejor a peor en seis clases, a las cuales se les asigna un color de acuerdo con la siguiente escala:

Clase Color

I Amarillo

II Verde

III Azul

IV Marrón

V Rosa

VI Sin color

La clasificación tiene en cuenta las características del suelo, la topografía y el drenaje. Las clases I, II y III son regables, la clase IV es regable con fuertes deficiencias, la clase V necesita estudios complementarios para conseguir su puesta en riego y la clase VI no es regable.

La clasificación del B.O.R. tiene tres niveles de detalle: estudios de reconocimiento, estudios semidetallados y estudios detallados.

el agua de riego.

El agua utilizada para riego contiene normalmente una cantidad apreciable de sales en disolución y elementos sólidos en suspensión.

Según la cantidad y clase de elementos sólidos en suspensión el agua podrá influir en el método de riego a elegir y, si éste es la aspersión y sobre todo si es riego localizado, la calidad del agua determinará la clase de tratamiento filtrante necesario.

Según la cantidad y clase de sales disueltas que contenga el agua se podrán producir reacciones químicas con el suelo que afectarán de forma más o memos perjudicial a la relación suelo-planta, pudiendo provocar los siguientes problemas.

o Salinidad.

o Permeabilidad.

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o Toxicidad.

o Efectos diversos.

Los problemas de salinidad afectan fundamentalmente sobre la disponibilidad de agua para el cultivo. En efecto, las sales disueltas en el agua de riego se van concentrando en el suelo a medida que las plantas y la evaporación van sustrayendo el agua. Una excesiva acumulación de sales aumentará el potencial osmótico del agua y la energía que necesitaría emplear la planta para succionar el agua se ve mermada por la que tiene que emplear para vencer el potencial osmótico. Como consecuencia la salinidad del agua afecta a la disponibilidad de la misma para las plantas, exigiendo un alto contenido de humedad en el suelo.Esta salinidad se mide normalmente por medio de la conductividad eléctrica dela gua y se expresa en mmhos/cm. La relación entre la salinidad y la presión osmótica que tiene que vencer la planta como consecuencia de la misma es la siguiente:

Conductividad en mmhos Presión osmótica en atm.

1 0.3

2.5 0.9

5 1.9

7.5 2.9

10 3.9

20 8.2

Los problemas de permeabilidad se pueden producir debido a la baja salinidad del agua de riego o a la alta proporción de sodio en la misma. En el primer caso, las aguas son corrosivas y tienden a disolver las sales de los suelos causando su dispersión. Una vez evaporada el agua las sales se depositan de nuevo rellenando los huecos del terreno y disminuyendo la permeabilidad. En el segundo caso, que es el más frecuente, se pueden producir reacciones químicas que afecten gravemente a la permeabilidad. El método empleado en laboratorio para evaluar este problema se expresa por el llamado índice SAR (relación de absorción de sodio).

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En ambos casos el empleo de esta agua disminuirá la permeabilidad, perjudicando el riego.

Los problemas de toxicidad que puede plantear el agua de riego se deben a la acumulación dentro de la planta de ciertos constituyentes de dicha agua. Los elementos tóxicos que pueden afectar a los cultivos son el sodio, el cloro y el boro.

Además de los problemas indicados el agua de riego puede plantear diversos problemas en relación con el nitrógeno (excesivo crecimiento foliar), el bicarbonato, el pH, etc.

Como consecuencia de todo lo anterior, las aguas que se van a emplear en un regadío deben ser analizadas por especialistas que determinen sobre la conveniencia de su empleo y los condicionantes que pueden imponer tanto al sistema de riego como a los cultivos.

el clima.

La influencia del clima en un regadío es obvia, condicionando tanto los cultivos a implantar como las cantidades de agua que hay que aportar al suelo. Por lo tanto todo estudio de regadío debe ir precedido de un estudio climatológico que detalle las pluviometrías, las temperaturas e incluso, los vientos de la zona.

los cultivos.

La influencia de los cultivos en la técnica del riego es evidente, ya que cada uno de ellos tiene el ciclo vegetativo en una determinada época del año y unos consumos de agua específicos. Por otra parte, la profundidad de las raíces, condiciona el espesor del suelo que se puede utilizar como depósito regulador. Además, algunos tipos de cultivo son incompatibles con ciertos sistemas de riego. Por ejemplo, la patata no admite el riego por inundación, ya que se estropea.

Sin embargo, es un hecho comprobado que la mayoría de los terrenos en riego son empleados para un gran número de cultivos y que las necesidades de agua de los mismos se compensan unas con otras, llegándose en las grandes zonas de cultivos múltiples a unos consumos medios bastante constantes.Estos consumos medios en España, para riegos por gravedad y teniendo en cuenta la eficacia del riego, son los siguientes:

Zona M3/ha.

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Galicia-Norte de España 5.000

Cuenca del Ebro 8.000

Cataluña 8.000

Castilla León 6.500

Castilla La Mancha 7.500

Levante 7.000

Extremadura 9.000

Andalucía 10.000

Islas Canarias 11.000

Islas Baleares 7.000

Estas necesidades de agua pueden servir de base para la redacción de anteproyectos de riego y de estudios de planificación.

De todas maneras, al proyectar una zona de riego es necesario conocer los cultivos que se van a implantar, ya que pueden tener influencia decisiva en el sistema a emplear y, sobre todo, en la capacidad de transporte necesaria en los terminales de las redes.

los regantes.

El factor humano es el más influyente en una transformación en regadío, pudiéndose contemplar dos aspectos distintos: la aptitud del regante para manejar el agua, y la disposición del mismo para el cambio del sistema de explotación de las tierras.

Deben realizarse siempre unos estudios sociológicos, ya que desgraciadamente son bastantes las zonas en que, disponiendo de agua, no se riega por falta de vocación de los agricultores, o por haber proyectado un sistema de riego poco adecuado a los mismos.

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la estructura de la PROPIEDAD.

El último factor, pero no el menos importante, que influye en un regadío es la estructura de la propiedad, ya que el grado de parcelación de las tierras puede afectar enormemente al sistema de distribución de agua, y si no se tiene en cuenta al redactar los proyectos puede dar lugar a transformaciones en regadío totalmente inoperantes. Desde este punto de vista es más peligroso no tener en cuenta la existencia de un excesivo grado de parcelación, que como queda dicho puede impedir el regadío, que ignorar los grandes latifundios, en los cuales el olvido de este factor de la propiedad sólo puede suponer como mucho el encarecimiento de la transformación.

También hay que considerar la futura forma de explotación de la tierra, ya que las sociedades cooperativas, hoy en expansión, pueden condicionar el empleo de un determinado sistema de riego.

sistemas de riego.

La técnica del riego dispone de varios sistemas para la aplicación del agua al suelo, por lo que al redactar un proyecto se debe realizar una adecuada elección del sistema de acuerdo con los factores condicionantes descritos en el apartado anterior.

Los sistemas de riego se pueden clasificar en dos grandes grupos:

o Riegos por gravedad.

o Riegos a presión.

Los riegos por gravedad necesitan disponer del agua en el punto más alto de la parcela y a la presión atmosférica.

Los riegos a presión necesitan disponer del agua a una determinada presión que, convenientemente aprovechada, permite aplicar el agua al suelo.

riego por GRAVEDAD.

Los riegos por gravedad se conocen de antiguo, y constituyen el sistema más utilizado en todos los regadíos del mundo. Se pueden dividir en los tres grandes grupos siguientes:

o Riegos por escurrimiento.

o Riegos por inundación.

o Riegos por infiltración.

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RIEGOS POR ESCURRIMIENTO.

Aplican el agua al suelo, haciéndola rebosar de la reguera que domina la parcela, y dejándola escurrir por el terreno hasta alcanzar los puntos bajos del mismo, en donde es recogida por los azarbes o por las siguientes regueras. La superficie dominada por una reguera se llama arriate. La lámina de agua suele ser muy delgada para que no provoque erosiones en el terreno.

Este sistema es aplicable a terrenos con pendientes comprendidas entre el 3-30%, sin que sea necesario llevar a cabo abancalamiento, aunque frecuentemente convenga efectuar una nivelación somera del suelo para eliminar las irregularidades, consiguiendo así una pendiente uniforme.

Se emplea casi exclusivamente para praderas.

Las principales pérdidas de agua en este sistema de riegos se producen por escorrentía superficial, por lo que no se adapta bien a los terrenos impermeables. En cambio se controlan correctamente las pérdidas por precolación.

Dentro del sistema se pueden distinguir 4 métodos de aplicación del agua:

Método de regueras horizontales. Es el más económico. Funciona bien con pendientes comprendidas entre el 3-10%, aunque su campo de aplicación pueda llegar hasta terrenos con pendientes de hasta el 30%. Consiste en cubrir el terreno con regueras en tierra horizontales y de sección constante. Una vez alimentadas, las regueras desbordarán y el agua se extenderá por el terreno escurriendo hasta alcanzar la siguiente reguera, llenándola y volviéndose a repetir el proceso.

El principal inconveniente de este sistema desde el punto de vista constructivo es el replanteo de la reguera horizontal, que ha de seguir una curva de nivel.

La separación entre regueras depende de la pendiente del terreno y de la permeabilidad del mismo, pudiéndose tomar como separación media la de 8 m. Asimismo, la longitud de la reguera depende de la permeabilidad del suelo, teniendo un valor medio de 30 m, sin que se lleguen nunca a superar los 50 m.

Método de regueras inclinadas o en espiga. Es una variante del anterior, consistente en emplear regueras rectas, formando un cierto ángulo con la cacera de alimentación y teniendo una cierta pendiente.

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Como consecuencia, la sección transversal de la reguera es variable y decreciente para poder provocar el desbordamiento del agua con caudales decrecientes.

Se aplica este método a terrenos cuya pendiente está comprendida entre el 3-6%. El método tiene la ventaja de la gran facilidad del trazado de las regueras, pero tiene el inconveniente de que el escurrimiento del agua no es tan perfecto como en el caso de las horizontales.

Método de planos inclinados o de simple arriate. Consiste en transformar la pendiente del terreno, convirtiéndolo en una serie de planos inclinados con mayor pendiente. La reguera se dispone en la parte alta de cada plano y el desagüe en la parte baja. Este método proporciona mayor eficacia que los dos anteriores, pero tiene el inconveniente del elevado coste del movimiento de tierras.

Método de dobles planos inclinados o de doble arriate. Es una variante del anterior para disminuir el movimiento de tierras en los terrenos muy llanos. Consiste en disponer planos con pendiente alternativa, ocupando la reguera la arista superior de intersección de los dos planos y disponiéndose los desagües en las partes bajas.

RIEGOS POR INUNDACIÓN.

Llamados también riegos por sumersión, consisten en mantener el terreno inundado para que el agua penetre por infiltración en el suelo. Pueden ser de inundación permanente o temporal.

Inundación permanente. La tierra permanece inundada durante todo el período de vegetación, variando únicamente la altura del agua en función de la edad de la planta. La inundación permanente exige nivelación total del terreno ( en España se usa casi exclusivamente para el cultivo de arroz).

Inundación temporal. Llamada también riego a manta, mantiene el terreno inundado durante el tiempo necesario para que la humedad del suelo alcance la capacidad de campo en toda la profundidad útil de las raíces. Con objeto de lograr la mayor uniformidad posible en el reparto del agua se suele dividir el terreno en compartimentos o eras, limitados por pequeños diques de tierra, aunque las tendencias modernas suprimen la construcción de estas eras, consiguiendo así una economía de mano de obra a costa de la uniformidad del riego.

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Los riegos por inundación necesitan terrenos bien nivelados, de superficie casi horizontal (30/00 máximo).

Se emplean para caso todos los tipos de cultivos, plantas forrajeras, plantas industriales, cultivos arbóreos, etc.

Las mayores pérdidas de agua se producen por precolación, por lo que estos riegos están indicados en terrenos relativamente impermeables. Por el contrario, las pérdidas por escorrentía son bastante reducidas en este sistema de riego.

RIEGOS DE INFILTRACIÓN.

Los riegos de infiltración o por surcos consisten en aplicar el agua al terreno dejándola escurrir por unos surcos, desde los que se filtra al suelo llegando a las raíces de las plantas que se cultivan sobre caballones elevados.

Este sistema de riego se debe emplear en terrenos de permeabilidad media, ya que en terrenos de permeabilidad reducida las pérdidas por escorrentía son elevadas, mientras que en terrenos muy permeables, las pérdidas por precolación alcanzan grandes valores.

El sistema de riego por infiltración se adapta lo mismo a cultivos herbáceos que a cultivos leñosos.

La aportación de agua a los surcos se suele hacer mediante sifoncillos de PVC.

Los terrenos ondulados pueden regarse con este sistema disponiendo los surcos con la debida inclinación, pero en general, resulta más económico realizar una sistematización previa del terreno, con pendientes parecidas a las del riego a manta y disponiendo los surcos en el sentido de la máxima pendiente.

riego a presión.

Los riegos a presión son relativamente modernos. Se pueden dividir en los dos grupos siguientes:

o Riegos por aspersión.

o Riegos localizados.

RIEGOS POR ASPERSIÓN.

Consisten en aplicar el agua al suelo en forma de lluvia. Esto se consigue a través de unos mecanismos denominados aspersores, que transforman la

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energía de presión en energía cinética, dándole salida a través de una tobera. Se aprovecha también la energía del agua para hacer girar el aspersor, que de esta manera barre un campo casi siempre circular.

Según la presión necesaria en tobera, los riegos por aspersión pueden ser de baja presión (1.5-3 atm.), de media presión (3-5 atm.) y de alta presión (más de 5 atm.).

En función del diámetro de la tobera y de la presión en la misma, los aspersores tienen un caudal y un alcance variables, así como también es distinto el tamaño de la gota de agua. Hoy día existe una gran gama de aspersores que permiten al proyectista seleccionar el modelo más adecuado en función del tipo de terreno y de la economía del riego.

Una red de aspersores puede cubrir el terreno a regar de diversas maneras, según se dispongan en cuadrado, en rectángulo o en triángulo; y, según los aspersores tengan un campo circular, o solamente sectorial.

Las instalaciones de riego por aspersión consisten en esencia en una red de tuberías que conduce el agua hasta los aspersores. Los diversos tipos de tuberías y aspersores dan origen a múltiples modalidades dentro del sistema, que se pueden agrupar del siguiente modo:

Equipos móviles. Se instalan sobre el terreno en cada campaña de riegos y se trasladan a lo largo del mismo para suministrar agua a las diversas parcelas de la finca.

Equipos semifijos. Tienen una parte de la instalación enterrada y fija, y otra parte móvil que se desplaza a lo largo del terreno, conectándola a la tubería fija en diversos puntos de toma.

Equipos de cobertura total. Todas las tuberías están enterradas y fijas, únicamente se cambian los aspersores.

Equipos fijos. Toda la instalación, incluidos los aspersores, está fija en el terreno. Pueden funcionar simultáneamente todos los aspersores, aunque lo más frecuente es que se rieguen alternativamente las diversas partes de una finca.

Equipos mecanizados. Cubren grandes superficies de terreno, desplazándose sobre el mismo por procedimientos mecánicos. Estos equipos son objeto de patentes, existiendo gran variedad de modelos. Entre ellos se pueden destacar las alas regantes, montadas sobre ruedas que se desplazan por arrastre con un tractor o bien mediante pequeños

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motores conectados al ala. Las plumas, que consisten en una gran viga en doble voladizo, de varias decenas de metros, que sostiene una tubería provista de aspersores y riega girando impulsada por el agua; va montada sobre un carro móvil y se desplaza por arrastre. Los pivotes, que consisten en una gran estructura de varios cientos de metros de longitud provista de aspersores, que descansan sobre apoyos montados sobre ruedas y separados unos 30-40 m., toda la estructura gira sobre un extremo, donde está la toma de agua, mediante motores incorporados a los apoyos. El tiempo de rotación suele ser de 24 h., con lo que se consigue una gran frecuencia de riegos, lo que va en beneficio del cultivo.

Con los equipos mecanizados se pueden regar grandes superficies de terreno con gran ahorro de mano de obra. Como contrapartida, exigen fincas de gran extensión o bien, parcelas agrupadas en sistemas cooperativos.

Las ventajas del riego por aspersión son las siguientes:

o Se pueden emplear dosis de riego menores que en los riegos por gravedad y mucho mejor controladas en su cuantía. Esto se traduce en una mayor economía del agua, mejor rendimiento de los cultivos y sobre todo, permite regar suelos de poco espesor situados sobre un estrato impermeable, que por gravedad no sería regables a causa de la forzosa elevación de la capa freática.

o Mediante el control de las dosis y de la intensidad de lluvia se pueden regar terrenos de alta permeabilidad sin que las pérdidas por precolación sean muy elevadas.

o Las instalaciones pueden utilizarse en invierno para dar riegos de protección contra las heladas.

o En general exige menos mano de obra, y menos especializada, que el riego por gravedad, salvo en el caso de grandes bancales (muy costosos) que permiten el riego con grandes caudales ( más de 100 l/s).

Las desventajas del riego por aspersión son:

o Los costes de instalación son altos, ya que los plazos de amortización de las instalaciones oscilan entre 5 y 20 años.

o Salvo en casos excepcionales, existe un consumo suplementario de energía que cada vez tiene más importancia.

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o Se ha de vigilar fundamentalmente el tamaño de la gota de agua para que no provoque apelmazamientos del terreno y no cause daños a las plantas.

o El riego por aspersión pierde eficacia y uniformidad cuando los vientos son intensos.

o Los cambios de postura de los equipos móviles o semifijos son muy incómodos en un terreno regado.

RIEGOS LOCALIZADOS.

Consisten en la aplicación del agua al suelo, restringido a la zona de aprovechamiento de las plantas.

La característica fundamental es que se riega con la frecuencia necesaria para mantener una humedad en el suelo, normalmente por encima de la capacidad de campo en un entorno reducido de las raíces.

Esta técnica de riego difiere esencialmente de la empleada en los demás sistemas, en los cuales se aplica el agua a intervalos bastante grandes y en las dosis necesarias para alcanzar la capacidad del campo, existiendo siempre un cierto período de tiempo durante el cual el terreno está saturado, y siendo por lo tanto necesario, dejar transcurrir un gran intervalo entre dos riegos para que no se produzca la asfixia de las raíces. En el riego localizado el agua penetra lentamente sin llegar a saturar el terreno, lo que permite alcanzar unos altos contenidos de humedad sin que falte aireación a las raíces. Por otra parte está comprobado que en este tipo de riegos una buena parte de las raíces se desarrolla en la zona seca.

Otras características de este tipo de riego son:

o No se moja la totalidad del suelo.

o Se utilizan pequeños caudales a bajas presiones (1-2 atm.).

o El agua se aplica en las proximidades de las plantas con un elevado número de puntos de emisión.

La zona de humedad del suelo correspondiente a cada punto de emisión se denomina bulbo. La forma de este bulbo es estrecha y alargada en los terrenos arenosos, y ancha y corta en los arcillosos.

En las partes superiores del bulbo se produce una acumulación de sal como consecuencia de la pequeña evaporación del agua de riego.

Los riegos localizados se dividen en dos grandes grupos:

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Riegos por goteo. El agua se aplica directamente al suelo con caudales inferiores a 12 l/h. Los puntos de emisión se llaman goteros.

Riegos por difusores o miniaspersores. El agua se expulsa al aire con caudales superiores a 12 l/h., e inferiores a 120 l/h.

Los consumos de agua en este tipo de riegos se basan también en la evapotranspiración potencial, pero teniendo únicamente en cuenta el porcentaje de suelo ocupado por las plantas, ya que en el resto no se produce consumo de agua.

Las instalaciones de riego localizado tienen siempre una estación de control en la que existe un conjunto de aparatos para medir el agua, filtrarla, tratarla, incorporar fertilizantes, controlar la presión, medir el tiempo de riego, etc.

La superficie regada desde una estación de control se denomina “unidad operacional de riego”. Esta unidad operacional se divide en unidades de riego, en cada una de las cuales se instala en cabecera una válvula volumétrica para determinar la dosis de agua a aplicar.

Cada unidad de riego se divide en subunidades de riego, cada una de las cuales lleva en cabecera un control de presión del agua.

El transporte del agua desde la estación de control hasta los puntos de emisión se lleva a cabo mediante tuberías que reciben las siguientes denominaciones:

o Tuberías principales, son las que transportan el agua desde la estación de control hasta las unidades de riego.

o Tuberías secundarias, son las que llevan el agua a las distintas subunidades de riego.

o Tuberías terciarias, son las que alimentan dentro de una subunidad de riego a las tuberías laterales.

o Tuberías laterales, son las que llevan conectados los emisores.

En los riegos por goteo el emisor del agua se llama gotero y debe reunir las dos cualidades siguientes:

o Caudal pequeño, pero constante y poco sensible a las variaciones de presión y temperatura.

o Orificio suficientemente grande para evitar obstrucciones y colmatado.

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Estas dos cualidades son, en cierto modo, contrapuestas, lo que hace muy difícil la obtención de un gotero perfecto, que por otra parte debe ser un aparato de coste muy reducido, ya que el número de goteros instalados por ha., es muy grande. Esto ha hecho que el número de goteros existentes en el mercado sea muy amplio y de características muy diversas, debiendo el proyectista seleccionar entre las existencias para conseguir que las ventajas del gotero sean superiores a sus inconvenientes, ponderando debidamente la inversión inicial y los costes de mantenimiento y amortización sin perder de vista la uniformidad del material, que es muy importante en este tipo de aparatos.

Los difusores o miniaspersores tienen menos inconvenientes que los goteros, al ser su caudal notablemente más grande.

Los riegos localizados suministran agua directamente a las plantas, por lo tanto sus instalaciones dependen del cultivo, de las prácticas culturales y del tipo de emisor elegido.

Las ventajas de los riegos localizados son las siguientes:

o Ahorro de agua (hasta el 50%), mano de obra, abonos y productos fitosanitarios.

o Posibilidad de regar cualquier tipo de terreno.

o Posibilidad de empleo de aguas salinas, dado el alto contenido de humedad que se proporciona al suelo.

o Aumento de la producción y mejor calidad de la misma.

o Disminución de las malas hierbas al no mojar toda la superficie del suelo.

Frente a estas ventajas existen los siguientes inconvenientes:

o Elevado coste.

o Poca flexibilidad del sistema para pasar de un cultivo a otro.

o Necesidad de lavar periódicamente el terreno (4-5 años) para eliminar las sales que se acumulan en los bulbos.

o Posibilidad de obstrucción de los emisores.

o Se necesita una alta especialización por parte de los regantes, ya que este riego es el más tecnificado que existe.

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o Se pueden provocar enfermedades en las plantas, favorecidas por la humedad constante de los emisores.

otros sistemas de riego.

Además de los sistemas descritos existen otros muchos cuyo campo de aplicación es muy reducido o bien se encuentran en fase de experimentación. A título indicativo se pueden citar los riegos por infiltración subterránea, los riegos por bandas de papel húmedo, los riegos de protección de heladas, etc.

elección del sistema de riego.

A la vista de los factores condicionantes del riego y de los sistemas existentes, el proyectista debe realizar la elección del sistema llevando a cabo una primera selección desde el punto de vista técnico, es decir, eligiendo aquellos sistemas que mejor se adapten a los factores condicionantes. A continuación y dentro de los sistemas previamente elegidos, se debe realizar una valoración económica para seleccionar el sistema de riego más idóneo.

Un factor importante en esta elección debe ser la eficacia del riego, que se mide por el porcentaje de agua que queda en el terreno en relación con el total de agua empleada.

La eficacia depende tanto del sistema de riego como del tipo de terreno y la experiencia del regante.Resulta por lo tanto difícil dar cifras a este respecto, pero como valores medios se pueden adoptar los siguientes:

Riegos por gravedad 50-65%

Riegos por aspersión 65-75%

Riegos localizados 75-90%

la técnica del drenaje.

El drenaje consiste en eliminar el excedente de agua de riego o lluvia.

La eliminación del agua en el drenaje se lleva a cabo aprovechando la circunstancia de que por debajo de la capa freática, la presión del agua es superior a la atmosférica; basta por lo tanto con situar conducciones en régimen libre a una cota conveniente para que el agua fluya a ellas. Las conducciones pueden ser zanjas o tuberías perforadas enterradas.

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El movimiento del agua en el drenaje cumple la ley de Darcy:

El factor h, se denomina gradiente hidráulico. Las características principales del movimiento del agua son las siguientes:

o La capa freática no es una superficie plana, sino que tiene una cierta curvatura, que es más pronunciada a medida que el terreno es más impermeable. Por lo tanto un drenaje no consigue nunca que la capa freática esté a la misma profundidad respecto al terreno.

o La afluencia del agua a los drenes proviene de toda la zona situada bajo la capa freática.

o Cuando el terreno está compuesto de estratos de distinta permeabilidad, las líneas de flujo reflejan estas variaciones.

El principal problema con que se enfrenta el proyectista de un drenaje es la determinación de la profundidad media óptima de la capa freática. El problema podría resolverse mediante tanteos sucesivos que comparan las inversiones y gastos de mantenimiento necesarios para la red de drenaje a diversas profundidades con las producciones agrícolas obtenidas en función de la situación de la capa freática. Este camino sería demasiado largo y no muy exacto. Está generalmente admitido que la determinación de la profundidad media de la capa freática se lleve a cabo por criterios empíricos, y el más aceptado es el siguiente:Para una zona de regadío la profundidad de la capa freática a los tres días después de regar debe ser la que sigue:

Pastos 0.5-0.7 mts.

