DISEÑO DE ALCANTARILLAS

DISEÑO HIDRAULICO DE ALCANTARILLAS
Ing. Facundo J. Alonso
Abril de 2005
Introducción
El presente trabajo tiene por objetivo presentar los principios hidráulicos fundamentales
involucrados en el diseño de alcantarillas, y desarrollar una metodología de diseño
adecuada a las necesidades del proyectista. Adicionalmente se exponen aplicaciones del
modelo HY8, que es uno de los modelos deresolución de alcantarillas mas utilizados a
nivel mundial.

Factores que condicionan el diseño hidráulico
Una alcantarilla es una estructura que tiene por objetivo principal sortear un obstáculo al
paso del agua. En la mayoría de los casos se aplican al diseño vial, es decir, cuando el flujo
es interceptado por un camino o una vía de ferrocarril.
Cuando se realiza el diseño geométrico de uncamino, el mismo, normalmente se interpone
en el movimiento natural de escurrimiento de las aguas de la zona de emplazamiento. En la
ladera de una montaña, se interpone en el camino de escurrimiento de las aguas que bajan
por la montaña. Cuando atraviesan un arroyo, un río, o cualquier otro canal, y aún en los
paisajes mas llanos la topografía del terreno obliga al movimiento del agua en algunadirección. El camino, en la mayoría de los casos constituye un verdadero obstáculo al paso
del agua.
En el presente trabajo se asume que se dispone del caudal de diseño de la alcantarilla. El
mismo debió haber sido calculado, o al menos estimado, con anterioridad. Normalmente se
adopta para la alcantarilla el caudal producido por una tormenta con un tiempo de retorno
de 25 a 50 años,dependiendo básicamente del grado de daños que podría ocasionar una
falla funcional de la alcantarilla. También se asume en este trabajo que se conocen las
características geométricas del obstáculo que atraviesa la alcantarilla. Por ejemplo, se
conoce la altura del terraplén del camino que se va a atravesar. Además, deben ser tenidos
en cuenta otros factores, como por ejemplo el paquete estructuraldel camino, que incluye
capas de distintos materiales y densidades. En general, conviene evitar el contacto del agua
con el paquete estructural. Por esta razón se exige que el nivel del agua a la entrada de la
alcantarilla no supere un cierto límite asociado a la conservación física del camino. Por otro
lado, es importante considerar la resistencia de la alcantarilla para que pueda soportar elpeso de la tapada de tierra que la confina. Esto podría condicionar el material empleado en
la alcantarilla. Con esto quiere ponerse de manifiesto que existen varios factores que se
condicionan el dimensionamiento hidráulico de las alcantarillas, factores que se analizan a
cada caso en particular, y que están fuertemente ligados a la experiencia del proyectista.

Es evidente que en toda obrade ingeniería se procura maximizar la relación beneficiocosto, por lo que el factor económico desempeña un rol principal en la selección de la
alcantarilla mas adecuada al problema planteado.
Por último, cabe mencionar que los casos atendidos en este trabajo corresponden a las
situaciones que se presentan más comúnmente en el diseño, en lo que respecta al material y
forma de lasalcantarillas. Cualquier modificación sobre la misma deberá ser contemplada
con el criterio adecuado, o bien, consultado en bibliografía más específica. En este sentido
se asume que todas las alcantarillas tienen sección transversal uniforme, con forma circular,
ovalada o bóveda, tanto de hormigón como metálicas; y de sección rectangular, sólo de
hormigón. La entrada puede consistir en el conducto de laalcantarilla prolongado fuera del
terraplén (embocadura saliente), o cortado en bisel, según la pendiente de los taludes.
Algunas alcantarillas tienen muros de cabecera, de ala y plateas de entrada, o entradas
“standard” metálicas, o de hormigón.
En síntesis, el diseño de alcantarillas consiste en determinar el tipo de sección, material y
embocadura de alcantarilla que, para la longitud y...