Despreciable 000 – 0.10 I
Moderada 0.10 – 0.20 II
Severa 0.20. – 2 V
Muy severa Sobre 2 V+ puzolana
Fuente: Manual de carretera suelos, geología, geotecnia y pavimentos.
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TABLA N° 25: Carga abrasiva a aplicarse según granulometría de la muestra
GRANULOMETRÍA NÚMERO DE ESFERAS PESO DE LA CARGA ABRASIVA EN GRAMOS A 12 5000 +-25 B 11 4584 +- 25 C 8 3330 +- 20 D 6 2500 +- 15
Fuente: Manual de carretera suelos, geología, geotecnia y pavimentos. 3.2.6 ESTUDIO DE HIDROLOGÍA Y DRENAJE
Para que una carretera se mantenga en un buen estado, es necesario que cuente con un adecuado sistema de drenaje que permita la oportuna y rápida evacuación de las aguas provenientes de las precipitaciones pluviales y/o subterráneas, sin que ellas causen daño al cuerpo vial. Asimismo es fundamental, el mantenimiento rutinario y periódico de estas estructuras de modo que mantenga su capacidad hidráulica y estructural.
A fin de establecer las características de las principales obras de drenaje que requerirá la apertura de la carretera en estudio, se ha analizado la información hidrológica y climatológica de las estaciones ubicadas en el área de influencia del proyecto (estación Cutervo, distrito de Cutervo), de tal forma que nos permita definir los parámetros de diseño; es decir, precipitaciones, características de las cuencas y caudales de escorrentías.
La presencia de agua, aún en pequeñas cantidades, presenta un peligro para el tráfico y la estructura del pavimento El arrastre de sólidos puede colmatar las cunetas. La infiltración de agua a través de la superficie del pavimento puede producir el reblandecimiento de ésta y en consecuencia, deteriorar la estructura de la vía carrozable, lo cual obligará a su reparación, que en muchos casos resulta ser muy costosa. También los pases de agua y/o escorrentías, que no tengan una obra de drenaje que las encauce y dirijan adecuadamente los flujos de agua, pueden llegar a producir cortes en la carretera o pueden inundarla formando grandes
81 charcos en la vía alrededor de dicha área. Los efectos pueden ser de erosión de la calzada y/o de asentamientos de la plataforma.
Por todas estas razones se hace necesario el Estudio de Hidrología y Drenaje como parte esencial de un buen proyecto, el cual en muchas ocasiones influye en la variación del trazo de la vía.
La finalidad del drenaje superficial es controlar las aguas superficiales de cualquier índole, pero principalmente las de origen natural (lluvias), de esta manera se evitarán la influencia negativa de las mismas sobre la estabilidad y transitabilidad de la vía.
En una carretera interesan principalmente dos aspectos del drenaje superficial, los cuales son:
a) La rápida evacuación de las aguas caídas sobre la calzada, o las que fluyen hacia ella desde su entorno, para evitar peligros en el tráfico y proteger la estructura del pavimento. La solución en primer lugar será darle el bombeo necesario a la superficie de rodadura, desviando el caudal que discurre por ese lugar y que está causando problemas, hacia las cunetas, y en segundo lugar se tendrá que determinar el dimensionamiento de las estructuras del drenaje que se colocarán para desviar o darle el tratamiento adecuado a dichas aguas mediante el sistema de drenaje.
b) El pase de los ríos y otros cursos de agua importantes, como quebradas, riachuelos o escorrentías naturales se efectuará mediante puentes para el primer caso y con badenes o alcantarillas para los casos posteriores. Con respecto a las aguas que discurren por la calzada como se mencionó, serán desviadas a las cunetas mediante el bombeo correspondiente, y a su vez las cunetas evacuarán cada dicha agua hacia las alcantarillas más próximas.
3.2.6.1 Objetivos del estudio
El estudio de Hidrología y Drenaje del presente proyecto tiene por objetivos los siguientes:
- Determinar los parámetros geomorfológicos de las cuencas o microcuencas que tiene influencia directa sobre la vía en estudio.