Hortalizas 0.5-0.8 mts.

Cultivos extensivos 0.9-1.2 mts.

Frutales 1.50 mts.

Asimismo se admite que como consecuencia de las lluvias la capa freática puede alcanzar hasta 5 veces al año los siguientes valores:

Días después de la lluvia

Pastos y hortalizasCultivos extensivos

Frutales

0 0.3 0.5 0.9

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1 0.5 0.8 1.1

2 0.7 1.0 1.3

3 0.8 1.1 1.4

La aplicación de estos dos criterios conduce a resultados muy aceptables en la práctica y pueden utilizarse por lo tanto para deducir los caudales en una red de drenaje.

factores influyentes en el drenaje.

Los factores que condicionan una red de drenaje son prácticamente los mismos que los que influían en la transformación en regadío, aún cuando su campo de influencia sea distinto.

el suelo.

La influencia del suelo es decisiva en el proyecto de una red de drenaje, sobre todo desde el punto de vista de la permeabilidad.

Influye también mucho la estratificación del suelo, ya que como se ha visto, el flujo del agua hacia el dren se ve modificado por la distinta permeabilidad de los diversos estratos.

La topografía influye asimismo en las cantidades de agua infiltradas después de las lluvias y sobre todo define las aportaciones de agua que se producen a la red de drenaje desde los terrenos colindantes a la zona a drenar.

el agua.

La influencia del agua en una red de drenaje es mucho menos importante que en una red de riegos. Únicamente se pueden producir problemas en los tubos enterrados como consecuencia de depósitos químicos debidos a veces a la calidad del agua, aunque en la mayor parte de los casos es el suelo el responsable de estos problemas.

el clima.

Dado que las lluvias condicionan en una gran parte el dimensionamiento de una red de drenaje, es esencial conocer a fondo la pluviometría de la zona a drenar, a ser posible, con datos de intensidades máximas, horarias y diarias.

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los cultivos.

La influencia de los cultivos consiste en la profundidad necesaria de la capa freática que requiere cada uno de ellos, aunque no es frecuente realizar un drenaje para un cultivo determinado, sino más bien, al contrario. Es decir, una vez proyectada una red de drenaje, la profundidad de la capa freática resultante determinará los cultivos aptos en la zona.

la estructura de la PROPIEDAD.

La influencia de este factor es bastante reducida, aunque en general debe tenderse siempre a que los colectores discurran por las laderas entre fincas. Naturalmente esto no es siempre posible, ya que la topografía del terreno influye enormemente.

sistemas de drenaje.

En un sistema de drenaje completo el agua se recoge en parcelas mediante los drenes (zanjas o tubos) a nivel de parcela. Desde estos drenes el agua fluye a los colectores que la conducen al sistema principal de drenaje. Cuando el suelo tiene buen drenaje interno no es necesaria la colocación de los drenes a nivel de parcela, que es el caso más general en nuestro país.

Los distintos sistemas de drenaje difieren entre sí por la utilización de tubería enterrada o zanja. La clasificación más aceptada es la siguiente:

o Sistemas de drenajes abiertos. En estos sistemas tanto los drenes a nivel de parcela como los colectores son zanjas abiertas.

o Sistemas de drenajes subterráneos. En este caso tanto los drenes a nivel de parcela como los colectores son tuberías enterradas.

o Sistemas de drenaje mixtos. En estos sistemas los drenes consisten en tuberías enterradas y los colectores son zanjas abiertas.

En cualquiera de estos sistemas los drenes a nivel de parcela pueden colocarse con disposición de rejilla o disposición en espina de pescado, siendo bastante frecuente emplear una combinación de ambas disposiciones para adaptarse mejor a la forma de las parcelas a drenar.

Los sistemas de drenaje abiertos ofrecen las siguientes ventajas:

o Los drenes de parcelas sirven para eliminar las escorrentías superficiales a la vez que controlan el nivel de la capa freática.

o Las pendientes necesarias para el transporte del agua son mucho más reducidas que en el caso de tubos enterrados.

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o El sistema permite una fácil inspección.

Frente a estas ventajas, se presentan los siguientes inconvenientes:

o Facilitan el desarrollo de las malas hierbas y la erosión, lo cual encarece la conservación.

o El terreno queda dividido en pequeñas parcelas, lo que es un obstáculo para la mecanización agrícola.

o Se pierde bastante terreno con las zanjas, sobre todo si los taludes son tendidos.

Estas desventajas tienen bastante importancia, hasta tal punto que hoy día no se emplean estos sistemas salvo en situaciones muy específicas, que pueden ser los casos en que la escorrentía superficial tiene gran importancia, o cuando la capa freática puede quedar bastante alta.

Los sistemas de drenaje subterráneos, presentan las siguientes ventajas:

o No hay pérdida de terreno.

o Se pueden drenar áreas bastante extensas sin zanjas, lo cual facilita mucho la mecanización de los cultivos.

o No presenta problemas de desarrollo de malas hierbas.

Como desventajas tenemos:

o Necesitan pendientes bastante grandes para el transporte del agua.

o Los costes de instalación de los colectores de tubo son bastante elevados.

o La obstrucción de algún colector puede afectar a un área de bastante superficie.

o En climas de fuertes intensidades de lluvia se pueden presentar dificultades para la evacuación de la escorrentía superficial.

Los sistemas de drenaje mixtos, participan de las ventajas e inconvenientes de los sistemas anteriormente descritos, ya que se componen de zanjas abiertas y tubos enterrados.

elección del sistema de drenaje.

La elección del sistema de drenaje la deberá llevar a cabo el proyectista ponderando las ventajas e inconvenientes antes descritos, y teniendo en

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cuenta en general, que los gastos de conservación de las zanjas suelen ser muy superiores a los de los tubos enterrados.

En el caso de elegirse un sistema con tubos enterrados a nivel de parcela, que pueden ser de material cerámico o de PVC, el proyectista tendrá que realizar unos tanteos previos para determinar la separación y profundidad de los drenes, ya que ambos factores están íntimamente ligados, debiéndose llegar a la solución más económica.Cuando se emplean zanjas para colectores, es conveniente que las dimensiones mínimas no bajen de las siguientes:

Ancho de solera................................... 0.50 m.

Profundidad.........................................0.50 m. por debajo de la cota de desagüe de los drenes de parcelas.

Los taludes de la zanja estarán de acuerdo con la constitución del suelo, adoptándose en general el talud 1/1 para suelos arenosos y el talud 4/3 para suelos arcillosos.

Si el sistema de tubos se emplea para colectores, éstos suelen ser de hormigón en masa, muchas veces de cementos especiales para evitar la agresividad de las aguas salinas. Como es natural, la profundidad de los colectores debe ser la necesaria para garantizar un desagüe de los drenes a nivel de parcela.

ORGANIZACIÓN de un regadío.

sistemas de explotación.

Existen tres procedimientos básicos que se siguen en la práctica para llegar a poner a disposición de cada regante la cantidad de agua que precisa y que son: distribución continua, distribución por rotación y distribución a demanda.

Sea cual fuere el sistema de explotación se presenta con frecuencia el caso de “riegos preferentes”, sobre todo en las zonas en las que el regadío ha ido en aumento. Se trata de una situación jurídica que obliga a que en primer lugar se atienda a ellos y sólo si hay excedentes de agua al resto.

DISTRIBUCIÓN continúa.

Este método consiste en dar a cada usuario de forma continua, durante todo el período de riegos, el caudal que le corresponda. El consumidor tiene la ventaja de que puede distribuir en su finca el agua como más le

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convenga; las acequias funcionan continuamente y por tanto su sección es mínima.

Este sistema solamente se puede emplear cuando el caudal continuo que se precise tenga cierta importancia, ya que si es inferior al módulo no resulta manejable, salvo que se construyan depósitos reguladores.

DISTRIBUCIÓN por rotación.

Es el método más frecuentemente utilizado y evita la dificultad mencionada anteriormente. Se distribuye el agua en cada propiedad durante determinados intervalos de tiempo, pero con un caudal igual al módulo, que en general es más importante que el gasto continuo necesario. El tiempo de riego de cada propiedad se reduce proporcionalmente de forma que reciba el mismo volumen de agua que si se regara con un caudal continuo.

Cada finca tiene una toma en la acequia de distribución provista de dos compuertas para poder tomar el agua en el instante correspondiente.

Se riega sucesivamente cada una de las parcelas durante unos tiempos determinados, de forma tal que en un mes, cada parcela recibe unos riegos espaciados que equivalgan al caudal continuo durante ese tiempo. Las parcelas se riegan en un orden estableciendo una rotación entre ellas. Para el cómputo del tiempo hay que tener en cuenta el tiempo que tarda el agua desde el partidor principal a la toma de cada finca.

DISTRIBUCIÓN a la demanda.

Consiste en dar agua a los regantes cada vez que la pidan y el volumen que necesitan. Este método necesita conducciones de capacidad superior a la estricta; es un tipo de distribución continua en la que los usuarios toman el agua cuando quieren. Presentan ventajas en los primeros años de puesta en riego de una zona, ya que permite a los agricultores iniciarse poco a poco en los métodos de riego sin obligarles a cumplir normas restrictivas; permite también experimentar la red y establecer un reglamento.

En las redes importantes de riego por aspersión se tiende hoy, sin embargo, a este sistema por su sencillez y economía de explotación.

Las redes se prevén entonces con cierta “garantía probabilística” frente al uso simultáneo de todos los aspersores de una o varias zonas.

El efecto de una simultaneidad, cuya probabilidad puede calcularse, es una caída de presión en los aspersores que es inmediatamente apreciada por el

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regante, al que basta entonces esperar un poco de tiempo, si la red está bien calculada, para que desaparezca.

la AUTOMATIZACIÓN en el riego.

La necesidad cada vez más acuciante de reducir las pérdidas de agua por una parte y la carestía de la mano de obra y la dificultad de encontrarla, junto con el rápido desarrollo de la tecnología de los automatismos, programadores y mandos de distancia por otra, han hecho que se preste hoy día una atención creciente al desarrollo de la automatización en el riego.

El agua hay que suministrarla al terreno cuando el grado de humedad se acerca a un límite determinado. Cabe pues concebir un dispositivo que, a partir de medidas de humedad hechas por captores adecuados dispuestos en el terreno, desencadene y desarrolle según un programa previsto todo el proceso de riego.

En la actualidad existen regadíos con este grado de automatización, aunque por ahora, no se utiliza para grandes zonas regables y está limitado a extensiones no muy superiores a 20 ha. No se ve, sin embargo, inconveniente, en extenderlo a áreas grandes, subdivididas en otras menores, dotados de sus propios indicadores.

El riego programado automático permite reducir grandemente la mano de obra, el desperdicio de agua y también las dimensiones de la red principal al evitar acumulaciones innecesarias de demanda. Resulta especialmente apto para instalaciones fijas, en las que el riego se lleva a cabo con gran independencia del agricultor.

También es posible automatizar en gran medida el riego a la demanda, aunque en este caso el automatismo versa más bien sobre la respuesta de la alimentación a la demanda de agua. En este caso es el agricultor el que decide regar, con independencia de los demás, y el sistema se presta más al empleo de instalaciones semifijas, con una parte móvil que es manejada por los operarios; el ejemplo clásico es el del riego por aspersión con aspersores móviles, pero el procedimiento no tiene por que limitarse a este tipo de riego.

Al tratar de automatizar una red clásica de canales, ya sea mediante compuertas que mantengan los niveles aguas arriba caso que corresponde al riego programado, pues fija los caudales; o con otras que los mantengan aguas abajo, lo que corresponde al riego a demanda, se plantea el grave

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problema de la insuficiencia de resguardos, debido en general a excesiva pendiente en los canales, y el de la pérdida de carga en las compuertas, no prevista en la instalación original.

El primero puede paliarse multiplicando el número de compuertas, lo que encarece y aumenta las pérdidas de carga, pero es robusto y sencillo; o coordinando el funcionamiento con ayuda de un ordenador electrónico y transmisión eléctrica de indicaciones y órdenes de maniobra, lo que puede ser menos costoso, pero es más delicado.

El segundo puede llegar a quedar evitado, según los casos, al reducirse los caudales máximos necesarios como consecuencia de la automatización.

Cualquiera que sea el automatismo que se disponga en un regadío es muy importante centralizar en una oficina todas las indicaciones sobre la marcha del riego, así como los datos fundamentales acerca de los caudales circulantes, niveles, presiones, etc., en los puntos principales.

Según el tipo de instalación, esta oficina puede tener o no la posibilidad de modificar en mayor o menor grado los programas preestablecidos.

instalaciones para un regadío.

esquema de una red de riego.

Una red de riego está constituida por distintas partes, más o menos diferenciadas, según los casos, cuyas funciones y características se exponen a continuación.

Una obra de captación con diferentes características según se trate de captar aguas superficiales o subterráneas; en el primero de los casos la obra será también muy distinta según se haga de forma directa o por medio de una presa de embalse o azud de derivación.

En ocasiones, el punto donde se hace la toma está más bajo que la superficie a regar y hay que proceder a la instalación de una central de elevación que permita situar el agua a la cota necesaria para su posterior utilización. Este procedimiento no ha sido rentable hasta los últimos decenios más que para volúmenes reducidos, por lo que se ha utilizado en general para riegos de pequeña importancia.

Hoy día, sin embargo, se emprenden ya obras de regadío de gran envergadura, en las que el bombeo a altura importante es el elemento fundamental, y es de prever que en un futuro inmediato, con la puesta en

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funcionamiento de las centrales nucleares, la utilización de los excedentes de energía impulse la realización de grandes bombeos para riego.

Una vez captadas las aguas hay que transportarlas hasta la zona donde van a ser empleadas; esto se hace por medio de una conducción, generalmente en régimen de lámina libre, que se llama canal principal. La primera parte de este canal tiene como única misión transportar el agua, por cuyo motivo se llama cabeza muerta del canal; a partir de un cierto punto, es decir, cuando el canal se desarrolla por la zona de riego, suministra agua a los canales secundarios que distribuyen el agua por toda la zona.

Estos canales secundarios se ramifican después en acequias, que a su vez se vuelven a ramificar con el fin de llevar el agua a todas las fincas y parcelas en explotación. Este conjunto de canales y acequias forman la red de distribución. Generalmente se llaman acequias cuando el caudal es inferior a 0,5 m3/s., y siempre que riegan a dos manos.

La red de distribución debe ser generalmente completada con una red de drenaje que recoge y conduce fuera de la superficie regada los excedentes de agua de riego o de lluvia que serían perjudiciales para el cultivo. En la práctica es imposible dar a las tierras la cantidad exacta de agua que pueden retener y utilizar.

No debe olvidarse la red de caminos de acceso a las distintas parcelas, por las que deberán sacarse los productos, que pueden dar lugar a interferencias, especialmente con las acequias de los últimos órdenes y con los azarbes de drenaje pequeños, que obliguen a multiplicar sifones y pasos de agua.

Desde el punto de vista del regadío se llama superficie dominada toda la superficie sea cual sea su naturaleza (tierras, caminos, pueblos, bosques...) dominada por el canal principal y susceptible de recibir el agua por gravedad. En realidad esta palabra ha perdido su sentido preciso desde que el desarrollo de las bombas mecánicas permite el riego de zonas situadas a cotas más elevadas que el canal principal. La parte de la superficie dominada susceptible de ser regada con provecho se llama zona regable. Como la puesta en riego lleva un determinado tiempo, podemos distinguir dentro de la superficie regable, la zona regada.

captación de aguas SUPERFICIALES.

Las tomas de agua son obras destinadas a hacer pasar la totalidad o una parte del agua de una corriente a un canal de riego.

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Las tomas de agua pueden consistir simplemente en sangrías practicadas en la orilla del lecho; por esta sangría penetra una parte del agua en el canal de riego; son las tomas de agua sin presa, o tomas directas, también llamadas al “hilo de agua” o tomas “de pie”.

Si la derivación se realiza aguas arriba de una presa que eleva el nivel del agua y lo mantiene casi constante, se tienen las tomas de agua con presa. Esta, además de cumplir la función de elevar el nivel del agua a la cota necesaria, puede crear un embalse que nos permita regular la aportación del río, reteniéndolo en la época de mayores caudales y menor consumo y suministrándola en época de sequía.

Las tomas directas tienen principalmente la ventaja de ser menos costosas que las tomas con presa. Son utilizadas, sobre todo, en las corrientes de agua con pendiente fuerte y caudal bastante regular, así como en los ríos torrenciales de lecho amplio, donde la construcción de una presa resultaría demasiado onerosa.

Presentan, por el contrario, numerosos inconvenientes que hacen que cada vez sean menos utilizadas. En efecto, el nivel del agua de una corriente puede bajar notablemente en la época de estío y causar de esta manera una interrupción más o menos completa de la alimentación del canal en el preciso momento en que resulta más necesaria esa alimentación; en ciertas ocasiones, el lecho de una corriente de agua puede variar algo y alejarse así de la toma, que es preciso modificar.

El emplazamiento de una toma en río debe elegirse en el lugar donde la variación de lecho sea poco probable. Para asegurar en lo posible su buena alimentación, la toma directa debe colocarse en la margen cóncava del río y apoyarla sobre una zona rocosa para asegurar su permanencia; se facilita la entrada del agua colocando un espigón de piedras, gaviones, tablestacas, etc., con el fin de dirigir hacia la entrada del canal. En ocasiones, para impedir en lo posible los cambios de la corriente, se disponen diques o espigones en forma que estabilicen su lecho.

A cierta distancia de la derivación se coloca una compuerta destinada a regular la cantidad de agua que se desea entre en el canal; asimismo dispone una rejilla que impida la entrada al canal de ramas, hojas, etc.

La toma directa puede ser frontal o lateral.

En la toma frontal, la entrada del agua tiene la dirección de la corriente del río. Está indicada cuando el caudal a derivar es importante; presenta el

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inconveniente de que los materiales en suspensión entran también más fácilmente en el canal, por lo que debe limpiarse con frecuencia.

Con la toma lateral se evita este inconveniente y el tener que colocar en el río un espigón que puede provocar depósitos y alteraciones del lecho; por otro lado la toma frontal resulta más cara y de mayor dificultad de ejecución.

Siempre que el río lleve materiales en suspensión, es conveniente colocar al principio del canal de derivación, una o varias cámaras de decantación donde se acumule el material y pueda ser retirado posteriormente; se evita de esta forma el enarenamiento de los canales y acequias de riego y, por consiguiente, los trabajos de conservación, siempre costosos.

Cuando se quiere asegurar la alimentación del canal de derivación se suele establecer una presa sobre el curso de agua; esta obra provoca una sobreelevación del nivel del agua y asegura su entrada en cualquier estación en el canal de derivación.

Desde el punto de vista de su influencia en el curso de agua, se pueden considerar tres tipos:

Las presas fijas que de tienen de forma permanente el paso del agua.

Las presas móviles, que se suprimen durante las crecidas para dejar paso libre al agua.

Las presas mixtas o semimóviles, que constan de una parte fija, más alta que el lecho, constituyendo el vertedero, y una parte móvil que puede retirarse en las crecidas.

El emplazamiento vendrá condicionado por razones topográficas y geológicas; entre todas las posibles soluciones compatibles con las condiciones anteriores, la elección del punto de emplazamiento y de la altura más conveniente será un problema económico que habrá que resolver en cada caso, de acuerdo con las características del mismo.

captación de aguas subterráneas.

El desarrollo de los distintos tipos de motores, particularmente los de combustión interna y eléctricos, paralelamente al desarrollo de las bombas centrífugas, ha aumentado considerablemente las posibilidades de puesta en riego permitiendo extraer directamente de las capas subterráneas en puntos próximos a las zonas que se deseen regar.

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Según su procedencia, las aguas subterráneas pueden clasificarse en varias clases:

Corriente subálveas de valles fluviales, que discurren lentamente en el subsuelo inmediato de estos valles, paralelamente a los ríos.

Capa freática, es decir, la primera capa que se encuentra a partir de la superficie, constituida por la acumulación por encima de la primera capa impermeable, de las aguas que proceden de la superficie del suelo.

Capas profundas.

Manantiales, que no son más que la salida al exterior de las aguas freáticas y profundas.

El problema de la utilización de esta agua es doble, se trata en primer lugar de captarlas, y después de elevarlas a un nivel conveniente para ser utilizadas.

La circulación de esta agua subterráneas presenta distintas características según se trate de corrientes subálveas o capas más o menos profundas. Su captación se realiza por medio de presas subterráneas, galerías filtrantes, pozos, sondeos, etc.

captación de aguas de escorrentía.

En numerosas zonas montañosas o con relieve adecuado, con buenos suelos para cultivos, pero de poca pluviometría, se podrían obtener buenas cosechas si se pudiese obtener agua para el riego en condiciones económicas.

Sin embargo, es frecuente en terrenos de estas características, que los ríos y arroyos se encuentren alejados y a cota bastante más baja que la superficie a dominar, por lo que los trabajos de captación pueden ser demasiado costosos de ejecución y explotación.

En tales regiones, la inmovilización de la escorrentía de las aguas de lluvia tras un dique de tierra de poca altura, construido en una garganta que domine la zona a regar, constituye a veces una solución viable desde el punto de vista técnico y económico.

De este modo se crea un lago de colina, con capacidad suficiente para regar algunas docenas de hectáreas próximas.

La cantidad de agua que se puede recoger es función del punto de ubicación de la presa; este sitio debe tener una cuenca de alimentación

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suficientemente extensa, manteniendo al mismo tiempo las aguas a la mayor altura posible sobre la zona a regar. El volumen recogido será, naturalmente, función de la pluviometría y del coeficiente de escorrentía.

CONDUCCIÓN del agua hasta la zona regable.

Las aguas de riego de que se dispone no se destinan, en general, a ser utilizadas cerca de la zona de captación; hay que conducirlas a los lugares de utilización mediante los medios apropiados.

Por otra parte, los lugares de utilización efectiva están comprendidos dentro de lo que hemos llamado zona regable que se presenta, frecuentemente, bajo el aspecto de una superficie topográfica irregular. Para la distribución de las aguas, es preciso llevarlas, si ello es posible, a la parte alta de la zona regable para que cada una de las parcelas a regar pueda estar dispuesta a recibir el agua necesaria, en principio, por gravedad; si no es posible hacerlo, se conducen las aguas a un punto propicio, desde donde se elevan por medios mecánicos.

Para estudiar las distintas soluciones posibles, vamos a razonar sobre un caso que frecuentemente encontramos en la práctica; el de una toma en un río que se puede construir en diferentes puntos de un tramo de bastante longitud.

Técnicamente, para llevar a M (punto alto de la zona regable) las aguas del río, existen varias soluciones diferentes. Una de ellas es situar la toma en un punto A suficientemente aguas arriba en el río, de forma que se pueda trazar un canal de conducción que lleve por gravedad a M, a continuación al canal principal, las aguas necesarias para el riego de la zona.

Otra posible solución consiste en situar en un punto D, escogido de forma que la distancia DM sea mínima, una estación de bombas E que a través de la tubería de impulsión DM alimente el canal principal.

Estas dos soluciones extremas tienen ventajas e inconvenientes. En efecto, si el transporte por gravedad resulta interesante desde el punto de vista económico de la explotación, no hay que olvidar, que la construcción de un tramo de canal de gran longitud que no riega la zona que atraviesa (canal muerto), puede ser muy costoso y que a lo largo del mismo se producen pérdidas de agua sensibles. Hay que tener en cuenta, además, los gastos de conservación del tramo de canal muerto.

Por el contrario, la solución por bombeo ocasiona, por lo general, gastos de primer establecimiento más pequeños, pero los gastos de explotación

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(mano de obra, energía, conservación, renovación de maquinaria, etc. ), son más fuertes.

Además, se ha de considerar incluso la posibilidad de un riego combinado, o sea, atender a una parte de la superficie regable por gravedad y a otra por bombeo. Frecuentemente una realización de este tipo es la que resulta más económica.

redes de DISTRIBUCIÓN.

A continuación del canal muerto, o a la salida de la tubería de impulsión, se inicia la red de riegos propiamente dicha.

Esta red está constituida por conducciones ramificadas, que pueden ser canales y acueductos que discurren en lámina libre, tuberías de presión generalmente enterradas, o una solución mixta con conducciones de las dos clases.

En las redes mixtas, las conducciones principales con grandes caudales serán canales, lo que no impide la elevación mecánica de las aguas desde un canal hasta otro situado a cota más elevada.

En los riegos por gravedad, la distribución y transporte del agua se realiza por gravedad, por medio de canales y acequias que funcionan en régimen de lámina libre. El canal principal se inicia en el canal muerto; domina desde las laderas toda la zona del valle que ha de regar y termina en un canal de desagüe que devuelve al río las aguas no utilizadas. El riego de toda la zona interesada se realiza a través de este canal.

Tanto los canales secundarios como las acequias pueden ser construidos en forma convencional sobre el terreno, bien sea con secciones en tierra o revestidas. Sin embargo, hoy día, no es corriente utilizar esos procedimientos; en el caso de secciones en tierra se producen filtraciones excesivas y perjudiciales, y en el caso de secciones revestidas, el coste de la construcción in situ, es muy elevado.

Se emplean con más frecuencia los canales y acequias prefabricados, que casi siempre adoptan la forma de acueductos.

También se va imponiendo el sistema de distribución por tuberías de baja presión (hasta 5 m.) de hormigón en masa, que presentan las ventajas de economizar terreno, suprimir obstáculos para el transporte y cultivo y tener gran flexibilidad de trazado. Tienen el inconveniente de ser poco elásticas

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para las variaciones de caudal, y soportar mal la agresividad de los suelos salinos.

En los riegos a presión, la distribución se lleva a cabo por una red de tuberías de presión, que suelen ser de PVC (hasta 100 mm.) y de fibrocemento en diámetros inferiores a 700 mm., aunque hoy día se tiende a emplear diámetros mayores. Para tamaños superiores se emplean tuberías de hormigón armado y pretensado, con y sin camisa de chapa, según las presiones que tengan que soportar las conducciones.

la red de drenaje.

Aunque no sea necesario el drenaje interno de las parcelas, siempre tiene que existir una red de desagües para eliminar los excedentes de agua de riego y lluvia. Esta red, se construye generalmente en tierra y a cielo abierto, empleándose rara vez los colectores tubulares.

Cuando se considere conveniente el revestimiento de la red para reducir gastos de mantenimiento o para aumentar los caudales, es aconsejable emplear materiales permeables para reducir los efectos de la subpresión y facilitar el drenaje de las áreas colindantes.

la red de caminos.

El sistema de comunicaciones debe llegar a todas las parcelas, por lo que la longitud del mismo es muy grande en una zona regable. Por esta razón los caminos deber ser de coste reducido y una solución muy aconsejable son los caminos de tierra estabilizada.

Para los caminos principales se deben adoptar soluciones de más calidad, pues el tráfico en ellos suele alcanzar cifras importantes.

obras especiales.

La mayor parte de las obras de conducción y distribución (canales, tuberías, acueductos, sifones, etc. ) son análogas, ya se trate de riegos, aprovechamientos hidroeléctricos, o abastecimientos de agua.

Hay, sin embargo, un grupo de obras especiales que son específicas de los regadíos y son, por una parte, las que permiten mantener en los canales la pendiente y velocidad adecuadas y, por otra, las que facilitan la medida y reparto de agua según las necesidades.

El primer grupo lo constituyen las caídas y las rápidas, que permiten concentrar pérdidas importantes de nivel en los puntos en que ya no es

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necesaria la cota. Si la pérdida de nivel es pequeña (< 4m.), se denominan caídas, si es mayor, rápidas.

Mediante su empleo se logra por una parte que no se pierda zona regable alta y, por otra, mantener las velocidades en los canales dentro de los límites convenientes para que la derivación del agua a lo largo de ellos se pueda hacer correctamente.

En el segundo grupo tenemos los aforadores, los partidores y los módulos.

Los aforadores son dispositivos que nos permiten medir el caudal que pasa por un canal, cuestión esta de la máxima importancia para el buen empleo del agua. Podemos dividirlos en dos grandes grupos: los independientes del régimen del agua abajo y los que dependen de él.

En los primeros, que pueden ser de vertedero o de resalto, hay una correspondencia biunívoca entre el calado en un punto aguas arriba de la sección de control y el caudal.

En los segundos, según las condiciones de flujo agua abajo pueden darse caudales distintos para el mismo calado, se necesita por tanto tener los calados en dos puntos alejados para, con ellos y con la pendiente superficial que resulte, poder hallar el caudal. Una vez tarado el tramo, la determinación de los caudales es inmediata.

Los aforadores del primer tipo exigen siempre una pérdida de cota más o menos importante, según lo ajustado del dispositivo que se proyecte. Los del segundo no dan lugar a ninguna pérdida de cota.

Los partidores tienen por objeto dividir el caudal que circula por un canal en dos o más partes que estén entre sí en una relación determinada.

Pueden ser fijos, es decir, que la proporción siempre sea la misma, y móviles, en los que dicha proporción es variable a voluntad.

Con el fin de que no sean influidos por el régimen agua abajo, conviene efectuar la división en una sección en la que se produzca un régimen rápido sea vertedero o resalto.

Los dispositivos pueden ser muy variados.

Para los últimos tramos de la distribución, con caudales reducidos, un pequeño estanque con varios orificios de salida es generalmente lo más adecuado.

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Finalmente, los módulos son dispositivos ideados para mantener un caudal constante en las derivaciones aunque varía el calado en el canal del que se hacen, también conviene independizarlos del régimen agua abajo.

Aparte dispositivos modernos automáticos, cuya conveniencia habrá de estudiarse en cada caso, esta constancia de caudal se ha venido logrando de tres formas: manteniendo manualmente el nivel en una cámara auxiliar seguida de un orificio o de un vertedero que es el “módulo milanés”, logrando un automatismo hidráulico que, al aumentar el calado en el canal, reduzca la sección “módulo de Ribera”, aprovechando el fenómeno hidráulico de que el caudal bajo una compuerta varía muy poco desde calados algo inferiores a la luz vertical hasta otros sensiblemente superiores, “módulo de pantalla”.

tipos de saltos de agua.

energía y potencia disipada en un tramo.

Sea un tramo de río, tal que el desnivel entre los puntos extremos A y B sea de H metros. Un volumen V de agua que pasará de uno al otro habría disipado por rozamiento con el fondo y las márgenes del río, con el aire, etc., una energía de valor VH toneladas-metro. Si en vez de volumen consideramos el caudal Q dado en m3/s, tendríamos que QH toneladas-metro/seg., es la potencia desperdiciada.

El conjunto de obras e instalaciones que se disponen en el tramo para transformar esta energía perdida en aprovechable, se conoce con el nombre de salto de agua o aprovechamiento hidroeléctrico.

El esquema para el aprovechamiento de un tramo de río consta, en esencia, de dos elementos claramente diferenciados. Una primera conducción dispuesta lo más horizontal posible, que permita conducir el agua de un punto A, a un punto C, conservando la energía de posición del agua; el punto C está situado en la vertical a un punto B, escogido como punto de restitución de las aguas. Una segunda conducción dispuesta lo más vertical posible, que transporte las aguas desde el punto C al B y permita transformar la energía de posición en energía de presión, utilizable en B para accionar los motores hidráulicos (turbinas) instaladas a tal efecto. Como última etapa, el agua utilizada sale del motor y se restituye al río.

Evidentemente, este esquema es puramente ideal, pero los distintos esquemas reales tratan de ajustarse a él. En primer lugar, es imposible conservar intacta la energía de posición del agua entre A y C, ya que es

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necesaria la existencia de una pendiente entre los dos puntos, por pequeña que sea, para asegurar el movimiento del agua, y por lo tanto se produce una pérdida de altura entre a y C. Por otra parte, el punto C es un punto teórico situado en el aire, sobre la vertical de B, que sería prácticamente imposible tratar de materializar.

Vamos a ver como se subsanan estos inconvenientes y como los esquemas reales se basan en el esquema teórico que se ha apuntado: la gran mayoría de los aprovechamientos hidroeléctricos, a pesar de su gran diversidad responde a dos tipos principales, siendo los demás variantes o combinaciones:

Aprovechamientos por derivación del agua.

Aprovechamientos por embalse del agua.

salto de pie de presa.

La primera idea para materializar el esquema ideal de un salto, consiste en hacer cerca del punto B, un dispositivo tal que evite la disipación de energía en AB, haciendo que todo el agua que entró por A, salga por B sin perderse la energía VH. Esto se consigue con una presa cuya coronación C, esté al mismo nivel que el punto A, de esta forma se conserva el salto bruto ya que, BC=H.

En la presa se dispone una tubería a la salida de la cual, estarán los mecanismos de transformación de la energía, es decir, la central en donde hay una turbina coaxial con un alternador y, además, un transformador y un parque de salida de líneas. Después de mover los álabes de la turbina, el agua vuelve al cauce del río, en el punto B.

Este tipo es el que se llama salto de pie de presa, y su idea sugiere enseguida la de utilizar también el volumen que crea agua arriba, esto es, su embalse. Este puede ser aprovechado para regular el río, es decir, para retener agua en época de abundancia, proporcionándola después en la de escasez. Pero para ello el nivel de agua en el embalse ha de oscilar, y sólo alcanzará el punto C durante algún tiempo y en consecuencia variará el nivel del salto. Por lo tanto, la regulación trae consigo la disminución ocasional del salto y, por ello, pérdidas de energía, de forma que lo que se gana por un lado (regulación) se pierde por otro (obtención de energía aprovechable), existiendo como sucede en todos los casos de conflicto una combinación óptima de explotación.

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La energía producida en un salto de pie de presa, será la VH considerada anteriormente, disminuida en las pérdidas por rozamiento en la tubería y en el porcentaje correspondiente a los rendimientos de la maquinaria instalada en la central.

Hay que tener también en cuenta que no se puede apurar la capacidad total del embalse, pues las turbinas previstas para un salto bruto H, no pueden funcionar en general con un salto menor del 60-50% del total.

salto en DERIVACIÓN.

Si en vez de hacer la presa en B, como antes, derivamos el agua en el punto A mediante un azud y, a través de un canal, la conducimos con un nivel casi constante hasta un punto C´ desde donde pasa por una tubería forzada hasta el mismo final B del tramo considerado, habremos conseguido la misma finalidad mediante lo que se llama un salto en derivación. La altura útil en este caso no es en desnivel H entre los puntos A y B, sino que como el canal AC tiene que llevar una cierta pendiente, aunque pequeña, el agua no llega al punto C, sino al C´ (menor altura), con lo que el salto útil tiene un valor BC´=H´.

En este caso la altura del salto H´ permanece constante, pero el caudal que se turbina no puede ser nunca mayor que el que aporte el río en ese momento, ni tampoco puede exceder al máximo que sea capaz de transportar el canal, por lo que la potencia de este tipo de salto tiene un tope que viene dado por ese caudal. Así, contrariamente a lo que ocurría en el caso de salto de pie de presa, aquí tenemos una máxima rigidez en el aprovechamiento, en el sentido de que la potencia disponible está unida estrechamente al caudal que lleve el río en cada momento.

En el punto C´, extremo agua abajo del canal de un salto en derivación, se dispone un depósito llamado cámara de carga, de donde sale la tubería forzada que llegará hasta la central en el punto B. El objeto fundamental de esta cámara es proporcionar la profundidad suficiente para garantizar que el arranque de la tubería forzada esté siempre sumergido, esto es, en presión, dando lugar al paso del régimen en lámina libre del canal, al de presión de la tubería. En ésta es imprescindible este régimen en presión, puesto que por necesidad topográfica ha de ir bajando desde C´ hasta la central. Además de esta función esencial, la cámara de carga puede cumplir, si las condiciones del lugar lo permiten, la e crear un pequeño embalse que sirva para independizar, al menos en parte, el caudal que

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absorben las turbinas del que llega por el canal, esto es, dando una cierta regulación.

salto en DERIVACIÓN con presa de embalse.

El deseo de evitar el tope de caudal máximo en el caso de salto en derivación, nos llevaría a un dispositivo mixto entre éste y el salto de pie de presa. Consiste en lo siguiente.

En el punto A se pone una presa que crea un embalse; éste embalse permite no depender ya del caudal que aporte el río para obtener la máxima potencia producible por la central en ese mismo momento, de forma que se dispone de una altura H en el embalse para absorber las variaciones de caudal que tenga el río. En este caso se perderá el desnivel H, por lo que sólo si esta altura fuese pequeña, cabría adoptar este esquema. Si H tiene importancia, cabe hacer una central de pie de presa para aprovechar el desnivel; el tramo total A´B se aprovecharía entonces con dos centrales en vez de una.

salto con todas sus CONDUCCIONES en presión.

Hay una manera de lograr convertir el esquema anterior en otro que utilice el tramo A´C con una sola central sin perder la altura H, disfrutando también de las ventajas del embalse en A. Si en vez de canal ponemos una conducción en presión, la altura útil del salto será siempre BA´, variando A´ según la oscilación del embalse, igual que en el caso de un salto de pie de presa, pero con la ventaja aquí de que por mucha que sea esta oscilación, no es frecuente que exceda el 50% de H y, por lo tanto, las turbinas podrán funcionar sea cual fuere el nivel en el embalse. En este caso, la oscilación del embalse representa respecto al salto total una proporción muchísimo menor que en el caso del salto de pie de presa.

También presenta este tipo, la ventaja de haber suprimido la sujeción que en el anterior suponía el trazado del canal. La conducción en presión AC´ se suele hacer en túnel (se llama normalmente galería de presión) y su trazado suele ser más fácil, recto y flexible que el de un canal, pues éste viene obligado a seguir las sinuosidades del terreno y a llevar rígidamente una pendiente más pequeña.

El mercado eléctrico pide a las centrales una potencia que va variando a lo largo del día. Además de estas variaciones a lo largo del día, que en general son paulatinas, puede haber variaciones bruscas en la potencia que se exige a una central.

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En primer lugar, porque si hay un cortocircuito o avería importante en algún punto próximo de la red, hay dispositivos protectores que desconectan automáticamente para evitar la persistencia del mal. En este caso, la central, que venía dando una cierta potencia a la red, se encuentra casi de repente con que no tiene que darla, pues queda aislada de ella. Al quedarse sin la reacción de la red, las máquinas de la central tienden a acelerarse peligrosamente y, para evitarlo, se cierra la admisión de agua para que no sigan dando una potencia que nadie absorbe. La consecuencia de esto es que todo el volumen de agua que está en la conducción en presión y que tiene una cierta velocidad, encuentra cerrado su paso en el extremo aguas abajo (en donde están las turbinas) y tiene que frenar totalmente en pocos segundos. Como la velocidad es del orden de 3 m/s., la fuerza viva total si estimamos que la conducción tiene 4m de diámetro y 5 Km de longitud será 282.000/g T.m. En un aprovechamiento hidroeléctrico se exige parar esta masa de agua sin previo aviso.

A la inversa, si la avería ocurre en otra u otras centrales de la red, los dispositivos protectores desenganchan estas centrales, y las que quedan, han de tomar entre todas la potencia de aquella que ha quedado fuera de servicio. Como consecuencia, ha de proporcionarse a las máquinas un caudal mayor, acelerándose el agua de las conducciones. La inercia del agua tiende a impedirlo y puede producirse un vacío peligroso si ésta no se acelera paralelamente al aumento de caudal exigido por las máquinas.

Ambos casos dan lugar, por la gran inercia del agua, a un impacto llamado golpe de ariete (positivo en el primer caso y negativo en el segundo), que es de gran importancia.

Para evitar el gran impacto negativo que esta situación puede provocar, al final de la galería de presión, se pone un pozo vertical o inclinado, en comunicación con la atmósfera; mientras el agua fluye normalmente, este pozo piezométrico tiene su superficie libre a una cierta altura que reproduce la presión de la galería en ese punto; pero si el agua se para bruscamente al pie de la tubería forzada, el volumen que no puede seguir pasando por la turbina, encuentra una salida por el pozo y sigue subiendo por él. Pero al subir, la diferencia de nivel entre el embalse y la chimenea disminuye primero y cambia de signo después, originándose una fuerza opuesta al movimiento del agua que acaba deteniéndola y luego la hace desplazarse en sentido contrario.

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Este movimiento oscilatorio acaba por amortiguarse debido al rozamiento del agua.

Ese pozo se llama chimenea de equilibrio. Conviene colocarlo lo más cerca posible del extremo agua debajo de la conducción. Pero al pie de la tubería no es posible pues exigiría una altura enorme (mayor que la del salto). Por eso se suele colocar en el extremo agua debajo de la galería de presión, con lo cual su altura es algo mayor que la de la presa, pero muy inferior a la que tendría al pie de la tubería forzada. Claro está que entonces sigue quedando esta tubería sometida al golpe de ariete, pero lo hemos disminuido sustancialmente al no tener que frenar bruscamente el agua de la galería de presión, que suele ser, con mucho, la parte más larga de la conducción (80-90% del total en la mayor parte de los casos).

En general, la chimenea se coloca casi totalmente en pozo; la parte superior puede sobresalir del terreno algo y, en algunos casos, puede ser totalmente exterior, constituyendo una chimenea propiamente dicha. Todo depende del terreno y su configuración topográfica y geofísica.

En una central de pie de presa, como la conducción en presión es corta, no hace falta chimenea de equilibrio. Podría decirse, en cierto modo, que el embalse la sustituye.

Acabamos de ver, que la tubería forzada debe ser lo más corta posible, y esto por dos razones:

o Económica: pues se trata de uno de los elementos más caros de un salto, por su propio coste y porque es el sitio donde las pérdidas de carga y, por tanto, de energía, son mayores.

o Funcional: ya que en ella es inevitable el golpe de ariete, y por lo tanto a mayor longitud hay más masa de agua sometida a las variaciones de la velocidad y, en consecuencia, más inercia.

canal de descarga.

En general, se procura situar la central cercana al río con el fin de que la obra de restitución del agua sea lo más reducida posible. Sin embargo, si la ladera tiene un tramo final largo sensiblemente horizontal, es en general preferible, acortar la tubería forzada situando la central junto al quiebro de pendiente y construyendo desde ella hasta el río un canal de desagüe. La longitud total de la conducción es la misma, pero puede resultar una ventaja económica y funcional al sustituir un tramo de tubería por otro de canal y reducir, además, el golpe de ariete.

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centrales subterráneas.

Veamos cual es el origen funcional de este tipo de centrales. La tubería forzada, como ya se ha dicho, debe ser lo más corta posible. Si la forma de la ladera nos impusiera una excesiva longitud de tubería forzada, la solución a este problema sería poner la central subterránea.

características de una central subterránea.

o Todas las conducciones son subterráneas. Esto permite una independización de la topografía y estructura exterior del terreno y, por tanto, una gran libertad en cuanto al trazado, permitiendo al proyectista colocar la central donde más le convenga. Quizá la única restricción provenga del canal de descarga en el caso de que éste se disponga con lámina libre; pero es un problema que se puede soslayar haciéndolo también en régimen de conducción forzada.

o Es necesario hacer un túnel de acceso a la central. Para que éste sea lo más corto posible se le suelen dar fuertes pendientes (10-12%). Hay que preverlo no sólo para el personal, sino para la entrada y salida de toda la maquinaria de la central. Este movimiento de la maquinaria es siempre esporádico y limitado, pero imprescindible.

o Problema de la transformación. La tensión de salida de los alternadores está normalizada a 6,11 ó 13,5 KV, y el transporte de la energía hasta los centros de consumo se realiza a 66, 132, 220 y 380 KV, por lo que se hace imprescindible un parque de transformación. Nunca se hace la estación de salida de líneas subterráneas, pero los transformadores sí pueden estar dentro, lo cual presenta dos inconvenientes: hace falta más espacio subterráneo, que siempre es caro, y puede existir el peligro de la humedad y agravar las dificultades en caso de incendio. Por el contrario tiene la ventaja de que al salir en alta tensión se necesitan conductores de mucha menor sección. De todas formas siempre tiene que haber una salida de conductores, bien sea en forma de cables o de barras hasta la estación de salida de líneas. Los conductores pueden salir por el propio túnel de acceso (debidamente protegidos) o por un pozo exclusivo. La solución adoptada (transformadores interiores o exteriores) y la forma de sacar los conductores ha de estudiarse por comparación económica entre las distintas alternativas, teniéndose en cuenta no sólo el coste directo de las obras y materiales, sino también el valor de la energía perdida.

o Cámara de compensación. El canal de descarga es, en este caso, un túnel que puede ser proyectado para que funcione en lámina libre o en

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presión. Sin embargo, en el primer caso es, en general, difícil impedir que las oscilaciones del río en el punto de desagüe no sobrepasen en ocasiones la clave del túnel de descarga y, por ello, funcione unas veces en régimen libre y otras veces en presión. Para evitar esto (las alternativas de régimen son peligrosas, pues al absorber o expulsar el aire pueden dar origen a explosiones fuertes), se puede proyectar para que trabaje en régimen forzado; y así se hace con frecuencia, donde aparece una nueva chimenea de equilibrio, que se suele llamar cámara de compensación, necesaria para absorber las oscilaciones del nivel del río y evitar los golpes de ariete que también se producirán en el tramo de presión.

ventajas de la central subterránea.

o Puede acortar mucho la longitud de la tubería forzada ( ventaja funcional).

o El espesor de la tubería puede ser menor que siendo exterior, pues la roca, en general, contribuye a la resistencia.

o Se puede colocar la central donde más convenga y se tiene completa libertad en cuanto al trazado de las conducciones.

o La central está más protegida en todos los sentidos.

o Dentro del macizo puede haber mejores condiciones de cimentación para los grupos.

o Se puede incorporar al salto algún tramo, que haciendo la central exterior, sería funcional o económicamente inaprovechable.

inconvenientes de la central subterránea.

o Las obras subterráneas son más delicadas y caras.

o Hay que ejecutar obras suplementarias de acceso de personal y maquinaria, de salida de conductores, y de ventilación, que encarecen.

Por todo ello no se puede, en principio, decir que sea más cara o más barata una central subterránea que una exterior; en cada caso hay que pesar y valorar todas las ventajas e inconvenientes enunciados y decidir a la vista del resultado. Incluso pudiera ocurrir que siendo la ejecución más cara, sean menores las pérdidas de energía y, capitalizadas éstas, se obtuviera un resultado adverso para la central exterior.

CONDUCCIONES complementarias.

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Puede ocurrir que además del aprovechamiento de un tramo AB de un río, interese utilizar las aguas de alguno de sus afluentes; y así, hecha la presa en A, se deriva agua de un afluente hasta el embalse principal, o bien se derivan hasta la chimenea de equilibrio del salto principal, o hasta una cámara de carga o a cualquier punto intermedio de la conducción principal.

Estas derivaciones son las conducciones complementarias que pueden aparecer en un salto para la más completa utilización del río y sus afluentes.

centrales de bombeo, grupos reversibles y centrales reversibles.

Imaginemos, en el caso anterior, que la aportación del afluente en el punto C es importante, pero que C está más bajo que la toma en A. Para utilizar esta aportación haría falta bombear el agua desde C hasta la presa en A. Esto puede ser interesante si la aportación bombeada de C a A se turbina después en un desnivel de A a B mucho mayor, recuperando no sólo la energía empleada en el bombeo, sino dando una energía suplementaria (balance positivo).

En una central se pueden poner turbinas y bombas, o bien una máquina única que funcione de ambas formas, es decir, un grupo reversible. Pues bien, en este caso la central ha de ser subterránea, porque una máquina para funcionar como bomba necesita una contrapresión, por lo tanto el nivel de salida ha de ser superior al de la turbina, lo que sólo se consigue con el canal de descarga en presión, o sea, con central subterránea.

Una turbina puede funcionar en un nivel superior al de salida en el río, pero en general z no debe superar 1 m. Sin embargo siempre funciona mejor si es z<0. por el contrario, si se trata de una bomba ha de ser siempre z negativo, con valores generalmente superiores a 10 m.

Dadas las oscilaciones del nivel del río, la creación de esta contrapresión se consigue con un contraembalse en el que, además, se acumula el agua que se prevea haya de ser bombeada.

El funcionamiento reversible descrito, supone que en el salto predomina el volumen turbinado sobre el bombeado, lo que ocurre cuando la central deriva agua de un río. (Central reversible mixta).

Sin embargo, existe la central reversible pura, donde un grupo reversible instalado entre dos depósitos (naturales o artificiales) a diferentes niveles turbine o bombee alternativa e indefinidamente según falte o sobre

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potencia en el mercado, sin recibir agua de una corriente natural. Si bien es cierto que de esta forma se puede tener un balance negativo de energía, este funcionamiento puede ser útil económica y funcionalmente, pues la energía sobrante es más barata y, en cambio, la que se da después se suministra en horas o momentos en que el mercado la necesita y tiene más valor. La central reversible, por lo tanto, utiliza KWh baratos y los da luego con una plusvalía, que puede justificar este funcionamiento.

elementos de cierre y protección.

En un salto de agua, resulta conveniente y, en ocasiones, necesario, poder aislar hidráulicamente sus distintos elementos, sea para poder revisarlos y conservarlos con facilidad, o bien para impedir que una avería en uno de ellos llegue a adquirir proporciones alarmantes al no poder impedir el acceso del agua a él.

A continuación se indican los puntos en los que la conveniencia o necesidad de estos elementos de cierre y protección se hace sentir de modo más claro:

o Enclave nº 1: para cerrar la toma del embalse y poder dejar en seco la conducción que parte de él.

o Enclave nº 2: a la entrada de las turbinas, para poder revisarlas sin tener que vaciar las tuberías.

o Enclave nº 3: si hay un nivel variable en la restitución, puede ser necesaria una compuerta de protección para revisar y vaciar el canal de descarga, aislándolo del río.

o Enclave nº 4: es la válvula de cabecera y puede no ponerse cuando la tubería forzada es interior. Esta válvula, en algunas instalaciones, está equilibrada con un contrapeso de forma que cuando la velocidad del agua sobrepase un cierto límite, se cierre automáticamente. Esto se hace para que, si la tubería se rompe, no siga pasando caudal que caería sobre la central (si es exterior). Si la galería forzada es larga, es aconsejable poner válvula en la cabecera de la tubería, con o sin dispositivo de cierre automático.

En una central de pie de presa, los cierres 1 y 2 coinciden prácticamente, y por ello se puede suprimir el nº 2 o instalar dos en serie en el nº 1.

resumen sobre los elementos de un salto de agua.

Hemos visto que en un salto de agua existen funcionalmente cuatro tramos:

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Tramo de conservación máxima posible de la energía total: es el constituido por el embalse o azud y la galería de presión o canal de derivación.

Tramo de conservación máxima posible de la energía total con aumento rápido de la presión: es el formado por la tubería forzada.

Tramo de transformación de la energía: está constituida por las turbinas.