82 - Estimar los caudales de diseño, según la normatividad actual para
diferentes periodos de retorno.
- Evaluar las características hidrológicas y geomorfológicas de las microcuencas que interceptan la vía proyectada.
- Proponer obras de drenaje y protección que sean requeridas para el funcionamiento normal de la carretera.
3.2.6.2 Descripción general de la zona del estudio 3.2.6.2.1 Hidrografía
Debido a que el proyecto en estudio se encuentra en la sierra norte de Cajamarca, la zona alcanza alturas superiores a los 2000 msnm. En el recorrido del camino de herradura, atraviesa por laderas, siendo el resto del terreno netamente accidentado a escarpado.
En cuanto a la precipitación pluvial de la zona del proyecto, la mayor parte de esta ocurre entre los meses de noviembre y abril, siendo los meses restantes con precipitación pluvial menor en cuanto a la frecuencia e intensidad.
3.2.6.2.2 Clima y precipitación
El clima de la zona del proyecto varía de cálido a frio, con una temperatura anual máxima de 18.6°C y mínima de 9.2° C. El periodo de lluvia comienza en el mes de octubre y se prolonga hasta el mes de abril.
3.2.6.2.3 Vegetación
La vegetación natural está constituida principalmente por eucalipto, quina, aliso, entre otros, a su vez, sembríos de pobladores como son la papa, frijol, maíz, haba, entre otros; así como también pastos y arbustos propios de la zona.
3.2.6.2.4 Relieve
El relieve se caracteriza por ofrecer una configuración topográfica accidentada, dentro de la cual se emplaza el actual camino de herradura,
83 por lo que para el desarrollo generalmente será en corte a media ladera y corte total.
3.2.6.3 Análisis Hidrológico 3.2.6.3.1 Información básica
a. Información topográfica
Para calcular el área de influencia de las escorrentías correspondiente a las zonas donde se ha planteado la colocación de las alcantarillas de paso y alcantarillas de alivio, así como también las áreas de influencia de las cunetas se ha hecho uso de Google Earth, con ayuda del programa civil 3D.
b. Información pluviométrica
Dentro del área del proyecto no se cuenta con una red de estaciones meteorológicas, por lo que se ha visto por conveniente trabajar con la estación de Cutervo, ya que esta cuenta con registros de precipitaciones máximas en 24 horas, precipitación media mensual y temperaturas.
La ubicación de esta estación, los registros de precipitaciones máximas y sus periodos correspondientes se detallan en la tabla N° 26. En dicha tabla, se puede observar que la precipitación máxima registrada sucedió en el año 2018, en el mes de marzo, alcanzando los 102.20 mm.
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86 De acuerdo a la información analizada se observa que el régimen de precipitaciones de la zona es del tipo orográfico con un periodo húmedo durante los meses de octubre a mayo y un periodo seco entre los meses de junio a septiembre, propias de las zonas de Cutervo. En los meses húmedos, es que se presentan los fenómenos de escurrimiento extraordinario o de descargas máximas.
3.2.6.4. Micro cuencas Hidrográficas
En el tramo por donde pasa el eje de la carretera, se ha identificado micro cuencas que interceptarán dicho alineamiento. Las superficies de las micro cuencas hidrográficas varían de 8.62 a 34.43 ha.
TABLA N°27: Ubicación de líneas de agua OBRAS DE ARTE
KILOMETRO OBRA DE ARTE CUENCA (ha)
0+815 ALCANTARILLA 01 32.081
1+606 ALCANTARILLA 02 34.427
1+816 ALCANTARILLA 03 20.677
2+583 ALCANTARILLA 04 26.890
4+560 ALCANTARILLA 05 8.619
Fuente: Elaboración propia.
A.- ÁREA DE LA LADERA.
TABLA N° 28: Cuadro de longitud y altura de la ladera para calcular el aporte del caudal en las cunetas