Tramo de reintegro del agua al cauce con el mínimo consumo de energía: canal de descarga, sin presión o con presión baja y casi uniforme.

Pues bien, de todos estos elementos y tramos funcionales no puede faltar nunca:

o Una presa o elemento análogo para hacer la derivación de las aguas.

o Una central para realizar la transformación de la energía

o Una tubería forzada que las una; sólo excepcionalmente puede faltar si se trata de un salto de altura escasa (menor de 12 m.) en el que se emplee turbina de cámara abierta.

potencia y energía.

CONSIDERACIONES generales.

La potencia que puede proporcionar la central de un aprovechamiento hidroeléctrico depende, como es sabido, del desnivel utilizado y del caudal turbinado: es el producto de estas dos magnitudes.

Conviene precisar que cuando se habla de potencia de una central nos referimos implícitamente a la máxima potencia que puede dar cuando los distribuidores de las turbinas (órganos de control del caudal) están totalmente abiertos (a plena carga) y el salto utilizado es el máximo posible en condiciones normales. Ya sabemos que puede dar potencias menores cuando no funcionan todos los grupos a plena carga, cuando haya alguno parado, o cuando el salto utilizado no sea el máximo.

Producción es la energía obtenida en la central durante un determinado período de tiempo; si no se hace ninguna mención expresa de este período, se supone es un año. La producción de una central en explotación suele determinarse por medio de los watímetros, por observación directa.

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En el estudio de un salto de agua es necesario conocer, aunque sólo sea de forma aproximada, la energía que se puede obtener con una determinada hipótesis de funcionamiento; este valor se conoce con el nombre de productividad. La diferencia entre producción y productividad es , que la primera se refiere a la energía que se produce realmente durante la explotación, y la segunda la que se estima podrá dar la central una vez construida (independientemente de si el mercado la toma, si por avería no va a funcionar la central, etc.). Aunque en algunos textos se confunden con cierta frecuencia las dos palabras, generalmente no se producen confusiones, pues el sentido de la expresión suele quedar suficientemente claro.

La productividad depende de las horas de funcionamiento de la central (es la forma usual de expresarse, aunque con rigor debiera decirse horas de funcionamiento de los grupos, y de la potencia con que funcionan, o con otras palabras de la ley de funcionamiento de la central y de la aportación turbinada.

Antes de establecer las fórmulas que nos permitan determinar la potencia y la productividad de una central, vamos a precisar unos conceptos.

salto bruto.

Se llama salto bruto a la diferencia de niveles de la línea de energía entre el final del remanso creado por la toma y el punto en que el agua se reintegra al río.

Esta diferencia varía con el caudal que circula por el río por lo que en esta definición se entiende que el caudal es precisamente el máximo de la central. Además, a efectos administrativos tienen más interés los niveles de agua en el río, por lo que la cota de la línea de energía en él se suele sustituir por la cota del agua, tomando, además, en la toma el valor estático; como las velocidades del agua en el río para el caudal de equipo son pequeñas, el error de no tenerlas en cuenta, ni tampoco la curva de remanso, es casi inapreciable.

Con esta definición, el salto bruto es constante cualquiera que sea la instalación que se disponga para aprovecharlo y su régimen de funcionamiento y representa el “tramo de río objeto de la concesión de aprovechamiento”.

salto bruto útil.

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Es la diferencia de nivel entre la superficie libre en el origen de la conducción en presión y la situada inmediatamente agua abajo de la turbina.

En un salto con canal y cámara de carga, el salto bruto útil es el comprendido entre el nivel en la cámara y la descarga de turbinas al canal de desagüe, que es prácticamente constante para distintos caudales y rigurosamente para caudal fijo.

Por el contrario, con el salto con todas sus conducciones en presión, el salto bruto útil es el comprendido entre el nivel del embalse y el de descarga de turbinas, que es variable con el embalse. Para el nivel máximo de éste coinciden el salto bruto y el bruto útil.

En el caso concreto de un salto de pie de presa, el salto bruto útil puede llegar a bajar a causa de las variaciones de nivel en el embalse hasta el 50-60% del salto bruto.

salto neto.

Finalmente, se denomina salto neto, al que queda después de descontar del salto bruto útil que haya en cada instante, la pérdida de carga producida por la tubería forzada y la correspondiente a la velocidad de salida del agua en el extremo del tubo de aspiración. Las pérdidas originadas en el conjunto turbina-tubo de aspiración se dan bajo la forma de “rendimiento de la turbina” y no se restan, por tanto, del salto bruto útil.

Este salto es el que efectivamente utilizan las turbinas y, según lo que acabamos de decir, es igual a la suma de los cuatro términos siguientes:

Altura piezométrica hP a la entrada de la turbina.

Altura hV=v2/2g representativa de la velocidad media del agua en el punto donde se ha medido hP.

Desnivel z entre el punto de medida anterior y el nivel de agua a la salida del tubo de aspiración.

Altura (con signo negativo) hS=v´2/2g representativa de la velocidad de salida del agua en el tubo de aspiración.

El valor de hV representa energía aprovechada y por ello se suma; el hS representa energía perdida y por ello se resta.

potencia de un salto.

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La potencia de un salto se obtendrá como suma de las potencias de cada uno de los grupos que lo integran cuando funcionan todos simultáneamente a plena carga.

Si los grupos son todos iguales y con conducciones independientes también iguales, la potencia de la central resultará ser la de uno de los grupos multiplicada por el número de ellos.

Ahora bien, si varios grupos están alimentados por una misma tubería o galería de presión, el salto neto de cada uno, para su caudal máximo y el mismo salto bruto útil, será diferente si funciona solo, que si lo hace simultáneamente con otros. La potencia de la central será, por tanto, inferior a la suma de las potencias que daría cada grupo funcionando aisladamente.

Puede también suceder que varios grupos estén alimentados en derivación por la misma tubería, resultando longitudes de conducción distintas para cada uno. Entonces, aunque los grupos sean iguales y trabajen con el mismo salto bruto y el mismo caudal, sus saltos netos y, por tanto, sus potencias serán diferentes. Estas diferencias, sin embargo, son pequeñas, por lo que, salvo que se esté haciendo un estudio muy detallado, puede prescindirse de ellas.

Admitiremos, por tanto, que cuando la central funciona a plena carga, el salto neto de todos los grupos es el mismo, lo que equivale a suponer que está constituido por un solo grupo que turbina el caudal total; designado por:

Q Caudal máximo turbinado (m3/s)

Hn Salto neto para Qmax correspondiente al salto bruto máximo.

t Rendimiento de la turbina con plena carga.

a Rendimiento del alternador con plena carga.

La potencia en turbinas será:

Y la potencia en alternadores:

El valor de t varía con el caudal que se turbina, el salto neto, el tipo de turbina y calidad de la misma. A plena carga llegan a conseguirse valores de t que oscilan entre el 87-91%. Para un caudal del orden de los ¾ del máximo, los rendimientos suelen ser los máximos y llegan a alcanzar en algunas turbinas el 94% y más corrientemente el 90%. Con caudales bajos el rendimiento disminuye y puede reducirse al 85% o incluso menos.

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En alternadores se alcanzan rendimientos mayores, llegándose a valores del 98%; en estas máquinas las variaciones de rendimiento son menos amplias que en las turbinas.

PRODUCTIVIDAD de un salto.

La energía producida por un grupo viene dada por la suma:

En donde:

qi caudal turbinado durante el intervalo ti ; en m3/s (t en s.).

Hni salto neto correspondiente al caudal Qi ; en m.

ti rendimiento instantáneo de la turbina para Qi y Hni.

ai rendimiento instantáneo del alternador.

La productividad de la central será la suma de la energía producida por todos los grupos.

Si el régimen de funcionamiento es tal que los saltos netos son prácticamente iguales en todos ellos puede considerarse, como anteriormente se ha hecho para la potencia, que la central está constituida por un solo grupo. Llamando Qi al caudal total y E a la energía producida tendremos entonces:

Para calcular esta suma sería preciso conocer los caudales que se van a turbinar y el tiempo de funcionamiento de cada caudal, en otras palabras hay que conocer la hipótesis de funcionamiento de la central.

unidad de la cuenca: equilibrio ambiental.

Hoy día, se conciben los aprovechamientos hidráulicos en un doble sentido integral:

o En cuanto a su extensión, considerando la totalidad de una cuenca hidrográfica, tanto para su mejor utilización como porque toda obra hidráulica produce un impacto no sólo en su entorno inmediato, sino agua abajo.

o En lo referente a su uso, considerando todos los posibles, y combinándolos de forma que se obtenga la utilidad óptima conjunta.

Esta doble concepción integral se aplica con toda amplitud. Esto es, que se tienen en cuenta no sólo los usos directos del agua, sino los efectos indirectos producidos (producciones inducidas o derivadas, efectos ambientales, etc.). Estos efectos indirectos o inducidos, pueden ser

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favorables o desfavorables. En general, son menores que los directos, pero en algunos casos pueden llegar a tener gran importancia. Concretamente la tienen, y de forma creciente, los ambientales -estéticos, ecológicos, sanitarios, etc.- por lo que no puede prescindirse de ellos. Es más, un estudio previsor de estos efectos puede llegar a convertirlos de desfavorables en favorables.

En realidad, muchos de estos aspectos que hasta ahora se consideraban inducidos, han pasado hoy día a considerarse en algunos casos como uno de los objetivos o usos posibles de las obras; por ejemplo, el embellecimiento del paisaje, el recreo y turismo, la pesca, mejora de las condiciones sanitarias del cauce, etc.

En resumen, una cuenca hidrográfica es un conjunto en un cierto equilibrio dinámico. Las obras en ella han de ser consideradas también en conjunto con la misma amplitud de visión, tanto en cuanto a su utilización -la mejor y máxima posible- como para conocer el nuevo equilibrio de la cuenca modificada por las obras.

problemas de equilibrio ambiental.

Van cobrando importancia creciente y precisamente por su actualidad y novedad hay una gran ignorancia sobre ellos que conduce a extremos efectistas, muchas veces exagerados o incluso falseados. Por otra parte, se ha de insistir y aclarar conceptos y consecuencias indirectas de las obras hidráulicas que, a veces incluso, se consideran como fines directos.

La realidad es que la mejora del entorno o ambiente no es una novedad. En cuanto a las obras hidráulicas, siempre han representado el mejor exponente de la lucha del hombre para dominar los elementos naturales. Gracias a ellas se aplanan o suprimen las crecidas devastadoras, se retiene el agua en épocas sobrantes para darla en las de escasez, se ganan alimentos al regar extensiones importantes, se hace que el trabajo del agua en vez de erosionar el cauce se convierta en energía que aumenta enormemente la capacidad de trabajo y producción humanas, se mejoran las condiciones sanitarias, transporte fluvial... Todos estos efectos representan una mejora ambiental evidente.

matices en la política del medio ambiente.

Los países más adelantados están sufriendo un encarecimiento del ambiente provocado por un desarrollo incontrolado y excesivo.

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En el extremo contrario están los países en desarrollo, sobre todo si este es incipiente. En ellos el problema ambiental se traduce en luchar contra la naturaleza. Un país de estos no se preocupa del humo de las fábricas, sino de tenerlas; ni le importa que una obra hidráulica o de comunicación produzca escombreras feas, pues peor es no tener agua ni comunicaciones. Es decir, en estos países el hombre está en una fase anterior de mejora del ambiente.

algunos problemas ambientales de las obras hidráulicas.

Una cuenca hidrográfica es un conjunto natural-topográfico, geológico, meteorológico, hidrológico, biológico...sometido a un proceso de evolución dinámico natural: erosión, sedimentación, vida vegetal y animal...

Al hacer una obra hidráulica rompemos su unidad y equilibrio. En primer lugar, hacemos una presa con la que se remansa el agua, normalmente con cierta importancia, pues tendemos a crear un embalse regulador. Gracias a éste, se amortiguan los excesos de caudal del río y se compensan las deficiencias de agua en los estiajes. Parece que estos efectos son sólo favorables, y es así en general, pero no de una manera absoluta.

Al hacer un embalse, hacemos el río más regular, pero introducimos una perturbación en el proceso erosión-sedimentación. La presa no deja pasar los arrastres sólidos que lleva el río procedente de la erosión en los cauces agua arriba. La sedimentación se concentra en el embalse y disminuye en el cauce agua abajo. Como consecuencia, el embalse va disminuyendo su capacidad útil. Y se pueden provocar erosiones agua abajo, ya que el equilibrio natural se ha roto al no dejar pasar los elementos sólidos.

El conjunto presa-embalse representa, pues, discontinuidad en el proceso erosión-transporte-sedimentación, reteniendo productos sólidos, con el consiguiente déficit agua abajo y acumulación en el embalse.

Por otra parte, el embalse supone una inundación de una cierta superficie que antes estaba seca. Esa inundación no sólo afecta a la propia superficie cubierta por el agua, sino que trasciende en mayor o menor grado a los terrenos contiguos, por filtración, formándose no sólo el lago artificial externo y visible, sino su prolongación subterránea con un nivel freático.

La primera consecuencia física de esto es una alteración del equilibrio mecánico de los terrenos inundados o infiltrados. En algunos embalses esto ha provocado seísmos y, en otros, deslizamientos.

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Otra alteración producida es la biológica: las especies animales y vegetales que existían antes huyen o perecen y dan lugar a otras. Esta sustitución de especies se efectuará automáticamente, con efectos favorables o desfavorables según los casos. Pero también se puede provocar por siembra de especies piscícolas aptas para desarrollarse en lagos y embalses.

Un peligro de los embalses es la posible concentración en ellos de materia orgánica. Esa materia se va acumulando en el embalse y provoca el desarrollo excesivo de algas y bacterias anaerobias que desequilibran biológicamente el embalse. Este fenómeno se llama eutroficación y es uno de los peligros que amenazan a los embalses y, por supuesto, a muchos lagos naturales y mares interiores. Externamente, puede dar lugar a mal sabor u olor del agua, empeoramiento de sus condiciones sanitarias, etc.

Pero el efecto de una presa y embalse no se ciñe a su propio cauce. El agua regulada se destina a uno o más usos, parte de los cuales suelen estar fuera del cauce: el agua se deriva por un cauce artificial y se lleva a regar una comarca, abastecer una población o industria..., es decir, el agua no solo se retiene y regula en el embalse, sino que se reintegra al cauce natural en un punto lejano o ni siquiera vuelve a él.

El uso del agua entraña una derivación beneficiosa para los usuarios, pero que puede ser perjudicial al cauce. Por eso, en algunos casos en que los perjuicios a éste pueden ser importantes, se obliga a desaguar a él un caudal mínimo para asegurar el nivel freático, la depuración sanitaria o la continuación de ciertas actividades anteriores no sustituibles ni indemnizables. Es lo que se llama una “servidumbre” de caudal, que gravita sobre algunas obras hidráulicas.

Por el contrario, las obras hidráulicas sabiamente planteadas, pueden causar efectos muy beneficiosos en el ambiente natural. Un paisaje desértico puede convertirse en un lago espléndido con vegetación en sus orillas y rincones, de particular belleza y tranquilidad. La sedimentación en el embalse puede corregirse con una reforestación adecuada en su cuenca afluente que impida o disminuya la erosión, mientras que el defecto de sedimentación en el cauce o playas aguas abajo se puede corregir con obras adecuadas de encauzamiento y consolidación. También pueden construirse embalses destinados preferentemente a descargar agua al cauce en los momentos adecuados para su limpieza y depuración; incluso hacer obras que provoquen la aireación del agua para su mejor oxigenación y consiguiente depuración de aguas contaminadas; y la misma decantación

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producida por el embalse puede depurar el agua. La evaporación producida en el embalse puede crear en su entorno un microclima favorable, por más húmedo.

En resumen, la obra hidráulica produce un cambio en la cuenca. Este es, en general, ampliamente favorable; y lo que pueda producir en negativo, puede evitarse o incluso transformar en positivo con un adecuado estudio previsor. Esto requiere la colaboración de varias disciplinas y especialistas en todos los períodos: estudios, construcción y explotación.

OBRAS HIDRÁULICAS. Página 1

Precipitación = aportación (escorrentía)+ evapotranspiración

E = P - P2

E = P / "(0,9+(P2/L2))

A = aP - b

= " P

A = P3/2

A = Si Pi " Pi 10-3

V = K (h/L)

Hn = hP + hV + z - hS

(1000 Q Hn / 75) t en CV

(1000 Q Hn / 75) t a 0.736 =9.8Q Hn t a

"año 9,8 qi Hni i ai (i / 3600) en KWh

E = "año 9,8 Qi Hni ti ai (Ti / 3600) en KWh

SECCIÓN 01: GENERALIDADES

Las Especificaciones Generales para la Construcción de Carreteras que se presentan en este Volumen son de carácter general y responden a la necesidad de promover en el país la uniformidad y consistencia de las especificaciones de partidas que son habituales y de uso repetitivo en Proyectos y Obras Viales.

Estas Especificaciones tienen también la función de prevenir y disminuir las probables controversias que se generan en la administración de los Contratos y estimular una alta calidad de trabajo. Para lograr esto se

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enfatiza un aspecto importante que radica en el hecho de incentivar el auto control de calidad de la obra vial por su propio ejecutor, es decir que el propio contratista en forma directa garantice un grado de calidad en la ejecución del trabajo y por tanto de los materiales, equipos y el personal que interviene en cada una de las partidas de trabajo que conforman una obra de acuerdo al proyecto, términos de referencia, bases de licitación, especificaciones generales y especiales. La Supervisión tendrá la función de efectuar el Control de Calidad de la Obra para lo cual contará con los elementos técnico - logísticos que requiera el Proyecto.

Un avance en las presentes Especificaciones es el haber considerado el factor humano y su entorno bio-socio-cultural como elementos presentes y vitales en todo el proceso de ejecución de las obras viales, lo que implica visualizarlos como elementos actuantes y a su vez como niveles de manifestación de los impactos sociales y ambientales tanto durante como a posteriori de la obra. Por lo cual a través de las especificaciones se apunta a observar una normatividad general que permita dar seguimiento y ejercer un nivel de control para la preservación de los ecosistemas y la calidad de vida de la población.

01.01 Las Especificaciones Generales dentro del Contrato de Ejecución de Obra.

Este volumen contiene especificaciones generales para la ejecución de partidas de trabajo que son aplicables a contratos del Ministerio de Transportes, Comunicaciones, Vivienda y Construcción del Perú, pero puede también ser utilizado por otros organismos gubernamentales o privados que promueven proyectos y construcción de carreteras.

Cuando sea incluido en un Contrato, formará parte del Expediente Técnico y compromete a las partes que lo suscriben.Para simplicidad el volumen será denominado "EG-2000" indicándose de este modo a las Especificaciones Generales para Construcción de Carreteras actualizadas al presente año.

Las Especificaciones Generales deben ser actualizadas periódicamente mediante revisiones, adiciones o complementos a su contenido, para lo que se efectuará la respectiva indicación del año en la que determinada sección o capítulo fue actualizado. De esta forma un solo volumen de

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Especificaciones Generales (original o actualizado) formará parte del Contrato.

01.02 Especificaciones Especiales.

Cuando en un determinado proyecto se requiera especificaciones nuevas concordantes con el Estudio o que amplíen, complementen o reemplacen a las Especificaciones Generales, el autor del Proyecto deberá emitir las Especificaciones Especiales cuyo volumen será denominado "EE" que serán generadas para ese proyecto específico y solo será aplicable para su ejecución y compromete a las partes que lo suscriben.

Las EE concluyen su vigencia con la extinción del Contrato.Las EE al formar parte del Proyecto, forma también parte del Expediente Técnico.

01.03 Organización de las Especificaciones Generales.

El volumen de las Especificaciones Técnicas para Construcción de Carreteras tiene la siguiente estructura y organización:

CAPITULOS

Abarcan una serie de aspectos análogos en cuanto a rubros de construcción que frecuentemente se utilizan en proyectos viales.

SECCIONESUna sección trata específicamente una determinada tarea de construcción que generalmente constituye una partida que conforma el Presupuesto de Obra y del Expediente Técnico del Contrato.

Una sección estará conformada por SUBSECCIONES que enfocan lo siguiente:

Descripción Materiales Equipo Requisitos para la construcción Medición Pago

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Y Otros.

Codificación de Partidas.

La organización que se ha previsto para las Especificaciones Técnicas permiten una adecuada codificación y la previsión necesaria para que periódicamente en la medida que sea necesario puedan ser ampliadas, revisadas y/o mejoradas.La codificación responderá al siguiente criterio:

Cada uno de los capítulos llevará como identificación un dígito comenzando con 1, con progresión correlativa para los siguientes que se definan como tales.

SECCIONES.

El espacio reservado por las secciones que se pueden introducir en un capítulo tendrá una capacidad de 99 secciones. A fin de poder albergar, intercalar o ampliar otras secciones que se requieran, se pueden codificar las secciones con intervalos entre cada una de ellas.

SUBSECCIONES.

Las subsecciones tendrán una numeración correlativa que identificará cada uno de los temas que son tratados dentro de la sección.

El criterio de codificación planteado puede apreciarse solo en forma ilustrativa en el siguiente ejemplo:

Capítulo 2: "Movimiento de Tierras", identifica un determinado capítulo como un rubro general de actividad.

Sección 205: "Excavación para Explanaciones", identifica una actividad especifica de construcción que se halla dentro del Capítulo General de Movimiento de Tierras. Generalmente una sección corresponde a una partida del presupuesto.

Subsección 205.20: "Medición", identifica la forma en que se efectuará la medición de la partida específica.

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De esta forma el código 205.20 ó 205-20, identifica la sección 05 asociada a la actividad "Excavación para Explanaciones" que se halla dentro del rubro general "Movimiento de Tierras". El punto decimal o un guión separador delimita la Subsección 20 "Medición".

Gráficamente la codificación planteada será:

La identificación de la Subsección no es necesariamente la misma para una u otra sección, ya que dependerá de la cantidad de subsecciones que contenga una sección, lo que es variable en función a la importancia y complejidad de la actividad. En consecuencia la Subsección tiene carácter descriptivo y responde solo a la necesidad de una mayor o menor necesidad de características de métodos constructivos, preparación, materiales, tráfico, mantenimiento, mediciones, bases de pago y otros aspectos que requiera ser descrita o mencionada en una Subsección. Es correlativo solo para ordenar el texto y no tiene asociado ninguna característica específica.

La codificación de la sección es única y está asociada a una determinada actividad constructiva o de carácter general y a un determinado capítulo o grupo de actividades análogas. Las secciones tendrán una numeración correlativa y entre paréntesis se colocará el año en que se crearon y posteriormente el año en que se actualizaron.

Ventajas de la Codificación.

Identificación precisa de una determinada sección o partida.

Permite uniformizar el Expediente Técnico de Licitación y Presupuestos, ya que la gran mayoría de actividades tendrá un código

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determinado, al que se referirán todos los documentos del Expediente Técnico.

Será posible incorporar y ampliar partidas no previstas en las Especificaciones Técnicas, pero necesarias en un proyecto específico, aprovechando los intervalos de la codificación y la posibilidad de compatibilizar determinadas partidas dentro de un grupo de secciones.

Los proyectos viales deben referirse a la codificación de las especificaciones a fin de uniformizar los criterios en la ejecución del proyecto, en la construcción y en el control de obras.

Partidas de Pago.

La presentación de los distintos ítems de pago sigue la siguiente codificación:

En cualquier Especificación Especial, se deberá seguir esta codificación para crear un nuevo ítem.

01.04 Abreviaciones.

Las abreviaciones utilizadas en el texto de las Especificaciones Generales para Construcción de Carreteras representan lo que se indica a continuación:

AASHTO American Association of StateHighway and TransportationOfficials o Asociación Americana de Autoridades Estatales de Carreteras y Transporte.

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ACI American Concrete Institute o Instituto Americano del Concreto.

AI TheAsphaltInstitute o Instituto del Asfalto.

ASTM American SocietyforTesting and Materials ó Sociedad Americana para Ensayos y Materiales.

EG ( ) Especificaciones Generales para Construcción de Carreteras del Perú. Entre paréntesis se colocará el año de actualización.

EE Especificaciones Especiales para Construcción de Carreteras de un proyecto específico.FHWA Federal HighwayAdministration o Administración Federal de Carreteras.

INC Instituto Nacional de Cultura del Perú.

INRENA Instituto Nacional de Recursos Naturales. Ministerio de Agricultura del Perú.

ISSA International SlurrySurfacingAssociation o Asociación Internacional de Superficies con lechadas asfálticas.

MTC Ministerio de Transportes, Comunicaciones, Vivienda y Construcción del Perú.

PCA Portland CementAssociation o Asociación del Cemento Portland.

SI Sistema Internacional de Unidades (Sistema Métrico Modernizado).

SLUMP Sistema Legal de Unidades de Medida del Perú (el SI en el Perú).

01.05 Sistema de Medidas.

En este volumen se emplean las unidades del SLUMP (Sistema Legal de Unidades de Medida del Perú) que a su vez ha tomado las unidades del SI (Sistema Internacional de Unidades) o Sistema Métrico Modernizado. (Ver también Sección 07).(c) Notación para taludes (vertical: horizontal)

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Para taludes con inclinación menor que 1:1, expresar la inclinación del talud como la relación de una unidad vertical a un número de unidades horizontales.

Para taludes con inclinación mayor que 1:1 expresar la inclinación del talud como la relación de un número de unidades verticales a una unidad horizontal.

01.06 Definiciones.

Alcantarilla.Es un elemento del sistema de drenaje de una carretera, construido en forma transversal al eje. Por lo general se ubica en quebradas, cursos de agua y en zonas que se requiere para el alivio de cunetas.

Afirmado.Capa de material selecto procesado o semiprocesado de acuerdo a diseño, que se coloca sobre la subrasante de una carretera. Funciona como capa de rodadura y de soporte al tráfico en carreteras no pavimentadas. Estas capas pueden tener tratamiento para su estabilización.

Base.Capa de material selecto y procesado que se coloca entre la parte superior de una subbase o de la subrasante y la capa de rodadura. Esta capa puede ser también de mezcla asfáltica o con tratamientos según diseños. La base es parte de la estructura de un pavimento.

Bases de Licitación.Documento que contiene todas las disposiciones, condiciones y procedimientos para efectuar una licitación y para el control administrativo de la obra durante su ejecución y hasta su liquidación final.

Berma.Area contigua y paralela a la calzada de una carretera. Su función es la de servir como zona de estacionamiento de emergencia de vehículos y de confinamiento del pavimento.

BM.

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Es un punto topográfico de elevación fija que sirve de control para la construcción de la carretera de acuerdo a los niveles del proyecto. Generalmente está constituido por un hito o monumento.

Bombeo.Inclinación transversal que se construye en las zonas en tangente a cada lado del eje de la plataforma de una carretera con la finalidad de facilitar el drenaje lateral de la vía.

Calzada.Sector de la carretera que sirve para la circulación de los vehículos, compuesta de un cierto número de carriles.

Cunetas.Elemento de la sección transversal de una carretera que corre paralela al eje y en el borde de la berma. Sirve para recoger el agua proveniente de los taludes y de la plataforma para evacuarla en un determinado lugar. Por lo general las cunetas se ubican en sectores en corte.

PavimentoEstructura que se coloca encima de la plataforma de una carretera. Sirve para dar soporte, confort y seguridad al tránsito de vehículos y para proteger la plataforma.Por lo general está conformada por capas de subbase, base y capa de rodadura, pudiendo ser ésta de concreto portland, concreto asfáltico, tratamientos superficiales ú otros. La estructura de un pavimento puede también ser mixta.

PeralteInclinación transversal hacia un lado que se construye en las zonas en curva o en transición de tangente a curva en toda la plataforma, con la finalidad de absorber los esfuerzos tangenciales del vehículo en marcha y facilitar el drenaje lateral de la vía.

RasanteEs el nivel superior del pavimento terminado. La Línea de Rasante generalmente se ubica en el eje de la carretera.

Reasentamiento

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Capa de material con determinadas características que se coloca entre la subrasante de una carretera y la parte inferior de la base. La sub-base forma parte de la estructura del pavimento.

SubrasanteNivel superior de la plataforma de una carretera adecuadamente conformada, nivelada y compactada. La Línea de Subrasante generalmente se ubica en el eje de la carretera. Sobre la subrasante se coloca la estructura del pavimento.

TerraplenesParte de la plataforma conformado por procesos de relleno.El Terraplén puede estar conformado por material procedente de excedentes de corte, de excavaciones laterales o de canteras.

Clasificación.

El desbroce y limpieza se clasificará de acuerdo con los siguientes criterios:

(a) Desbroce y limpieza en bosque

Comprende la tala de árboles, remoción de tocones, desraíce y limpieza de las zonas donde la vegetación se presenta en forma de bosque continuo.

Los cortes de vegetación en las zonas próximas a los bordes laterales del derecho de vía, deben hacerse con sierras de mano, a fin de evitar daños considerables en los suelos de las zonas adyacentes y deterioro a otra vegetación cercana. Todos los arboles que se talen, según el trazado de la carretera, deben orientarse para que caigan sobre la vía, evitando de esamanera afectar a vegetación no involucrada.

Debe mantenerse, en la medida de lo posible, el contacto del dosel forestal, con la finalidad de permitir el movimiento de especies de la fauna, principalmente de primates. De encontrarse especies de flora o fauna con un importante valor genético y/o en peligro de extinción determinados en

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los. Especificaciones, estudios previos, éstos deben ser trasladados a lugares próximos de donde fueron afectados.

El traslado de cualquier especie será objeto de una Especificación Especial, preparada por el responsable de los estudios, en la cual se definirá el procedimiento y los cuidados que serán necesarios durante toda actividad hasta su implantación en el nuevo sitio.

(b) Desbroce y limpieza en zonas no boscosas.

Comprende el desraíce y la limpieza en zonas cubiertas de pastos, rastrojo, maleza, escombros, cultivos y arbustos.

También comprende la remoción total de árboles aislados o grupos de árboles dentro de superficies que no presenten características de bosque continuo.

En esta actividad se deberá proteger las especies de flora y fauna que hacen uso de la zona a ser afectada, dañando lo menos posible y sin hacer desbroce innecesarios, así como también considerar al entorno socioeconómico protegiendo áreas con interés económico.

Materiales.

201.02 Los materiales obtenidos como resultado de la ejecución de los trabajos de desbroce y limpieza, se depositarán de acuerdo con lo establecido en la Subsección 201.07 de estaSección.El volumen obtenido por esta labor no se depositarán por ningún motivo en lugares donde interrumpa alguna vía altamente transitada o zonas que sean utilizadas por la población como acceso a centros de importancia social, salvo si el supervisor lo autoriza por circunstancias de fuerza mayor.

Equipo.

201.03 El equipo empleado para la ejecución de los trabajos de desbroce y limpieza deberá ser compatible con los procedimientos de ejecución adoptados y requiere la aprobación previa del Supervisor, teniendo en cuenta que su capacidad y eficiencia se ajuste al programa de ejecución de los trabajos y al cumplimiento de las exigencias de la especificación.

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Los equipos que se empleen deben contar con adecuados sistemas de silenciadores, sobre todo si se trabaja en zonas vulnerables o se perturba la tranquilidad del entorno.

El equipo debe cumplir con lo que se estipula en la Subsección 05.11.

Requerimientos de Construcción

201.04 Ejecución de los trabajos.

Los trabajos de desbroce y limpieza deberán efectuarse en todas las zonas señaladas en los planos o indicadas por el Supervisor y de acuerdo con procedimientos aprobados por éste, tomando las precauciones necesarias para lograr condiciones de seguridad satisfactorias.

Para evitar daños en las propiedades adyacentes o en los árboles que deban permanecer en su lugar, se procurará que los árboles que han de derribarse caigan en el centro de la zona objeto de limpieza, troceándolos por su copa y tronco progresivamente, cuando así lo exija el Supervisor.

Las ramas de los árboles que se extiendan sobre el área que, según el proyecto, vaya a estar ocupada por la corona de la carretera, deberán ser cortadas o podadas para dejar un claro mínimo de seis metros (6 m), a partir de la superficie de la misma.

201.05 Remoción de tocones y raíces.

En aquellas áreas donde se deban efectuar trabajos de excavación, todos los troncos, raíces y otros materiales inconvenientes, deberán ser removidos hasta una profundidad no menor a sesenta centímetros (60 cm) del nivel de la subrasante del proyecto.

En las áreas que vayan a servir de base de terraplenes o estructuras de contención o drenaje, los tocones, raíces y demás materiales inconvenientes a juicio del Supervisor, deberán eliminarse hasta una profundidad no menor de treinta centímetros (30 cm) por debajo de la superficie que deba descubrirse de acuerdo con las necesidades del proyecto.

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Todos los troncos que estén en la zona del proyecto, pero por fuera de las áreas de excavación, terraplenes o estructuras, podrán cortarse a ras del suelo.Todas las oquedades causadas por la extracción de tocones y raíces se rellenarán con el suelo que haya quedado al descubierto al hacer la limpieza y éste se conformará y apisonará hasta obtener un grado de compactación similar al del terreno adyacente.

201.06 Remoción de Capa Vegetal.

La remoción de la capa vegetal se efectuará con anterioridad al inicio de los trabajos a un tiempo prudencial para que la vegetación no vuelva a crecer en los lugares donde pasará la vía y en las zonas reservadas para este fin.El volumen de la capa vegetal que se remueva al efectuar el desbroce y limpieza no deberá ser incluido dentro del trabajo objeto de la presente Sección. Dicho trabajo se encontrará cubierto por la Sección 205.

201.07 Remoción y disposición de materiales.

Salvo que el pliego de condiciones, los demás documentos del proyecto o las normas legales vigentes expresen lo contrario, todos los productos del desbroce y limpieza quedarán de propiedad del Contratista.

Los árboles talados que sean susceptibles de aprovechamiento, deberán ser despojados de sus ramas y cortados en trozos de tamaño conveniente, los que deberán apilarse debidamente a lo largo de la zona de derecho de vía, disponiéndose posteriormente según lo apruebe el Supervisor.El resto de los materiales provenientes del desbroce y la limpieza deberá ser retirado del lugar de los trabajos, transportado y depositado en los lugares establecidos en los planos del proyecto o señalados por el Supervisor, donde dichos materiales deberán ser enterrados convenientemente, de tal manera que la acción de los elementos naturales no pueda dejarlos al descubierto, según se estipula en la Sección 906.

Para el traslado de estos materiales los vehículos deberán estar cubiertos con una lona de protección con la seguridad respectiva, a fin de que estas no se dispersen accidentalmente durante el trayecto a la zona de

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disposición de desechos previamente establecido por la autoridad competente, así como también es necesario aplicar las normas y disposiciones legales vigentes. Los materiales excedentes por ningún motivo deben ser dispuestos sobre cursos de agua (escorrentía o freática), debido a la contaminación de las aguas, seres vivos e inclusive puede modificar el microclima. Por otro lado, tampoco deben ser dispuestos de manera que altere el paisaje natural.Cuando la autoridad competente y las normas de conservación de Medio Ambiente lo permita, la materia vegetal inservible y los demás desechos del desbroce y limpieza podrán quemarse en un momento oportuno y de una manera apropiada para prevenir la propagación del fuego.

La quema no se podrá efectuar al aire libre. El Contratista será responsable tanto de obtener el permiso de quema como de cualquier conflagración que resulte de dicho proceso.

Por ningún motivo se permitirá que los materiales de desecho se incorporen en los terraplenes, ni disponerlos a la vista en las zonas o fajas laterales reservadas para la vía, ni en sitios donde puedan ocasionar perjuicios ambientales.

201.08 Orden de las operaciones.

Los trabajos de desbroce y limpieza deben efectuarse con anterioridad al inicio de las operaciones de explanación. En cuanto dichas operaciones lo permitan, y antes de disturbar con maquinaria la capa vegetal, deberán levantarse secciones transversales del terreno original, las cuales servirán para determinar el volumen de la capa vegetal y del movimiento de tierra, de conformidad con la Sección 205.Si después de ejecutados el desbroce y la limpieza, la vegetación vuelve a crecer por motivos imputables al Contratista, éste deberá efectuar una nueva limpieza, a su costo, antes de realizar la operación constructiva subsiguiente.

201.09 Aceptación de los Trabajos.

Durante la ejecución de los trabajos, el Supervisor efectuará los siguientes controles principales:

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• Verificar que el Contratista disponga de todos los permisos requeridos.• Comprobar el estado y funcionamiento del equipo utilizado por el

Contratista.• Verificar la eficiencia y seguridad de los procedimientos aplicados por

el Contratista.• Vigilar el cumplimiento de los programas de trabajo.• Comprobar que la disposición de los materiales obtenidos de los

trabajos de desbroce y limpieza se ajuste a las exigencias de la presente especificación y todas las disposiciones legales vigentes.

• Medir las áreas en las que se ejecuten los trabajos en acuerdo a esta especificación.

• Señalar todos los árboles que deban quedar de pie y ordenar las medidas para evitar que sean dañados.

El Contratista aplicará las acciones y los procedimientos constructivos recomendados en los respectivos estudios o evaluaciones ambientales del proyecto y las disposiciones vigentes sobre la conservación del medio ambiente y los recursos naturales, y el Supervisor velará por su cumplimiento.La actividad de desbroce y limpieza se considerará terminada cuando la zona quede despejada para permitir que se continúe con las siguientes actividades de la construcción. La máxima distancia en que se ejecuten las actividades de desbroce dentro del trazo de la carretera será de un kilómetro (km) delante de las obras de explanación. El Supervisor no permitirá que esta distancia sea excedida.La evaluación de los trabajos de desbroce y limpieza se efectuarán según lo indicado en laSubsección 04.11(a).

Medición.

201.10 La unidad de medida del área desbrozada y limpiada será la hectárea (ha), en su proyección horizontal, aproximada al décimo de hectárea, de área limpiada y desbrozada satisfactoriamente, dentro de las zonas señaladas en los planos o indicadas por el Supervisor. No se incluirán en la medida las áreas correspondientes a la plataforma de vías existentes.

Tampoco se medirán las áreas limpiadas y desbrozadas en zonas de préstamos o de canteras y otras fuentes de materiales que se encuentren localizadas fuera de la zona del proyecto, ni aquellas que el Contratista

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haya despejado por conveniencia propia, tales como vías de acceso, vías para acarreos, campamentos, instalaciones o depósitos de materiales.

Pago.

201.11 El pago del desbroce y limpieza se hará al respectivo precio unitario del contrato, por todo trabajo ejecutado de acuerdo con esta especificación y aceptado a plena satisfacción por el Supervisor y según lo dispuesto en la Sección 07.05.

El precio deberá cubrir todos los costos de desmontar, destroncar, desraizar, rellenar y compactar los huecos de tocones; disponer los materiales sobrantes de manera uniforme en los sitios aprobados por el Supervisor. El precio unitario deberá cubrir, además, la carga, transporte y descarga y debida disposición de estos materiales.

El pago por concepto de desbroce y limpieza se hará independientemente del correspondiente a la remoción de capa vegetal en los mismos sitios, aún cuando los dos trabajos se ejecuten en una sola operación. La remoción de capa vegetal se medirá y pagará de acuerdo con laSección 205.

Descripción

400.01 Esta especificación presenta las disposiciones que son generales a los trabajos de imprimación y riegos de liga; tratamientos superficiales; lechadas asfálticas; carpetas asfálticas en frío y en caliente.

Materiales.400.02 Los materiales a utilizar deberán responder a los siguientes requerimientos:

(a) Agregados pétreos y polvo mineral.

Los agregados pétreos empleados para la ejecución de cualquier tratamiento o mezcla bituminosa deberán poseer una naturaleza tal, que al aplicársele una capa del material asfáltico por utilizar en el trabajo, ésta no se desprenda por la acción del agua y del tránsito. Sólo se admitirá el

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empleo de agregados con características hidrófilas, si se añade algún aditivo de comprobada eficacia para proporcionar una buena adhesividad.

Para el objeto de estas especificaciones, se denominará agregado grueso la porción del agregado retenido en el tamiz de 4.75 mm (N° 4); agregado fino la porción comprendida entre los tamices de 4.75 mm y 75 mm (N° 4 y N° 200) y polvo mineral o llenante la que pase el tamiz de 75 mm (N° 200).

El agregado fino estará constituido por arena de trituración o una mezcla de ella con arena natural. La proporción admisible de esta última dentro del conjunto se encuentra definida en la respectiva especificación.

Los granos del agregado fino deberán ser duros, limpios y de superficie rugosa y angular. El material deberá estar libre de cualquier sustancia que impida la adhesión del asfalto y deberá satisfacer los requisitos de calidad indicados en cada especificación.

El polvo mineral o llenante provendrá de los procesos de trituración de los agregados pétreos o podrá ser de aporte de productos comerciales, generalmente cal hidratada o cemento portland. Podrá usarse una fracción del material preveniente de la clasificación, siempre que se verifique que no tenga actividad y que sea no plástico. Su peso unitario aparente, determinado por el ensayo de sedimentación en tolueno, deberá encontrarse entre cinco y ocho décimas de gramo por centímetro cúbico (0,5 y 0,8 g/cm³ ) (BS 812, NLT 176) y su coeficiente de emulsibilidad deberá ser inferior a seis décimas (0,6).

La mezcla de los agregados grueso y fino y el polvo mineral deberá ajustarse a las exigencias de la respectiva especificación, en cuanto a su granulometría.

(b) Cemento asfáltico

El cemento asfáltico a emplear en los riegos de liga y en las mezclas asfálticas elaboradas en caliente será clasificado por viscosidad absoluta y por penetración. Su empleo será según las características climáticas de la región, la correspondiente carta viscosidad del cemento asfáltico y tal como

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lo indica la Tabla N° 400-1, las consideraciones del Proyecto y las indicaciones del Supervisor.

Tabla N° 400-1

Mezclas en CalienteTipo de Cemento Asfáltico Clasificado según Penetración

Temperatura Media Anual

24°C o más24°C – 15°C

15°C - 5°C

Menos de 5°C

40 – 50 ó60-70 ó

Modificado60-70

85 – 100120 - 150

Asfalto Modificado

El cemento asfáltico debe presentar un aspecto homogéneo, libre de agua y no formarespuma cuando es calentado a temperatura de 175°C.

El cemento asfáltico podrá modificarse mediante la adición de activantes, rejuvenecedores, polímeros, asfaltos naturales o cualquier otro producto garantizado por los productos correspondientes. En tales casos, las especificaciones particulares establecerán el tipo de adición y las especificaciones que deberán cumplir tanto el ligante modificado como las mezclas asfálticas resultantes. La dosificación y dispersión homogénea del producto de adición deberán tener la aprobación del Supervisor.

Tabla N° 400-2

Especificaciones del Cemento Asfáltico Clasificado por Penetración

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Tabla N° 400-3

Especificaciones del Cemento Asfáltico Clasificado por Viscosidad

(c) Emulsiones asfálticas

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De acuerdo con la aplicación y según lo establezca la respectiva especificación, se utilizarán emulsiones catiónicas de rotura rápida, media o lenta, cuyas características básicas se presentan en la Tabla N° 400-4.

Las emulsiones catiónicas podrán ser modificadas mediante polímeros, en tal caso las Especificaciones de calidad, dosificación y dispersión del producto deberán tener la aprobación del Supervisor.

(d) Asfaltos diluidos (Tipo Cutback)

Se aplicarán en determinados casos, según lo establezca la respectiva especificación.Estos asfaltos pueden ser de curado medio (MC) o curado rápido (RC).

Los asfaltos de curado medio responderán a los requisitos de calidad que se indican en laTabla N° 400-5 y los de curado rápido a los de la Tabla N° 400-6.

Tabla N° 400-4

Especificaciones para Emulsiones Catiónicas (ASTM D-2397)

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http://www.mtc.gob.pe/portal/transportes/caminos_ferro/manual/EG-2000/cap4/seccion400.htm#tabla4006





(e) Aditivos mejoradores de adherencia

En caso de que los requisitos de adhesividad indicados en cada especificación no sean satisfechos, no se permitirá el empleo del agregado, salvo que se incorpore un producto mejorador de adherencia de calidad reconocida, en una proporción que deberá ser aprobada por el Supervisor

(f) Temperatura de Aplicación del Material Bituminoso

El material bituminoso a utilizar en los diferentes trabajos según la especificación respectiva será obligatoriamente aplicado dentro de los rangos establecidos por la carta viscosidad - temperatura debidamente aprobado por el Supervisor.

Equipo

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400.03 Todos los equipos empleados deberán ser compatibles con los procedimientos de construcción adoptados y requieren la aprobación previa del Supervisor teniendo en cuenta que su capacidad y eficiencia se ajusten al programa de ejecución de las obras y al cumplimiento de las exigencias de calidad de la presente especificación y de la correspondiente a la respectiva partida de trabajo.

Tabla N° 400-5

Requisitos de Material Bituminoso Diluido de Curado Medio

Tabla N° 400-6

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Requisitos de Material Bituminoso Diluido para Curado Rápido(AASHTO M-81)

Características EnsayoRC-70 RC-250 RC-800

Mín. Máx. Mín. Máx. Mín. Máx.

Viscosidad Cinemática a 60°C,

mm² /s

MTC E 301

70 140 250 500 800 1600

Punto de Inflamación (TAG, Capa abierta) °C

MTC E 312

- - 27 - 27 -

Destilación, volumenTotal destilado hasta 360°C,%Vol. A190°CA 225°C A 260°CA 316°C

MTC E 313

1050 7085

- ---

- 35 60 80

-- - -

- 15 45 75

- -- -

Residuo de la destilación a 360°C

55 65 - 75 -

Pruebas sobre el residuo de la destilación Ductilidad a 25°C, 5cm/min., cm.Penetración a 25°C,100 gr., 5 seg. (*)Viscosidad absoluta a60°C, Pa.s Solubilidad en tricloetileno, %

MTC E 306

MTC E 304

MTC E 302

100

80

60

99

-

120

240

-

100

80

60

99

-

120

240

-

100

80

60

99

-

120

240

-

Contenidode agua, % del volumen

. - 0.2 - 0.2 - 0.2

(*) Opcionalmente se puede reportar Penetración en vez de viscosidad.

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Tabla N° 400-7

Rangos de Temperatura de Aplicación (°C)

Tipo y Grado del AsfaltoRangos de Temperatura

En Esparcido o Riego

En Mezclas Asfálticas (1)

Asfaltos Diluidos:MC-30 RC-70 o MC-70RC-250 o MC-250RC-800 o MC-800

30-(2)50-(2)75-(2)95-(2)

--

60-80(3)75-100(3)

Emulsiones AsfálticasCRS-1CRS-2CMS-2CMS-2h; CSS-1; CSS-1h

50-8560-8540-7020-70

--

50-6020-70

Cemento AsfálticoTodos los grados

140 máx (4) 140 máx (4)

(1) Temperatura de mezcla inmediatamente después de preparada.(2) Máxima temperatura en la que no ocurre vapores o espuma(3) Temperatura en la que puede ocurrir inflamación. Se deben tomarprecauciones para prevenir fuego o explosiones.(4) Se podrá elevar esta temperatura de acuerdo a las cartas temperatura-viscosidaddel fabricante.

Agregados requeridos, deberán tener aprobación previa del Supervisor, la cual no implica necesariamente la aceptación posterior de los agregados que el Contratista suministre o elabore de tales fuentes, ni lo exime de la responsabilidad de cumplir con todos los requisitos de cada especificación.

Los procedimientos y equipos de explotación, clasificación, trituración, lavado y el sistema de almacenamiento, deberán garantizar el suministro de un producto de características uniformes. Si el Contratista no cumple con

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estos requerimientos, el Supervisor exigirá los cambios que considere necesarios.

Todos los trabajos de clasificación de agregados y en especial la separación de partículas de tamaño mayor que el máximo especificado para cada gradación, se deberán ejecutar en el sitio de explotación o elaboración y no se permitirá efectuarlos en la vía.

Siempre que las condiciones lo permitan, los suelos orgánicos existentes en la capa superior de las canteras deberán ser conservados para la posterior recuperación de las excavaciones y de la vegetación nativa. Al abandonar las canteras temporales, el Contratista remodelará el terreno para recuperar las características hidrológicas superficiales de ellas, debiendo cumplir con lo indicado en la Subsección 05.06.

400.05 Fórmulas de trabajo para mezclas asfálticas, tratamientos superficiales y lechadas asfálticas

Antes de iniciar el acopio de los materiales, el Contratista deberá suministrar para verificación del Supervisor muestras de ellos, del producto bituminoso por emplear y de los eventuales aditivos, avaladas por los resultados de los ensayos de laboratorio que garanticen la conveniencia de emplearlos en el tratamiento o mezcla. El Supervisor después de las comprobaciones que considere convenientes y dé su aprobación a los materiales, solicitará al Contratista definir una "FÓRMULA DE TRABAJO" que obligatoriamente deberá cumplir las exigencias establecidas en la especificación correspondiente. En dicha fórmula se consignará la granulometría de cada uno de los agregados pétreos y las proporciones en ellos que deben mezclarse, junto con el polvo mineral, para obtener la gradación aprobada.

En el caso de mezclas y lechadas asfálticas deberán indicarse, además, el porcentaje de ligante bituminoso en relación con el peso de la mezcla y el porcentaje de aditivo respecto al peso del ligante asfáltico, cuando su incorporación resulte necesaria. Si la mezcla es en frío y requiere la incorporación de agua, deberá indicarse la proporción de ésta.

En el caso de mezclas en caliente también deberán señalarse:

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http://www.mtc.gob.pe/portal/transportes/caminos_ferro/manual/EG-2000/cap0/seccion05.htm#0506


Los tiempos requeridos para la mezcla de agregados en seco y para la mezcla de los agregados con el ligante bituminoso.

Las temperaturas máxima y mínima de calentamiento previo de los agregados y el ligante. En ningún caso se introducirán en el mezclador agregados pétreos a una temperatura que sea superior a la del ligante en más de quince grados Celsius (15 °C).

Porcentaje de filler respecto al peso de la mezcla, en caso sea necesario su utilización.

Las temperaturas máximas y mínimas al salir del mezclador.

La temperatura mínima de la mezcla en la descarga de los elementos de transporte.

La temperatura mínima de la mezcla al inicio y terminación de la compactación.

Cuando se trate de tratamientos superficiales, el Contratista deberá informar al Supervisor las cantidades de ligante asfáltico y agregados pétreos para los distintos riegos, incluyendo la posible incorporación de aditivos.

La aprobación definitiva de la fórmula de trabajo por parte del Supervisor no exime al Contratista de su plena responsabilidad de alcanzar, con base en ella, la calidad exigida por la respectiva especificación.

Las tolerancias que se admiten en los trabajos específicos se aplican a la Fórmula de Trabajo que es única para toda la ejecución de la obra.La fórmula aprobada sólo podrá modificarse durante la ejecución de los trabajos, si se produce cambios en los materiales, canteras o si las circunstancias lo aconsejan y previo el visto bueno del Supervisor.

400.06 Tramo de prueba en mezclas nuevas, tratamientos y lechadas asfálticas

Antes de iniciar los trabajos, el Contratista emprenderá un tramo de prueba para verificar el estado de los equipos y determinar, en secciones de ensayo de ancho y longitud definidas de acuerdo con el Supervisor, el método

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definitivo de preparación, transporte, colocación y compactación de la mezcla o tratamiento, de manera que se cumplan los requisitos de la respectiva especificación.

En el caso de la construcción de lechadas asfálticas se hace necesario la compactación en aquellas áreas donde el espesor sea mayor que ¼" (6 mm.).

El Supervisor tomará muestras del tratamiento, lechada o mezcla, para determinar su conformidad con las condiciones especificadas que correspondan en cuanto a granulometría, dosificación, densidad y demás requisitos.

En caso de que el trabajo elaborado no se ajuste a dichas condiciones, el Contratista deberá efectuar inmediatamente las correcciones requeridas en los equipos y sistemas o, si llega a ser necesario, en la fórmula de trabajo, repitiendo las secciones de ensayo una vez efectuadas las correcciones.

El Supervisor determinará si es aceptable la ejecución de los tramos de prueba como parte integrante de la obra en construcción.

En el caso de tratamientos superficiales y lechadas asfálticas se definirán en esta fase sus tiempos de rotura y curado, con el fin de que se puedan tomar las previsiones necesarias en el control del tránsito público.

En caso que los tramos de prueba sean rechazados o resulten defectuosos el Contratista deberá levantarlo totalmente, transportando los residuos a las zonas de depósito indicadas en el Proyecto u ordenados por el Supervisor. El Contratista deberá efectuar inmediatamente las correcciones requeridas a los sistemas de producción de agregados, preparación de mezcla, extensión y compactación hasta que ellos resulten satisfactorios para el Supervisor, debiendo repetirse los tramos de prueba cuantas veces sea necesario. Todo esto a costo del Contratista.

El empleo de pavimento asfáltico en la construcción de carreteras requiere tener un adecuado manejo ambiental, dado que las consecuencias pueden ser grandes. Para lo cual, se requiere realizar una serie de acciones complementarias para que sus efectos negativos se minimicen o eviten y no altere el ecosistema.

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Para realizar las actividades de suministrar y aplicar materiales diversos a una base, la cual ha sido preparada con anterioridad, es necesario considerar las implicancias ambientales para ser tratados adecuadamente.

Durante la aplicación del material bituminoso, el contratista deberá contar con extintores, dispuestos en lugares de fácil accesibilidad para el personal de obra, debido a que las temperaturas en las que se trabajan pueden generar incendios.

En estas etapas, se debe contar con un botiquín permanente que reúna los implementos apropiados para cualquier tipo de quemaduras que pudiera sufrir el personal de obra. Además, es conveniente dotar al personal de obra que trabaja directamente en las labores de aplicación del material bituminoso, con equipos idóneos para la protección de los gases que emanen de éstas.

Se debe disponer, si las condiciones así lo requieren, de un personal exclusivo para vigilar y evitar que personas ajenas a las obras ingresen a las zonas de obra, para que no retrasen las labores y salvaguardar su integridad física. También se debe disponer de un vehículo para casos en que ocurran eventuales accidentes.

Se debe dar la protección adecuada para evitar que se manche y dañe la infraestructura adyacente a la vía, ya que los costos de rehabilitación de lo dañado puede ser muy elevado. Se debe proteger veredas, cursos de agua, jardines, áreas verdes naturales, zonas arqueológicas, etc.

En las áreas que han sido tratadas, no se debe permitir el paso de vehículos, para lo cual se instalarán las señalizaciones y desvíos correspondientes, sin que perturbe en gran medida el normal tránsito de los vehículos. En las probables zonas críticas indicadas en el proyecto se debe dar una protección adecuada contra los factores climáticos, geodinámicos, etc., a fin de que no se retrasen las obras y aumenten los costos que han sido determinados para estas actividades.

400.07 Aceptación de los trabajos

Los trabajos para su aceptación estarán sujetos a lo siguiente:

(a) Controles

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Verificar la implementación para cada fase de los trabajos de lo especificado en la Sección 103 de este documento.

Verificar el estado y funcionamiento de todo el equipo empleado por el Contratista.

Verificar que las plantas de asfalto y de trituración estén provistas de filtros, captadores de polvo, sedimentadores de lodo y otros aditamentos que el Supervisor considere adecuados y necesarios para impedir emanaciones de elementos particulados y gases que puedan afectar el entorno ambiental.

Comprobar que los materiales por utilizar cumplan todos los requisitos de calidad exigidos en la Subsección 400.02.

Supervisar la correcta aplicación del método aceptado como resultado del tramo de prueba, en cuanto a la elaboración y manejo de los agregados, así como la manufactura, transporte, colocación y compactación de los tratamientos y mezclas asfálticas.

Ejecutar ensayos de control de mezcla, de densidad de las probetas de referencia, de densidad de la mezcla asfáltica compactada in situ, de extracción de asfalto y granulometría; así como control de las temperaturas de mezclado, descarga, extendido y compactación de las mezclas (los requisitos de temperatura son aplicables sólo a las mezclas elaboradas en caliente).

Efectuar ensayos de control de mezcla, extracción de asfalto y granulometría en lechadas asfálticas.

Ejecutar ensayos para verificar las dosificaciones de agregados y ligante en tratamientos superficiales, así como la granulometría de aquellos.

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Efectuar ensayos para verificar las dosificaciones de ligante en riegos de liga e imprimaciones.

Vigilar la regularidad en la producción de los agregados y mezclas o lechadas asfálticas durante el período de ejecución de las obras.

Efectuar pruebas para verificar la eficiencia de los productos mejoradores de adherencia, siempre que ellos se incorporen.

Realizar las medidas necesarias para determinar espesores, levantar perfiles, medir la textura superficial y comprobar la uniformidad de la superficie, siempre que ello corresponda.

El Contratista rellenará inmediatamente con mezcla asfáltica, a su costo, todos los orificios realizados con el fin de medir densidades en el terreno y compactará el material de manera que su densidad cumpla con los requisitos indicados en la respectiva especificación.

También cubrirá, sin costo para el MTC, las áreas en las que el Supervisor efectúe verificaciones de la dosificación de riegos de imprimación y liga, tratamientos superficiales y lechadas asfálticas.

(b) Condiciones específicas para el recibo y tolerancias

Tanto las condiciones de recibo como las tolerancias para las obras ejecutadas, se indican en las especificaciones correspondientes. Todos los ensayos y mediciones requeridas para el recibo de los trabajos especificados, estarán a cargo del Supervisor.Aquellas áreas donde los defectos de calidad y las irregularidades excedan las tolerancias, deberán ser corregidas por el Contratista, a su costo, de acuerdo con las instrucciones del Supervisor y a satisfacción de éste.

Medición

400.08 La medición se efectuará de la siguiente forma:

(a) Ejecución de riegos de imprimación y liga, sellos de arena-asfalto, tratamientos superficiales y lechadas asfálticas

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La unidad de medida será el metro cuadrado (m²), aproximado al entero, de todo trabajo ejecutado a satisfacción del Supervisor, de acuerdo a lo exigido en la especificación respectiva.

El área se determinará multiplicando la longitud real, medida a lo largo del eje del trabajo, por el ancho especificado en los planos u ordenado por el Supervisor.

El material bituminoso se medirá de acuerdo a lo indicado en la especificación respectiva.

No se medirá ninguna área por fuera de tales límites.

(b) Ejecución de mezclas densas y abiertas en frío y en caliente

La unidad de medida será el metro cúbico (m³), aproximado al décimo de metro cúbico, de mezcla suministrada y compactada en obra a satisfacción del Supervisor, de acuerdo con lo exigido por la especificación respectiva.

El volumen se determinará multiplicando la longitud real, medida a lo largo del eje del trabajo, por el ancho y espesor especificados en los planos u ordenados por el Supervisor.

El material bituminoso se medirá de acuerdo a lo indicado en la especificación respectiva.

No se medirá ningún volumen por fuera de tales límites.

(c) Ejecución de bacheos con mezcla asfáltica

La unidad de medida será el metro cúbico (m³), aproximado al décimo de metro cúbico, de bacheo con mezcla asfáltica ejecutado a satisfacción del Supervisor, de acuerdo con lo exigido por la especificación respectiva.

El volumen se determinará multiplicando la superficie en donde el Supervisor haya autorizado el trabajo, por el espesor compacto promedio en que se haya colocado la mezcla, de acuerdo con la especificación respectiva.

Pago

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400.09 Ejecución de riegos de imprimación y liga, sellos de arena-asfalto, tratamientos superficiales y lechadas asfálticas

El pago se hará al respectivo precio unitario del contrato, por metro cuadrado, para toda obra ejecutada de acuerdo con la respectiva especificación y aceptada a satisfacción por el Supervisor.

En los casos en que el trabajo incluya el empleo de agregados pétreos, el precio unitario deberá cubrir todos los costos de su adquisición, obtención de permisos y derechos de explotación o alquiler de fuentes de materiales y canteras; la obtención de licencias ambientales, las instalaciones provisionales, los costos de arreglo o construcción de las vías de acceso a las fuentes y canteras; la preparación de las zonas por explotar, así como todos los costos relacionados con la explotación, selección, trituración, lavado, suministro de los materiales pétreos, desperdicios, cargas, transportes, descargas, clasificación, transporte al punto de aplicación, colocación, mezcla (en el caso de lechadas asfálticas) y compactación de los materiales utilizados, en los casos en que ello corresponda.

También, deberá incluir los costos de la definición de la fórmula de trabajo cuando se requiera, los del tramo de prueba y todo costo relacionado con la correcta ejecución de cada trabajo, según lo dispuesto en la Subsección 07.05.

En todos los casos, el precio deberá incluir el suministro en el sitio, almacenamiento, desperdicios y aplicación de agua y aditivos mejoradores de adherencia y de control de rotura que se requieran; la protección de todos los elementos aledaños a la zona de los trabajos y que sean susceptibles de ser manchados por riegos de asfalto, así como toda labor, mano de obra, equipo o material necesarios para la correcta ejecución de los trabajos especificados.

Se excluye del pago el costo de suministro y aplicación en el sitio de los materiales bituminosos, que se pagarán de acuerdo a la especificación respectiva.

400.10 Ejecución de mezclas abiertas y densas en caliente

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El pago se hará al respectivo precio unitario del contrato, por metro cúbico, para toda obra ejecutada de acuerdo con la respectiva especificación y aceptada a satisfacción por el Supervisor.

El precio unitario deberá incluir todos los costos de adquisición, obtención de permisos y derechos de explotación o alquiler de fuentes de materiales y canteras; obtención de licencias ambientales para la explotación de los agregados y la elaboración de las mezclas; las instalaciones provisionales, los costos de arreglo o construcción de las vías de acceso a las fuentes y canteras; la preparación de las zonas por explotar, así como todos los costos relacionados con la explotación, selección, trituración, lavado, suministro de los materiales pétreos, desperdicios, elaboración de las mezclas, cargas, transporte interno y descargas de agregados y mezclas; así como el transporte al punto de aplicación, la colocación, nivelación y compactación de las mezclas elaboradas.

El precio unitario deberá incluir, además, los costos de la definición de la fórmula de trabajo, del tramo de prueba y todo costo relacionado con la correcta ejecución de cada trabajo, según lo dispuesto en laSubsección 07.05.

Se excluyen del precio unitario el suministro del producto asfáltico para la mezcla, el cual se pagará de acuerdo con la especificación respectiva. En caso de requerirse filler como aglomerante de mezcla y mejorador de adherencia, también estará excluido del precio unitario de la mezcla.

Otros tipos de aditivos se incluirán dentro del precio de la mezcla.

SECCIÓN5:PAVIMEO DE CONCRETO HIDRÁULICO.

Descripción

501.01 Este trabajo consiste en la elaboración, transporte, colocación, consolidación y acabado de una mezcla de concreto hidráulico como estructura de un pavimento, con o sin refuerzo; la ejecución de juntas, el acabado, el curado y demás actividades necesarias para la correcta construcción del pavimento, de acuerdo con los alineamientos, cotas, secciones y espesores indicados en los planos del proyecto y con estas especificaciones.

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Materiales

501.02 Concreto Hidráulico

Estará conformado por una mezcla homogénea de cemento, agua, agregados fino y grueso y aditivos, cuando estos últimos se requieran. Los materiales deberán cumplir con los requisitos básicos que se indican a continuación:

(a) Concreto

Será aplicable lo indicado en las Subsecciones 610.02 y 610.03 de la Sección 610, exceptuando la granulometría del agregado grueso que deberá cumplir con alguno de los siguientes requisitos granulométricos:

TamizPorcentaje que pasa

CH-1 CH-2

63.5 mm (2 ½”) 100 -

50 mm (2”) 95 – 100 100

37,5 mm (1 ½”) - 95 – 100

25,0 mm (1”) 35 – 70 -

19,0 mm (¾”) - 35 – 70

12,5 mm ( ½”) 10 – 30 -

9,5 mm ( 3 /8”) - 10 – 30

4,75 mm (N° 4) 0 – 5 0 – 5

El tamaño máximo nominal del agregado grueso no deberá ser mayor de cincuenta milímetros (50 mm).

La curva granulométrica obtenida al mezclar los agregados grueso y fino en el diseño y construcción del concreto, deberá ser continua y asemejarse a las teóricas.

(b) Aditivos

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Cuando los documentos del Proyecto lo indiquen, se podrán usar aditivos de calidad certificada que cumplan con Norma ASTM C-494, para modificar las propiedades del concreto, con el fin de que sea más adecuado para las condiciones particulares del pavimento por construir.

(c) Pasadores y varillas de unión (Barras de Transferencia de Cargas)

Cuando los documentos del proyecto los contemplen, se emplearán en las juntas de contracción pasadores constituidos por barras lisas de hierro, las cuales se tratarán en un espacio comprendido entre la mitad y tres cuartos de su longitud con una película fina de algún producto que evite su adherencia al concreto. Cuando los pasadores se coloquen en juntas de dilatación, el extremo correspondiente a la parte tratada se protegerá con una cápsula de diámetro interior ligeramente mayor que el del pasador y una longitud mínima de cincuenta milímetros (50mm).

Las varillas de hierro que se utilicen para unión o anclaje serán corrugadas.

Las características y dimensiones de los pasadores y las varillas de unión serán las indicadas en los planos del proyecto.

(d) Productos químicos para curado

Si su utilización está prevista en los documentos del proyecto, se empleará un producto químico de calidad certificada que, aplicado mediante aspersión sobre la superficie del pavimento garantice el correcto curado de éste. El producto por utilizar deberá satisfacer todas las especificaciones de calidad que indique su fabricante.

(e) Membranas para la separación del pavimento o para el curado

En caso de que los documentos del proyecto lo dispongan, se empleará un papel impermeable especial o una lámina de polietileno para la separación entre las losas y su capa de apoyo, o para favorecer el correcto curado del pavimento.

(f) Sellante para las juntas

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El material sellante para la parte superior de las juntas del pavimento deberá asegurar la estanqueidad de las mismas y ser resistente a la agresión de agentes externos, para lo cual deberá permanecer adherido a los bordes de las losas.

El material debe ser flexible bajo cualquier condición de clima y dúctil para adaptarse a cualquier movimiento, así como impermeable.

El material sellante podrá estar constituido por cualquiera de los tipos aprobados por las Normas ASTM-D994-71, D1190-74 (1980) ó D2628-81

En el caso de pavimentos expuestos a combustibles debe cumplir la norma ASTM D-2028 y D-1854.

El material podrá ser de los tipos esponja de jebe, corcho de expansión o bituminoso resiliente no extruviso, que cumplan con las Normas ASTM-D-1751 y D1752.

El material que se use para el relleno de las juntas de dilatación, deberá tener la suficiente compresibilidad para permitir la dilatación de las losas sin fluir hacia el exterior, así como capacidad para recuperar la mayor parte de su volumen al descomprimirse. No absorberá agua del concreto fresco y será lo suficientemente impermeable para impedir la penetración del agua del exterior. Su espesor estará comprendido entre quince y dieciocho milímetros (15mm-18 mm).

Equipos

501.03 Todo el equipo necesario para la ejecución de los trabajos deberá cumplir con lo estipulado en la Subsección 05.11. Los principales equipos requeridos son los siguientes:

(a) Equipo para la producción de agregados

Para el proceso de producción de los agregados pétreos se requieren equipos para su explotación, carguío, transporte y producción. La unidad de proceso consistirá en una unidad clasificadora y, de ser necesario, una planta de trituración provista de trituradoras primaria, secundaria y terciaria siempre que esta última se requiera, así como un equipo de lavado. La

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planta deberá estar provista de los filtros necesarios para controlar la contaminación ambiental de acuerdo con la reglamentación vigente.

(b) Equipo para la elaboración del Concreto

La planta de elaboración del concreto deberá efectuar una mezcla regular e íntima de los componentes, dando lugar a un concreto de aspecto y consistencia uniforme, dentro de las tolerancias establecidas.

La mezcla se podrá elaborar en plantas centrales o en camiones mezcladores. En el caso de plantas centrales, los dispositivos para la dosificación por peso de los diferentes ingredientes deberán ser automáticos, con presión superior al (1%) para el cemento y al dos por ciento (2%) para los agregados. Los camiones mezcladores, que se pueden emplear tanto para la mezcla como para el agitado, podrá ser de tipo cerrado con tambor giratorio; o de tipo abierto provisto de paletas. En cual quiera de los dos casos deberán proporcionar mezcla uniforme y descargar su contenido sin que se produzcan segregaciones; además, estarán equipados con cuentarrevoluciones.

Los vehículos mezcladores de concretos y otros elementos que contengan alto contenido de humedad deben tener dispositivo de seguridad necesario para evitar el derrame del material de mezcla durante durante el proceso de transporte.

En caso hubiera derrame de material llevados por los camiones, este deberá ser recogido inmediata mente por el transportador, para lo cual deberá contar con el equipo necesario.

(c) Elementos necesarios para la ejecución de los trabajos entre encofrado fijos

Cuando se emplee el método de construcción con encofrados fijos, el equipo mínimo necesario para la ejecución de las obras, estará integrado por los siguientes elementos:

(1) Encofrados

Los elementos para la construcción no deberán tener una longitud menor de tres metros (3 m) y su altura será igual al espesor del pavimento por

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construir. Deberá tener la suficiente rigidez para que no se deforme durante la colocación del concreto y, si va servir como rieles para el desplazamiento de equipos, para no deformarse bajo la circulación de los mismos.

En la mitad de su espesor y a los intervalos requeridos, los encofrados tendrán orificios para insertar a través de ellos las varillas de unión o encaje, cuando ellas estén contempladas en el proyecto de las obras.

La fijación de los encofrados al suelo se hará mediante pasadores de anclaje que impidan cualquier desplazamiento vertical u horizontal, debiendo estar separados como máximo un metro (1 m), y existiendo al menos uno (1) en cada extremo de los encofrados o en la unión de aquellos.

En las curvas, los encofrados se acomodarán a los polígonos más convenientes, pudiéndose emplear elementos rectos rígidos, de la longitud que resulte más adecuada.

Se deberá disponer de un número suficiente de encofrados para tener colocada, en todo momento de la obra, una longitud por utilizar igual o mayor que la requerida para tres (3) horas de trabajo, más la cantidad necesaria para permitir que el desencofrado del concreto se haga a las dieciséis (16) horas de su colocación.

Todas los materiales utilizados en ésta actividad, deberán ser dispuestos en un lugar seguro, de manera que los clavos, fierros retorcidos, u otros no signifiquen peligro alguno para las personas que transitan por el lugar. De otro lado, todo el personal deberá tener necesariamente, guantes, botas y casco protector, a fin de evitar posibles desprendimientos y lesiones.

(2) Equipo para la construcción del pavimento

Estará integrado por una extendedora que dejará el concreto fresco repartido uniformemente; una terminadora transversal con elementos de enrase, compactación por vibración y alisado transversal; y una terminadora longitudinal que realice el alisado en dicho sentido.

Los vibradores superficiales deberán tener una frecuencia no inferior a tres mil quinientos (3 500) ciclos por minuto y los de inmersión de cinco mil (5 000) ciclos por minuto. La amplitud de la vibración debe ser suficiente para

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ser visible en la superficie del concreto y generar una onda a trescientos milímetros (300 mm) del vibrador.

Para el acabado superficial, se utilizarán planchas con la mayor superficie posible, que permita obtener un acabado del pavimento al nivel correcto y sin superficies porosas.

Sólo se usarán vibradores de inmersión en áreas pequeñas, donde no sea posible usar reglas vibradoras.

(3) Elementos para la ejecución de las juntas

Para la ejecución de las juntas en fresco, se empleará un equipo con cuchillas vibrantes o podrán emplearse dispositivos para la inserción de tiras continuas metálicas.

Si las juntas se ejecutan sobre el concreto endurecido, se emplearán sierras cuyo disco requiere la aprobación previa del Supervisor, en lo relacionado con el material, espesor y diámetro. El número necesario de sierras se determinará mediante ensayos de velocidad de corte del concreto empleado en la construcción del pavimento.

(4) Distribuidor de productos de curado

En caso de que el pavimento se vaya a curar con un producto químico que forme membrana, se debe disponer del equipo adecuado para que la aspersión sea homogénea en toda la superficie por curar y sin que se produzcan pérdidas por la acción del viento.

(d) Elementos necesarios para la ejecución de los trabajos con pavimentadora de encofrados deslizantes

En este caso, los elementos requeridos para la construcción del pavimento, serán los siguientes:

(1) Pavimentadora de encofrados deslizantes

La máquina pavimentadora de encofrados deslizantes deberá extender, compactar y enrasar uniformemente el concreto, de manera de obtener

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mecánicamente un pavimento denso y homogéneo, salvo algunas operaciones de carácter manual.

La pavimentadora deberá estar equipada de un sistema guiado por hilo, debiendo actuar los mecanismos correctores cuando las desviaciones de la máquina respecto del hilo excedan de tres milímetros (3 mm) en altura o como diez (10 mm) en planta.

La pavimentadora compactará adecuadamente el concreto por vibración interna en todo el ancho colocado, mediante vibradores transversales o una serie de unidades de vibrado longitudinal; en este caso, la separación entre unidades de vibrado estará comprendida entre quinientos y setecientos cincuenta milímetros (500 mm-750 mm), medidos centro a centro. Además, la separación entre el centro de la unidad de vibradoexterna y la cara interna del encofrado correspondiente, no excederá de ciento cincuenta milímetros (150 mm).

La frecuencia de vibración de cada unidad no será inferior a cinco mil (5 000) ciclos por minuto y la amplitud de la vibración será suficiente para ser perceptible en la superficie de concreto a lo largo de la longitud vibrante y a una distancia de trescientos milímetros (300 mm).

(2) Elementos para la ejecución de juntas

Se requieren los mismos que se exigen en caso de que el pavimento se construya entre encofrados fijos. Se exceptúa el caso recién mencionado de la junta longitudinal en fresco, la cual deberá ser ejecutada por la misma pavimentadora.

(3)Distribuidor de productos de curado

Se requieren los mismos que se exigen en caso de que el pavimento se construya entre encofrados fijos.

(e) Elementos de transporte

El transporte del concreto a la obra se realizará en camiones con elementos de agitación o en camiones cerrados de tambor giratorio o de tipo abierto, provistos de paletas, los cuales estarán equipados con cuentarrevoluciones.

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Deberán ser capaces de proporcionar mezclas homogéneas y descargar su contenido sin que se produzcan segregaciones.

(f) Equipo accesorio

Se requieren algunas herramientas menores como palas y planchas, bandejas, frotachos, para hacer correcciones localizadas; cepillos para dar textura superficial, etc.

Requerimientos de Construcción

501.04 Explotación de materiales y elaboración de agregados

Las fuentes de materiales, así como los procedimientos y equipos empleados para la explotación de aquellas y para la elaboración de los agregados requeridos, requieren aprobación previa del Supervisor, la cual no implica necesariamente la aceptación posterior de los agregados que el Contratista suministre o elabore de tales fuentes, ni lo exime de la responsabilidad de cumplir con todos los requisitos de esta especificación.

Los procedimientos y equipos de explotación, clasificación, trituración, lavado y el sistema de almacenamiento deberán garantizar el suministro de un producto de calidad uniforme. Si el Contratista no cumple con estos requerimientos, el Supervisor exigirá los cambios que considere necesarios.

Siempre que las condiciones lo permitan, los suelos orgánicos existentes en la capa superior de las canteras, deberán ser conservados para la posterior recuperación de las excavaciones y de la vegetación nativa. Al abandonar las

501.05 Estudio de la mezcla y obtención de la fórmula de trabajo

Con suficiente antelación al inicio de los trabajos, el Contratista suministrará al Supervisor, muestras representativas de los agregados, cemento, agua y eventuales aditivos por utilizar y el Diseño de Mezcla, avalados por los resultados de ensayos de laboratorio que garanticen la conveniencia de emplearlos, para su verificación.

Una vez que el Supervisor efectúe las comprobaciones que considere necesarias y dé su aprobación a los materiales cuando resulten

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satisfactorios de las dosificaciones de cemento (Kg), agua libre (Kg), arena (Kg) y piedra (Kg) y eventuales adiciones, por metro cúbico (m³) de concreto fresco.

La consistencia del concreto. La fórmula deberá reconsiderarse, cada vez que varíe alguno de los siguientes factores:

• El tipo, clase o categoría del cemento y su marca.

• El tipo, absorción o tamaño máximo del agregado grueso.

• El módulo de fineza del agregado fino en más de dos décimas (0.2)

• La naturaleza o proporción de los aditivos

• El método de puesta en obra.

Los documentos del proyecto indicarán la resistencia por exigir al concreto destinado a la construcción del pavimento. La resistencia especificada señalada en los planos del Proyecto en función del ensayo correspondiente (MTC E 709) es a la flexotracción.

Para cada dosificación ensayada, se controlarán la consistencia, las resistencias a la flexión a siete (7) y veintiocho (28) días y, cuando se exija, el contenido de aire incorporado.

Los ensayos de resistencia se llevarán a cabo sobre prismas de 15 cm x 15 cm x 50 cm procedentes de cuatro (4) amasadas diferentes de concreto, confeccionando series de cuatro (4) prismas por amasada.De cada serie se ensayarán dos (2) prismas a siete (7) días y dos (2) a veintiocho (28) días, obteniéndose los valores medios de cada grupo de resultados.

Se considerará como fórmula de trabajo la mezcla cuyo valor medio obtenido a veintiocho (28) días supere la resistencia especificada con margen suficiente para que sea razonable esperar que con la dispersión queintroduce la ejecución de la obra, la resistencia característica real de ésta también sobrepase la especificada.

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Donde no existen facilidades para ensayar prismas, se podrán ensayar probetas cilíndricas a la compresión (MTC E 704), cuyos resultados se correlacionarán con las resistencias a la flexotracción mediante cartas de calibración previamente elaboradas con los materiales y procedimientos de la obra.

La cantidad de cemento por metro cúbico (m³) de concreto no será inferior a trescientos (300) kilogramos. La relación agua/cemento no será superior a 0,50 y el asentamiento, medido con el Cono de Abrams (MTC E 705) deberá estar entre 50 mm y 75 mm (2" - 3").

501.06 Ensayos característicos de obra y ejecución de tramos de prueba (Para pavimentaciones que superen longitudes de 500 m. de vía)

Para cada dosificación de posible aplicación en obra, determinada a partir de los ensayos previos de laboratorio, se efectuarán ensayos de resistencia sobre prismas rectangulares procedentes de seis (6) amasadas diferentes, confeccionando dos (2) prismas por amasada, las cuales se ensayarán a la flexo-tracción a siete (7) días, obteniéndose el valor medio del Módulo de Rotura (MR). Para cada serie de probetas se controlará la resistencia y, de ser necesario, el aire incluido, con los mismos métodos empleados para los ensayos previos. Si el valor medio de la resistencia obtenida a los siete (7) días es igual o superior al ochenta por ciento (80%) de las resistencias especificadas a los veintiocho (28) días, y no se han obtenido resultados fuera de especificación para la consistencia o el aire incluido, se efectuará un tramo de prueba con un concreto de dicha dosificación. En caso contrario, se harán los ajustes necesarios hasta conseguir un concreto que cumpla las exigencias de este numeral. El tramo de prueba tendrá una longitud ± 20 m. y su ancho será determinado por el Supervisor, fuera de la calzada por pavimentar. El tramo servirá para verificar que los medios de vibración disponibles son capaces de compactar adecuadamente el concreto en todo el espesor del pavimento, que se cumplen las limitaciones de regularidad y rugosidad establecidas por la presente especificación, que el proceso de curado y protección del concreto fresco es adecuado y que las juntas se realizan correctamente.

En caso de que los resultados del primer tramo no sean satisfactorios, se construirán otros introduciendo variaciones en los equipos, métodos de ejecución o, incluso, en la dosificación, hasta obtener un pavimento con las

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condiciones exigidas. Logrado esto, se podrá proceder a la construcción del pavimento.

501.07 Preparación de la superficie existente

La mezcla no se extenderá hasta que se compruebe que la superficie sobre la cual se va a colocar tenga las características físicas, la densidad especificada, las cotas indicadas en los planos y hayan sido concluidos y aprobados todos los trabajos de drenaje, instalación de tuberías y de servicios que quedarán cubiertos por el pavimento. Todas las irregularidades que excedan las tolerancias establecidas en la especificación de la unidad de obra correspondiente, se corregirán de acuerdo con lo establecido en ella, a plena satisfacción del Supervisor

En todos los casos, se prohibirá circular sobre la superficie preparada, salvo las personas y equipos indispensables para la ejecución del pavimento. En consecuencia no debe permitirse el acceso de personas ajenas a la obra.

En caso de efectuarse demoliciones y reconstrucciones, como consecuencia de la presencia de fisuras o defectos a edades tempranas, los escombros resultantes deberán ser eliminados únicamente en la zona determinada por el Proyecto.

501.08 Elaboración de la mezcla

(a) Manejo y almacenamiento de los agregados pétreos

No se permitirá ningún método de manejo y almacenamiento de los agregados que pueda causar segregación, degradación, mezcla de distintos tamaños o contaminación con el suelo u otros materiales. La cantidad de los agregados almacenados al iniciar las obras, debe ser suficiente para quince (15) días de trabajo.

(b) Suministro y almacenamiento del cemento

El cemento en sacos se deberá almacenar en sitios secos y aislados del suelo, en rumas de no más de ocho (8) bolsas.

Si el cemento se suministra a granel, se deberá almacenar en silos apropiados aislados de la humedad. La capacidad máxima de

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almacenamiento será la suficiente para el consumo de dos (2) jornadas de producción normal.

Todo cemento que tenga más de tres (3) meses de almacenamiento en sacos o seis (6) en silos, deberá ser examinado y usado previa certificación de calidad autorizado por el Supervisor, quien verificara si aun es susceptible de utilización.

Esta frecuencia será disminuida en relación directa a la condición climática, de temperatura, humedad y/o condiciones de almacenamiento. Este examen incluirá pruebas de laboratorio para determinar su conformidad con los requisitos de la Norma Técnica Peruana NTP 334.009.

(c) Almacenamiento de aditivos

Los aditivos se protegerán convenientemente de la intemperie y de toda contaminación. Los sacos de productos en polvo se almacenarán bajo cubierta y observando las mismas precauciones que en el caso del almacenamiento del cemento.

Los aditivos suministrados en forma líquida se almacenarán en recipientes estancos. Estas recomendaciones no son excluyentes de las especificadas por los fabricantes.

Todos los materiales a utilizarse en la obra deben estar ubicados de tal forma que no cause incomodidad a los transeúntes y/o vehículos que circulen en los alrededores.

(d) Básculas

Las básculas para el pesaje de los materiales deben tener una precisión mínima de uno por ciento (± 1%). Se calibrarán cada vez que el Supervisor lo considere necesario y, como mínimo, cada quince (15) días.

El equipo de pesaje estará aislado contra vibraciones y movimientos de otros equipos de la planta de forma que, cuando la planta esté en funcionamiento, las lecturas no varíen en más de uno por ciento (± 1%) para los diferentes ingredientes.

(e) Dosificación del concreto

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Los agregados y el cemento a granel para la fabricación del concreto se dosificarán por peso, por medio de equipos automáticos de dosificación. En la fórmula de trabajo, las dosificaciones de los agregados se establecerán en peso de materiales secos, teniéndose en cuenta su humedad al ajustar los dispositivos de pesaje. En el momento de su dosificación, los agregados tendrán una humedad suficientemente baja para que no se produzca un escurrimiento visible de agua durante el transporte desde la planta de dosificación al dispositivo de mezclado.

El cemento a granel deberá ser pesado en una báscula independiente de la utilizada para dosificar los agregados. El mecanismo de descarga de la tolva de pesaje del cemento estará diseñado de tal manera, que permita la regulación de la salida del cemento sobre los agregados.

Los aditivos en polvo se medirán en peso y los aditivos líquidos o en pasta, se medirán en peso o en volumen, con una precisión de uno por ciento (± 1%) de la cantidad especificada.

(f) Mezcla de los componentes

La mezcla se realizará en una planta central. En obras de pequeño volumen se podrá autorizar la mezcla en camiones mezcladores (mixer), cuyas características deben adaptarse a lo prescrito en "Elementos de Transporte" tratado antes en la presente especificación. Los componentes de la mezcla se introducirán en la mezcladora de acuerdo con una secuencia previamente establecida por el Contratista y aprobada por el Supervisor. Los aditivos en forma líquida o en pasta se añadirán al agua antes de su introducción en la mezcladora. Los aditivos en polvo se introducirán en la mezcla junto con el cemento o los agregados, excepto cuando el aditivo contenga cloruro de calcio, en cuyo caso se añadirá en seco mezclado con los agregados, pero nunca en contacto con el cemento; no obstante, en este último caso se prefiere agregarlo en forma de disolución. Estas recomendaciones no son excluyentes de las especificadas por los fabricantes.

Los materiales deberán mezclarse durante el tiempo necesario para lograr una mezcla íntima y homogénea de la masa, sin segregación. Su duración mínima se establecerá mediante pruebas de laboratorio y deberá contar con la aprobación del Supervisor.

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Cuando la mezcla se realice en mezcladora de tambor giratorio, su velocidad será superior a cuatro revoluciones por minuto (4 r.p.m.); en el caso de mezcladores abiertos, la velocidad de funcionamiento de las paletas estará entre cuatro y dieciséis revoluciones por minuto (4 r.p.m. - 16 r.p.m.).

501.09 Transporte del concreto

El transporte entre la planta y la obra se efectuará de la manera más rápida posible, empleando alguno de los medios descritos en la Subsección 501.03(d) de este documento. El concreto se podrá transportar a cualquier distancia, siempre y cuando no pierda sus características de trabajabilidad y se encuentre todavía en estado plástico en el momento de la descarga.

En el caso de construcción en tiempo caluroso, se cuidará de que no se produzca desecación de la mezcla durante el transporte. Si a juicio del Supervisor existe tal riesgo, se deberán utilizar retardadores de fraguado y/o efectuará los ajustes necesarios sin alterar la resistencia requerida en el Diseño.

501.10 Colocación de encofrados

Cuando la obra se ejecute entre encofrados fijos, éstas podrán constituir por sí mismas el camino de rodadura de las máquinas de construcción del pavimento o podrán tener un carril para atender esa función. El cualquier caso, deberá presentar las características de rigidez, altura y fijación señaladas en la Subsección 501.03(c)(1) de la presente especificación.

Las caras interiores de los encofrados aparecerán siempre limpias, sin restos de concreto u otras sustancias adheridas a ellas. Antes de verter el concreto, dichas caras se recubrirán con un producto antiadherente, cuya composición y dosificación deberán ser aprobadas previamente por el Supervisor.

Cuando la máquina utilice como encofrado un bordillo o una franja de pavimento construido previamente, éste deberá tener una edad de cuando menos tres (3) días.

501.11 Colocación de elementos de guía para pavimentadoras de encofrados

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Deslizantes.

El espaciamiento de los elementos (varillas de fijación) que sostienen el hilo guía no será mayor de doce metros (12 m); los apoyos de hilo en tales elementos tendrán la cota teórica y la flecha del hilo entre dos varillas será menor de dos milímetros (2 mm).

Cuando se vierta concreto en una franja adyacente a otra existente, se tomarán las mismas precauciones que en el caso de trabajar entre encofrados fijos.

501.12 Colocación de los pasadores de las juntas transversales

Salvo que los pasadores se introduzcan por vibración en el pavimento mediante máquinas adecuadas para ello, deberán disponerse en su ubicación final con anterioridad al vertido de concreto sobre canastas de varillas metálicas, suficientemente sólidas y con uniones soldadas que se fijarán a la base de un modo firme.

Los pasadores se colocarán paralelos entre sí y al eje de la calzada, en la ubicación que se tenga prevista para la junta, de acuerdo con lo que establezcan los planos del proyecto. Se deberá dejar una referencia precisa que defina dicha posición a la hora de completar la junta.

501.13 Colocación del concreto

Antes de vaciar el concreto, la superficie de apoyo se deberá encontrar preparada, de acuerdo con lo descrito en la Subsección 501.07 "Preparación de la superficie existente" de la presente especificación.

En el caso de suspender la colocación del concreto por más de media (½) hora, se protegerá el frente del pavimento con telas húmedas. Si el lapso de interrupción supera el plazo máximo admitido entre la mezcla y la terminación de la puesta en obra, se dispondrá una junta transversal de construcción, de acuerdo con lo que se indica en la Subsección 501.15.

El concreto se colocará por carriles de ancho constante, separados por juntas longitudinales de construcción. En los casos en que haya de colocarse un ancho inferior al de un carril, se compactará y enrasará

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mecánicamente, con la ayuda de los métodos manuales que resulten necesarios.

501.14 Colocación de armaduras

Cuando el proyecto contemple la colocación de varillas de unión y la pavimentación se realice entre encofrados fijos, las varillas se insertarán dentro de los encofrados, de manera que una mitad de ellas penetre dentro de la franja de concreto recién colocada.

Si la obra se realiza con pavimentadora de encofrados deslizantes, las varillas se introducirán manualmente en la mitad del espesor del pavimento fresco, a las separaciones previstas en los planos del proyecto.

En los pavimentos de tipo armado con juntas, las armaduras, que se encontrarán libres de suciedad y óxido no adherente, se colocarán en los sitios y forma establecidos en los planos, sujetándolas de ser preciso, para impedir todo movimiento durante la colocación del concreto.

Cuando sea necesario el traslapo de armaduras, las varillas longitudinales se traslaparán de acuerdo a lo indicado en el Proyecto.

Es indispensable que la armadura se coloque paralela a la superficie del pavimento, por lo que los tejidos de hierro se deben suministrar aisladamente y no en rollos.

Las varillas transversales irán debajo de las longitudinales y el recubrimiento de éstas deberá encontrarse entre sesenta y noventa milímetros (60 mm-90 mm).

501.15 Ejecución de las juntas en fresco (recientemente colocado)

En las juntas longitudinales resultantes de colocar una franja de concreto contra otra ya construida recientemente, se aplicará al canto de ésta un producto que evite la adhesión del concreto nuevo con el antiguo.

Se tendrá especial cuidado de que el concreto nuevo que se coloque a lo largo de la junta sea homogéneo y quede perfectamente compactado, especialmente cuando la junta sea del tipo machihembrado.

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Las juntas transversales de construcción que se ejecuten, se dispondrán al fin de la jornada de trabajo o cuando se presente una interrupción que haga temer el comienzo del fraguado. Siempre que sea posible, se harán coincidir estas juntas con una de contracción o de dilatación y, de no ser así, se dispondrán a más de un metro y medio (1,5 m) de distancia de la junta más próxima.

En juntas transversales de contracción efectuadas en el concreto fresco, la ranura superior, que debe situarse en la posición exacta que fija la referencia correspondiente, se hará con un cuchillo vibrante u otro elemento similar aprobado por el Supervisor. Esta operación se realizará inmediatamente después del paso de la máquina pavimentadora y antes del acabado longitudinal del pavimento.

501.16 Acabado superficial

Salvo que se instale un equipo de iluminación que resulte idóneo a juicio del Supervisor, la colocación del concreto se suspenderá con suficiente anticipación para que las operaciones de acabado se puedan concluir con luz natural.

El acabado de pavimentos construidos entre encofrados fijos se realizará con una terminadora autopropulsada que pueda rodar sobre los encofrados o los carriles adyacentes. La disposición y movimiento del elemento enrasador serán los adecuados para eliminar las irregularidades superficiales y obtener el perfil, sin superar las tolerancias prefijadas.

En pavimentos destinados a servir tránsito ligero o en lugares que por su forma o ubicación no permitan el empleo de máquinas, el enrasado podrá efectuarse con herramientas manuales.

501.17 Textura superficial

Después de comprobar el acabado superficial y hacer las correcciones necesarias y cuando el brillo producido por el agua haya desaparecido, se le dará al pavimento una textura transversal homogénea, en forma de estriado, por la aplicación manual o mecánica de un cepillo con púas de plástico, alambre u otro material aprobado por el Supervisor, en forma sensiblemente perpendicular al eje de la calzada, de tal forma que las

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estrías tengan unos dos milímetros (2 mm) de profundidad, o según se haya dispuesto en los planos y documentos del Proyecto.

501.18 Protección del concreto fresco

Durante el tiempo de fraguado, el concreto deberá ser protegido contra el lavado por lluvia, la insolación directa, el viento y la humedad ambiente baja.

En épocas lluviosas, el Supervisor podrá exigir al Contratista la colocación de materiales impermeables sobre el concreto fresco, hasta que adquiera la resistencia suficiente para que el acabado superficial no sea afectado por la lluvia. Si el Contratista no atiende esta sugerencia y las losas sufren deslavado por tal efecto, deberá someter la superficie a ranurado transversal, a su costa, y a plena satisfacción del Supervisor.

Durante el período de protección, que en general no será inferior a tres (3) días a partir de la colocación del concreto, estará prohibido todo tipo de tránsito sobre él, excepto el necesario para el aserrado de las juntas cuando se empleen sierras mecánicas.

501.19 Curado del concreto

El curado del concreto se deberá realizar en todas las superficies libres, incluyendo los bordes de las losas, por un período no inferior a siete (7) días y, de ser posible, se deberá prolongar hasta diez (10) días. Sin embargo, el Supervisor podrá modificar dicho plazo, de acuerdo con los resultados obtenidos sobre muestras del concreto empleado en la construcción del pavimento.

(a) Curado con productos químicos que forman película impermeable

Cuando el curado se realice con componentes de este tipo, ellos se deberán aplicar inmediatamente hayan concluido las labores de colocación y acabado del concreto y el agua libre de la superficie haya desaparecido completamente. Sin embargo, bajo condiciones ambientales adversas de baja humedad relativa, altas temperaturas, fuertes vientos o lluvias, el producto deberá aplicarse antes de cumplirse dicho plazo.

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El compuesto de curado que se emplee deberá cumplir las especificaciones dadas por el fabricante y la dosificación de estos productos se hará siguiendo las instrucciones del mismo. Su aplicación se llevará a cabo con equipos que aseguren su aspersión como un rocío fino, de forma continua y uniforme. El equipo aspersor deberá estar en capacidad de mantener el producto en suspensión y tendrá un dispositivo que permita controlar la cantidad aplicada de la membrana.

Cuando las juntas se realicen por aserrado, se aplicará el producto de curado sobre las paredes de ellas. También se aplicará sobre áreas en las que, por cualquier circunstancia, la película se haya estropeado durante el período de curado, excepto en las proximidades de las juntas cuando ellas ya hayan sido selladas con un producto bituminoso.

(b) Curado por humedad

Cuando se opte por este sistema de curado, la superficie del pavimento se cubrirá con telas de algodón, arena u otros productos de alto poder de retención de humedad, una vez que el concreto haya alcanzado la suficiente resistencia para que no se vea afectado el acabado superficial del pavimento.

Mientras llega el momento de colocar el producto protector, la superficie del pavimento se mantendrá húmeda aplicando agua en forma de rocío fino y nunca en forma de chorro. Los materiales utilizados en el curado se mantendrán saturados todo el tiempo que dure el curado.

No se permite el empleo de productos que ataquen o decoloren el concreto.

(c) Curado mediante membranas de polietileno o de papel

Cuando se adopte este método de curado, las membranas se colocarán cuando la superficie de concreto tenga la suficiente resistencia para que el pavimento no se vea afectado en su acabado. Durante el intervalo transcurrido mientras esto sucede, se aplicará agua en forma de rocío para mantener la superficie húmeda.

Se deberá asegurar la permanencia de las membranas durante todo el período previsto de curado, teniendo en cuenta traslapar las fajas al menos doscientos milímetros (200 mm) y asegurando con pesos los bordes y

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traslapes para impedir el levantamiento de las membranas por acción del viento.

No se permitirá la utilización de membranas de color negro.

501.20 Desencofrado

Cuando el pavimento se construya entre encofrados fijos, el desencofrado se efectuará luego de transcurridas dieciséis (16) horas a partir de la colocación del concreto. En cualquier caso, el Supervisor podrá aumentar o reducir el tiempo, en función de la resistencia alcanzada por el concreto.

501.21 Aserrado de juntas

En las juntas transversales, el concreto endurecido se aserrará de forma y en instante tales, que el borde de la ranura sea limpio y antes de que se produzcan grietas de retracción en la superficie.

Las juntas longitudinales pueden aserrarse en cualquier momento, después de transcurridas ocho (8) horas de construido el pavimento, siempre que se asegure que no circulará ningún tráfico, ni siquiera de obra, hasta que se haya hecho esta operación.

Hasta el momento de sellado de las juntas o hasta el instante de apertura al tránsito en el caso que las juntas se vayan a dejar sin sello, ellas se obturarán con cuerdas u otros elementos similares, con el objeto de evitar la introducción de cuerpos extraños.

501.22 Sellado de las juntas

Finalizado el período de curado y si está previsto el sellado de las juntas, se limpiarán cuidadosamente el fondo y los bordes de la ranura mediante procedimientos satisfactorios para el Supervisor y se aplicará un riego de liga en los bordes cuando lo requiera el tipo de material por emplear.

Posteriormente, se colocará el material de sello previsto en los documentos del proyecto, cuidando la limpieza de la operación, recogiendo los excesos del material de sello y tomando precauciones para evitar que la junta sellada quede con menisco convexo o presente soluciones de continuidad en los bordes.

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501.23 Apertura al tránsito

El pavimento se dará al servicio cuando el concreto haya alcanzado una resistencia del ochenta por ciento (80%) de la especificada a veintiocho (28) días. A falta de esta información, el pavimento se podrá abrir al tránsito sólo después de transcurridos diez (10) días desde la colocación del concreto a juicio de la Supervisión, o cuando la resistencia a la flexión sea no menos de 3,79 MPa (38,6 Kg/cm²).

501.24 Defectos a edades tempranas

Si una losa presenta una sola fisura, paralela o perpendicular a una de las juntas, el Supervisor podrá autorizar la recepción provisional del pavimento si dicha fisura permite ser sellada efectivamente. Dicho sello será efectuado a costa del Contratista. En caso que el fisuramiento continúe, el Supervisor debe disponer el cambio del paño, previa demolición.

Si se presentan fisuras de otra naturaleza, como las de esquina, el Supervisor deberá ordenar su demolición parcial y reconstrucción. Todas las operaciones a que haya lugar, correrán por cuenta del Contratista.

Si a causa de un aserrado prematuro se presentan descascaramientos en las juntas, deberán ser reparados por el Contratista, a su costo, con un mortero de resina epóxica aprobado por el Supervisor.

501.25 Conservación

El pavimento de concreto hidráulico deberá ser mantenido en perfectas condiciones por el Contratista, hasta el recibo definitivo de los trabajos.

501.26 Aceptación de los Trabajos

(a) Controles


• Verificar la implementación para cada fase de los trabajos de lo especificado en la Sección 103.

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• Verificar el estado y funcionamiento de todo el equipo empleado por el Contratista.

• Comprobar que los materiales por utilizar cumplan todos los requisitos de calidad exigidos por la presente especificación.

• Observar la correcta aplicación del método de trabajo aprobado en cuanto a la elaboración y manejo de los agregados, así como la manufactura, transporte, colocación, compactación, ejecución de juntas, acabado y curado de las mezclas de concreto que constituyen el pavimento.

• Efectuar los ensayos necesarios para el control de la mezcla.

• Establecer correlaciones entre la resistencia a la flexión y la resistencia para el concreto con el cual se construye el pavimento.

• Vigilar la regularidad en la producción de los agregados y la mezcla de concreto durante el período de ejecución de las obras.

• Tomar cotidianamente muestras de la mezcla que se elabore, para determinar su resistencia a la flexión.

• Tomar núcleos para determinar el espesor del pavimento.

• Realizar medidas para levantar perfiles, medir la textura superficial y comprobar la uniformidad de la superficie.

Los orificios que dejen los núcleos tomados por el Supervisor para determinar el espesor del pavimento y otros controles a que haya lugar, serán rellenados por el Contratista, sin costo alguno para la entidad Contratante, con una mezcla de iguales características que la empleada en la construcción del pavimento, la cual deberá ser correctamente compactada y enrasada.

(b) Condiciones específicas para el recibo y tolerancias

(1) Calidad del cemento

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Cada vez que lo considere necesario, el Supervisor efectuará los ensayos de control que permitan verificar la calidad del cemento, especificado según Norma AASHTO-M85.

(2) Calidad del agua

Siempre que se tenga alguna sospecha sobre su calidad, se determinarán su pH y sus contenidos de materia orgánica, sulfatos y cloruros, así como sus características de calidad especificadas en la Sub sección 610.03(d). Los ensayos deben ser efectuados por un laboratorio calificado.

(3) Calidad de los agregados

De cada procedencia de los agregados empleados en la construcción del pavimento de concreto hidráulico y para cualquier volumen previsto, se tomarán cuatro (4) muestras y de cada fracción de ellas se determinarán:

• El desgaste en la máquina de Los Angeles.

• Las pérdidas en el ensayo de solidez (durabilidad) en sulfato de sodio o de magnesio.

• El equivalente de arena del agregado fino.

• El contenido de materia orgánica del agregado fino mediante el ensayo colorimétrico.

• Además, cuando no existan antecedentes sobre los agregados por emplear, se efectuarán las pruebas de detección de sustancias perjudiciales.

Durante la etapa de producción, el Supervisor examinará los acopios y ordenará el retiro de los agregados que, a simple vista, presenten restosde tierra vegetal, materia orgánica o tamaños superiores al máximo especificado. También, ordenará acopiar por separado aquellos que presenten alguna anomalía de aspecto, tal como distinta coloración, segregación, partículas alargadas o aplanadas o plasticidad y vigilará la altura de todos los acopios y el estado de sus elementos separadores.

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Además, efectuará las verificaciones de calidad y las frecuencias de control para los diversos agregados que se indican en la Tabla 501-1, cuyos resultados deberán satisfacer los requisitos establecidos en la Subsección 610.03 de la Sección 610.

(4) Calidad de pasadores, varillas de unión y mallas

Cada vez que se considere conveniente, el Supervisor efectuará laspruebas necesarias para verificar que la calidad del hierro empleadoresponde a las exigencias del proyecto

(5) Compuestos de curado, membranas y sellante de juntas

El Supervisor deberá solicitar certificaciones periódicas a los fabricantes oproveedores de estos productos, que garanticen su calidad y convenienciade utilización.

(c) Calidad de la mezcla

(1) Consistencia

El Supervisor controlará la consistencia de cada carga transportada, para lo cual extraerá una muestra en el momento de la colocación del concreto para someterla al ensayo de asentamiento, cuyo resultado deberá encontrarse dentro de los límites indicados en la Subsección 501.05 deesta especificación. En caso de no cumplirse este requisito, se someterán a observación las losas construidas con dicha carga.

(2) Resistencia

Por cada cincuenta metros cúbicos (50 m³) se tomará una muestra compuesta por seis (6) especímenes con los cuales se ensayarán probetas según MTC E 709 para ensayos de resistencia a flexotracción, de las cuales se fallarán tres (3) a siete (7) días y tres (3) a veintiocho (28) días, luego de ser sometidas al curado normalizado. Los valores de resistencia a siete (7) días se emplearán únicamente para controlar la regularidad de la calidad de la producción del concreto, mientras que los obtenidos a veintiocho (28) días se emplearán en la comprobación de la resistencia del concreto.

(d) Calidad del producto terminado

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La capa terminada deberá presentar una superficie uniforme y ajustarse a lasrasantes y pendientes establecidas.

La distancia entre el eje del proyecto y el borde de la capa construida no podrá ser menor que la indicada en los planos o la determinada por el Supervisor.

La cota de cualquier punto del pavimento curado no deberá variar en más de cinco milímetros (5 mm) de la proyectada.

Además, el Supervisor deberá efectuar las siguientes verificaciones:

(1) Espesor

La verificación de espesor se realizará subdividiendo la superficie del pavimento en zonas con un área de tres mil quinientos metros cuadrados (3 500 m²) cada una. Cada zona se subdividirá en sectores de trescientos cincuenta metros cuadrados (350 m²) cada uno, debiendo extraerse de cada sector dos (2) testigos cilíndricos mediante equipos provistos de brocas rotativas. Los testigos se extraerán luego de transcurridos quince (15) días desde la colocación del concreto.

Si el espesor promedio de los dos (2) testigos correspondientes a un sector resulta inferior al espesor teórico de diseño (ed) en más de quince milímetros 15 mm), el pavimento del sector será demolido y reconstruido por el Contratista con un concreto de las características especificadas y espesor adecuado, sin compensación alguna. Igual procedimiento se seguirá cuando el espesor de un (1) testigo resulte inferior en más de veinte milímetros (20 mm) con respecto al teórico del diseño.

(2) Lisura

La uniformidad de la superficie se comprobará con una regla de tres metros (3 m), colocada paralela o normalmente al eje de la vía. Las irregularidades no podrán exceder, en ningún punto, el límite indicado en la Subsección 501.16 de esta especificación.

(3) Textura

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Al día siguiente de ejecutados los trabajos que se indican en laSubsección 501.17 de esta especificación, se determinaráá la profundidad de textura por medio del círculo de arena (MTC E 1005), al menos en diez (10) puntos aleatoriamente elegidos por día de trabajo, debiendo

obtenerse una profundidad media no menor a ocho décimas de milímetro (0,8 mm), con valores individuales no inferiores a seis décimas de milímetro (0,6 mm). Además, el coeficiente de resistencia al deslizamiento (MTC E 1004) deberá ser, cuando menos, de cuarenta y cinco centésimas (0,45). Si no se cumplen estas exigencias, se rechazará el tramo hasta que el Contratista presente soluciones para alcanzar los valores indicados, cuya implementación será a su exclusivo costo.

(4) Rugosidad

La rugosidad superficial medida en unidades IRI no podrá ser mayor de tres metros por kilómetro (3.0 m/km).

Para la medición de la Rugosidad se seguirá lo especificado en laSubsección 410.18(f)(5).

(5) Defectos a edades tempranas

Al respecto, se aplicarán las exigencias de la Subsección 501.24.

Todas las áreas del pavimento de concreto hidráulico donde los defectos de calidad y terminación excedan las tolerancias de esta especificación, deberán ser corregidas por el Contratista, a su costa, de acuerdo con las indicaciones del Supervisor y a satisfacción de éste.

Medición

501.27 La unidad de medida del pavimento de concreto hidráulico será el metro cúbico (m³), aproximado al décimo de metro cúbico, de concreto suministrado, colocado, compactado y terminado, debidamente aprobado y aceptado por el Supervisor.

El volumen se determinará multiplicando la longitud real medida a lo largo del eje del proyecto, por el ancho y el espesor especificados en los planos o modificados por el Supervisor.

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No se medirán cantidades por fuera de estos límites.

Pago

501.28 El pago se hará al precio del contrato por toda obra ejecutada de acuerdo con esta especificación y aceptada a satisfacción por el Supervisor.

El precio unitario deberá cubrir todos los costos de adquisición, obtención de permisos y derechos de explotación o alquiler de las fuentes de materiales y su acondicionamiento y la preparación de las zonas por explotar.

Deberá cubrir, también, todos los costos de explotación de dichas fuentes de materiales; la selección, trituración, eventual lavado y clasificación de los materiales pétreos; el suministro, almacenamiento, desperdicios, carga, transporte, descarga y mezcla de todos los materiales constitutivos de la mezcla cuya fórmula de trabajo se haya aprobado, incluidos los aditivos; el suministro, almacenamiento, desperdicios, carga, transportes, descarga y colocación de los pasadores, varillas de unión, mallas electrosoldadas, elementos para separación del pavimento o curado y materiales para el sello de todas las juntas según lo contemple el proyecto; el transporte del concreto al sitio de los trabajos, su colocación y vibrado, la ejecución de juntas, el acabado superficial y el curado requerido; las instalaciones provisionales; los costos de arreglo o construcción de las vías de acceso a las fuentes de materiales; la adecuación paisajística de las fuentes para recuperar las características hidrológicas superficiales al terminar su explotación; el tramo de prueba; y el período de curado, la demolición, retiro y disposición de las losas rechazadas y, en general todo costo relacionado con la correcta ejecución de los trabajos especificados y lo especificado en la Subsección 07.05.

La preparación de la superficie existente se considera incluida en el ítem referente a la capa a la cual corresponde dicha superficie y, por lo tanto, no habrá lugar a pago separado por este concepto.

En el caso de que el Contrato emplee el concreto pre-mezclado, el pago correspondiente será por el Costo Unitario del m³ de la mezcla adquirida, el cual debe cumplir la norma AASHTO M-157, en cuyo caso todo lo indicado estará incluido en el precio unitario del concreto pre-mezclado.

Item de Pago Unidad de Pago

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501.A Pavimento de Concreto HidraulicoMr=3.92 MPa (40 kg/cm ² )

Metro cúbico (m ³ )

501.B Pavimento de Concreto HidraulicoMr=4.41 MPa (45 kg/cm ² )


501.C Pavimento de Concreto HidraulicoMr=4.93 MPa (50 kg/cm ) ²


Tabla 501-1Ensayos y Frecuencias

Material o

Producto

Propiedades oCaracterísticas

Método de Ensayo

Frecuencia

Lugar deMuestre

o

Agregado Fino

Granulometría MTC E 204 250 m³ Cantera

Materia que pasa la malla Nº 200 (75 µm)

MTC E 202 1000 m³ Cantera

Terrones de Arcillas y partículas deleznables


Equivalente de Arena MTC E 114 1000 m³ Cantera

Reactividad ASTM C-84 1000 m³ Cantera

Cantidad de partículas livianas


Contenido de Sulfatos (SO4

=) 1000 m³ Cantera

Contenido de Cloruros (Cl-)

1000 m³ Cantera

Durabilidad MTC E 209 1000 m³ Cantera

Agregado Grueso

Granulometría MTC E 204 250 m³ Cantera

Desgaste los Ángeles MTC E 207 1000 m³ Cantera

Partículas fracturadas MTC E 210 500 m³ Cantera

Terrones de Arcillas y partículas deleznables


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Cantidad de partículas Livianas


Contenido de Sulfatos (SO4

=) 1000 m³ Cantera

Contenido de Cloruros (Cl-)

1000 m³ Cantera

Contenido de carbón y lignito


Reactividad ASTM C-84 1000 m³ Cantera

Durabilidad MTC E 209 1000 m³ Cantera

Porcentaje de Chatas y Alargadas (relación largo espesor: 3:1)


Concreto

Consistencia MTC E 7051 por carga

(1)Punto de vaciado

Resistencia aFlexo – Tracción

MTC E 709

1 juego por cada 50 m3, pero no menos de uno por

día

Punto de vaciado

(1) Se considera carga al volumen de un camión mezclador. En casos de no alcanzar este volumen, se efectuará un ensayo por cada elemento estructura.

Equipo maquinaria Pesada

Maquinaria de grandes proporciones geométricas comparado con vehículos livianos, tienen peso y volumetría considerada; requiere de un operador porque varía la operación según la maquinaria; se utiliza en movimientos de tierra de grandes obras de ingeniería civil y en obras de minería a cielo abierto. Ejemplos Grúas, excavadoras, tractor, etc.

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Excavadoras

Definición

Máquina autopropulsada sobre ruedas o cadenas con una superestructura capaz de efectuar una rotación de 360º, que excava, carga, eleva, gira y descarga materiales por la acción de una cuchara fijada a un conjunto de pluma y balancín, sin que el chasis o la estructura portante se desplace. La definición anterior, precisa que si la máquina descrita no es capaz de girar su superestructura una vuelta completa (360º), no es considerada como excavadora. La precisión de los órganos de trabajo, tales como pluma, balancín, estructura portante, etc.; fija y unifica los criterios clasificadores.

Operaciones

Excavar

Cargar

Girar

Desplazar

Movilizar y desmovilizar

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Aplicaciones Excavación de zanjas Excavación de zanjas de gran tamaño Peinado de taludes encima del plano de sustentación de la máquina. Excavación para estructuras. Excavación en bancos de préstamo ó excavación de materiales.

Tipos

Las excavadoras se clasifican de la siguiente manera:Según su accionamiento:

Excavadoras de cable o mecánicas. Excavadoras Hidráulicas.

Según el sistema de traslación: Excavadoras montadas sobre cadenas (orugas) Excavadoras montadas sobre ruedas o Neumaticos. Excavadoras montadas sobre rieles. Excavadoras montadas sobre barcos.

Según el Tipo de operación: Excavadoras normal o Standar Excavadoras de mordazas. Excavadoras de tamber Excavadora de Rosario

Excavadora Normal de Cuchara

Para efectuar la descarga la cuchara gira alrededor de un eje vertical y se baja hasta colocar en un punto de vertido; se descarga sobre el fondo. El giro corresponde a un tiempo improductivo y este debe ser reducido al mínimo; por ello los camiones para cargar el material excavado, deben situarse lo mas cerca posible del frente del ataque. Cuando el operario es experto, efectúa ambos movimientos, giro y puesta en posición de descarga, simultáneamente, reduciéndose de esta manera al mínimo el tiempo necesario para el ciclo de funcionamiento de la maquina. No es

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recomendable efectuar el giro cuando se esta cargando la cuchara, pues se somete a ala pluma a un esfuerzo de torsión que puede producir averías.Un tipo de excavadora normal mas moderno esta equipada con cinta transportadora; su forma de trabajo es análoga, con la gran ventaja de reducir el tiempo necesario para el giro, la descarga de la cuchara y la nueva colocación al frente del ataque. Esta cinta transportadora no puede transportar el material en inclinaciones superiores al 15% o 20%.

Excavadora o pala cargadora con ruedas

El modelo de excavadora o pala cargadora de la imagen es una máquina con una gran capacidad de carga y potencia, idónea para labores de extracción y movimiento de tierras. En la imagen podemos ver la máquina trabajando en un acopio de áridos existente en graveras, plantas de elaboración de aglomerados y zahorras, etc... Su diseño con ruedas la hace apta e idónea para terrenos uniformes. La falta de dientes en la pala cargadora nos indica en este caso que trabaja en zonas blandas con tierras ya movidas.

Excavadora de MordazasEste tipo de excavadoras tiene la particularidad de utilizar un accesorio que trabaja a peso propio, con mecanismos que permiten excavar en un material apilado, la cucharatiene mordazas que se abren y cierran. Este tipo de equipos tiene muy poca aplicación en movimiento

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de tierras, pero si se aplica en construcción de edificios, ya que transporta material suelto.La capacidad de este equipo esta dada por la cuchara de mordazas cuya capacidad varia de 0.3 a2 m3 sueltos. Los pesos de este tipo de excavadoras oscilan entre 10 y 30 toneladas y su velocidad de traslación de 1 a 4 KPH. La cuchara pesa alrededor de una tonelada.Existen varios diseños de cucharas de mordazas.

Excavadoras De RosarioEste tipo de equipos se utiliza para la excavación de zanjas de gran magnitud.El sistema de excavación lo constituye una especie de cinta sin fin con numerosas cucharas de excavación.Este equipo tiene bastante utilización en Europa, principalmente en Alemania.

Pequeñas Maquinas ExcavadorasExisten máquinas de pequeñas dimensiones que son ideales para la excavación de tierras en lugares de reducidas dimensiones en los que a las grandes máquinas les es imposible maniobrar. Estas maquinas realizan funciones tales como la realización de zanjas para cimientos en pequeños solares o en obras en las que la complejidad del entramado de cimientos hace casi imposible la posibilidad de la excavación mecánica.En la imagen superior pueden ver de izquierda a derecha una mini retro con cadenas ideal para excavación de zanjas en la realización de riostras, zapatas y otros cimientos. En la imagen central una mini excavadora, cuyo modelo permite además realizar un sin fin de funciones distintas ya que posee gran variedad de mecanismos complementarios que se le pueden acoplar como son el martillo neumático para taladrar hormigón o asfalto, brazo retroexcavadora, limadora de asfalto, chasis delantero con cuchilla para convertirse.

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Retroexcavadora

DefiniciónLa retroexcavadora es una maquina en la cual la pluma baja y sube en cada operación; la cuchara, unida a ella, excava tirando hacia el carretón, es decir hacia atrás como se ve en la figura , en vez de empujar hacia delante, como lo hace la excavadora normal .Es fundamental que el transporte este organizado de manera tal que la excavadora no espere a los medios de transporte; la capacidad de estos debe ser múltiplo de la cuchara, para evitar que una carga tenga que vaciarse en elementos distintos; un buen sistema, siempre que sea posible en la práctica, consiste en situar los camiones alternativamente a un lado y al otro de la excavadora y lo mas cerca posible del frente de ataque.

Operaciones Excavar Es la mejor maquina para excavar taludes verticales por debajo del

plano de sustentación de la maquina. Cargar Realizando giros según su eje vertical hacia el volquete que se

encuentra detrás de el. Girar Desplazar Movilizar y desmovilizar

Aplicaciones Excavación de zanjas con taludes verticales; roca dura disgregada

Previamente. La excavación se realiza por debajo del nivel de sustentación de la excavadora sin importar el nivel freático.

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Excavaciones de cimientos Excavación de canales Limpieza y nivelación Desmonte, carga y descarga de materiales Relleno de cimientos y zanjas Escarificar (proceso de remover la estructura de un pavimento

existente, y desgarra, remover terreno rocoso (Ripper).

Tipos

Según su accionamiento: Retroexcavadoras de cable o mecánicas. Retroexcavadoras Hidráulicas.

Según el sistema de traslación: Retroexcavadoras a rieles Retroexcavadoras montadas sobre cadenas (orugas)

El chasis está soportado por dos cadenas paralelas. Así mismo los órganos de mando, igual que en la de neumáticos, se encuentran en la cabina del conductor.Retroexcavadoras montadas sobre ruedas o neumáticos.El tren de rodadura está compuesto de ruedas de caucho, los órganos de mando de desplazamiento, dirección y frenos están en la cabina. La estabilidad se asegura con estabilizadores independientes de las ruedas.

Dragas y Dragalinas

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DefiniciónLas dragas son maquinas especialmente diseñadas para realizar excavaciones acuáticas y extraer los residuos de estas obras. En el mercado se dispone de variados diseños, las dragas se pueden clasificar según su función u operación, de acuerdo a su función se tienen dragas para lagunas, residuos peligrosos, bombeo de flujos viscosos y construcciones marinas y según el modo de operación se dispone de dragas eléctricas, diesel, a control remoto, tripuladas ó propulsión automática.La draga Lina, llamada también draga de arrastre , es el equipo indicado para realizar excavaciones bajo su nivel de sustentación en terrenos blandos, fangosos o sumergidos. Esto es posible por su gran alcance, que le permite excavar una gran área sin desplazarse o desplazándose por terreno firme. Este mismo alcance le posibilita descargar lejos del sitio de excavación y formar montones altos con el material extraído.

Operaciones

Una operación de dragado consiste en excavar material terroso cubierto por agua. A menudo, se provoca la suspensión del material en el agua, para transportarlo al lugar de depósito. Tales trabajos pueden tener por objetivo la excavación general submarina de una bahía, de una playa, de un río o de un lago. En esos casos, si el área pro excavar tiene una anchura considerable, lo mismo que longitud, se sitúa la draga de manera que ejerza una acción de recorrido continuo y extenso sobre la superficie del agua, alrededor de un centro de giro. En otros trabajos, la draga tendrá que excavar un canal o una trinchera, y necesitara moverse según una línea, a medida que avance la excavación.

Partes que constituyen el equipo de dragado:

DRAGA.- Es una embarcación soportante del sistema de bombas y malacates. La draga está anclada a las orillas delembalse por cuatro puntos mediante cables que salen de cuatro malacates desde las cuatro aristas de ladraga. Los cables se pueden enrollar o desenrollar con lo cual el equipo puede posicionarse en un tramodeterminado.

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MÒDULO DE DRAGADO.- Es el dispositivo sujeto a un castillo soportante en la proa de la draga mediante un cable que al ser soltadopor un malacate permite que el módulo llegue hasta el sedimento para disgregarlo, mezclarlo con agua yabsorberlo

TUBERÍA.-Constituye la tercera parte y permite que la mezcla sea transportada sobre el nivel del agua del embalse y sea depositada a pié de presa donde las excedencias que salen por el vertedero y desagüe de fondo y los tributarios arrastren el sedimento aguas abajo del río.

Draga LinaSon equipos que están conformado por una cabina, un sistema de traslación, una pluma de gran longitud, en el orden de los a 60 metros. Tienen una cuchara accionada por un sistema de cables y realiza escalasión por arrastre.

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Aplicaciones Limpieza del fondo de los puertos y costas. Aumento de la profundidad de calado necesaria para el transito de

ciertas embarcaciones. Dragado de ríos y presas Excavación de áridos del fondo del lecho de los ríos Aumento de la profundidad de calado necesaria para el transito de

ciertas embarcaciones. Técnica de trasbordo de material Remoción del estéril para mostrar las vetas de carbón Demolición Construcción de oleoductos Dragado de ríos y presas

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Dragas HidráulicasDragas Hidráulicas utilizan agua para propulsar el material dragadol. El material es succionado por la bomba ypropulsado a través de la tubería.

EjemplosDragas de SucciónDragas de BarrenaDragas de PlanchaDragas de SucciónDragas de JetDragas de Cubeta de apoyo

Tractores con Hoja de Empuje

Definición Máquina para movimiento de tierra con una gran potencia y robustez ensu estructura, diseñado especialmente para el trabajo de corte(excavando) y al mismo tiempo empujando con la hoja (transporte). Enesta máquina son montados diversos equipos para poder ejecutar sutrabajo, además debido a su gran potencia tiene la posibilidad de

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empujaro apoyar a otras máquinas cuando estas lo necesiten (Ej. una moto traílla).

Operaciones

Excavar(a cielo abierto en grandes dimensiones). Acarreo en grandes dimensiones.

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Esquema

Aplicaciones

Grandes excavaciones a cielo abierto Excavación en banco de préstamo Limpieza y desbroce Apertura de vías

Traíllas y Moto traíllas

DefiniciónLa Traílla consta, en principio, de un bastidor o chasis que lleva una caja o recipiente de transporte y debe ser remolcada.Una Moto traílla debe tener la potencia, tracción y velocidad para una producción alta y continua con una amplia gama de materiales, condiciones y aplicaciones. Algunas de las opciones de las Moto traíllas incluyen motor simple con caja abierta, motor tandeo con caja abierta, motor tandeo de empuje y tiro, elevadores y configuraciones de sinfín. Las Moto traíllas cortan y cargan rápidamente, tienen altas velocidades de desplazamiento,

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extienden en operación y eventualmente compactan por peso propio durante la operación.

Operaciones Corte del suelo Carga de Material removido Transporte del material Vaciado o descarga y su conjunta compactación.

7.4 Aplicaciones Ciclo completo de movimiento de tierras Acarreo de bancos de préstamo Velación de plataformas Excavación en bancos de préstamo amplios y la descarga o extendido

para terraplenes ó grandes rellenos. Se aplica en construcción de carreteras donde la calidad de los

terrenos es relativamente homogénea. Movimiento de tierras La operación de traíllas se utiliza para realizar excavaciones por capas,

carga

Aplicaciones Ciclo completo de movimiento de tierras Acarreo de bancos de préstamo

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Velación de plataformas Excavación en bancos de préstamo amplios y la descarga o extendido

para terraplenes ó grandes rellenos. Se aplica en construcción de carreteras donde la calidad de los

terrenos es relativamente homogéneo. Movimiento de tierras

La operación de traíllas se utiliza para realizar excavaciones por capas, carga y transporte de terreno excavado, colocación de material por capas. Por estas características se utilizan en excavaciones con traslado y colocación de material, se realizan zanjas, fosos, diques, terraplenes, canales caballeros, destape en canteras y préstamos, explanaciones, nivelación de tierras, se pueden realizar cortes con taludes menores a

Cargadoras Frontales

DefiniciónEl cargador frontal es un equipo tractor, montado en orugas o en ruedas, que tiene un cucharón de gran tamaño en su extremo frontal.Los cargadores son equipos de carga, acarreo y eventualmente excavación, en el caso de acarreo solo se recomienda realizarlo en distancias cortas.El uso de cargadores da soluciones modernas a un problema de acarreo y carga de materiales, con la finalidad de reducir los costos y aumentar la producción. En el caso de excavaciones con explosivos, la buena movilidad de éste le permite moverse fuera del área de voladura rápidamente y con seguridad; y antes de que el polvo de la explosión se disipe, el cargador puede estar recogiendo la roca regada y preparándose para la entrega del material.Los cucharones del cargador frontal varían en tamaño, desde 0.19 m3 hasta más de 19.1 m3 de capacidad, colmado. El tamaño del cucharón está estrictamente relacionado con el tamaño de la máquina.

Operaciones Excavar Cargar Descargar

Acarrear o transportar

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Los cargadores son equipos de carga, acarreo y eventualmente excavación, en el caso de acarreo solo se recomienda realizarlo en distancias cortas. El uso de cargadores da soluciones modernas a un problema de acarreo y carga de materiales, con la finalidad de reducir los costos y aumentar la producción. En el caso de excavaciones con explosivos, la buena movilidad de éste le permite moverse fuera del área de voladura rápidamente y con seguridad; y antes de que el polvo de la explosión se disipe, el cargador puede estar recogiendo la roca regada y preparándose para la entrega del material.

Esquema

AplicacionesSe aplica en construcciones donde exista amplio espacio para maniobrar, se utiliza en toda obra que requiere de

corte, carguio, acareo y descarga de medianos volúmenes de tierra.

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Carguío de materiales Mezcla de materiales Excavación de terreno suelto ó blando Apilado de material y carguío de material suelto Deposita el material suelto, ya sea en una planta (chancadora, de

hormigón, asfalto, recicladota, etc.) o en un lugar de desecho

Tipos

De acuerdo a la forma de efectuar la descarga: Descarga Frontal Descarga Lateral Descarga Trasera

De acuerdo a la forma de rodamiento: De Neumáticos (Bastidor rígido o articulado) De Orugas

Cargadora Frontal sobre Ruedas

Unidades de Acarreo o Transporte

DefiniciónEstas maquinas están diseñadas para el acarreo de material y su respectiva descarga, Posee una tolva cuya capacidad puede ser al ras o colmada, el peso a cargar en dicha tolva está en función del tipo de material. El volumen de carga debe definirse además por la ley de cargas considerando

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las vías por donde vaya a movilizarse el camión (esto para no dañar el camino existente).

Operaciones

Cargar .- carga Material excedente Descargar .- Descargar el material en obra Acarrear .- Traslada volúmenes de tierra excavada

Esquema

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AplicacionesSe aplica en obras donde se requiera movimiento de tierra carguio, acarreo y descarga de grandes volúmenes de tierra

Transporte del material excedente Transporte de escombros Sobre acarreo

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monografia obras viales e hidraulicas

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