HIDRÁULICA DE TUBERÍAS - CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA

Se obtiene la ecuación de la energía al aplicar al flujo fluido el principio de conservación

de la energía. La energía que posee un fluido en movimiento esta integrada por la energía interna y las energías debidas a la presión, a la velocidad y a su posición en el espacio. En
la dirección del flujo, el principio de la energía se traduce la siguiente ecuación, al hacer el balance de la misma: como se muestra en la figura 5.1

Energía en la
+
Energía
-
Energía
-
Energía
=
Energía en la
Sección 1

añadida

perdida

extraída

Sección 2

 
Esta ecuación en los flujos permanentes de fluidos incompresibles con variaciones en su

energía interna es despreciable, se reduce a:
 
Considerando que no existe fricción -por tratarse de un líquido perfecto-  turbinas (Energía

extraída) ni bombas (Energía añadida) tenemos:

 
La  ecuación  anterior  se  conoce  con  el  nombre  de  teorema  de  Bernoulli.  Que  puede  ser

anunciado así: “A lo largo de cualquier línea de corriente  la suma de las alturas cinéticas

(V2/2g), piezométrica (P/ g ) y potencial (Z) es constante”.
El teorema de Bernoulli no es otra cosa que el principio de la conservación de la energía.

Cada uno de los términos de la ecuación representa una forma de energía:
 
Es importante notar que cada uno de estos términos puede ser expresado en metros (unidad lineal del sistema MKS) constituyendo lo que se denomina carga:




OBRA GRUESA - INSTALACIÓN DE FAENAS: Metodología


Ubicar un sitio en el plano de construcción en el cual las instalaciones provisionales no interfieran en la normal ejecución de la obra.

Letrina:


La excavación para la letrina tendrá las siguientes dimensiones:  ancho y largo de 1.0 m y una profundidad de 1.5 m. la que estará cubierta por calaminas.

Las calaminas serán clavadas según su dimensión en bolillos o listones de madera que soporten la caseta que cubrirá la letrina.

Depósito y guardianía:


Las paredes del depósito y guardianía serán cimentadas directamente sobre el terreno firme apilando ladrillos unidos por yeso, se deberá prever la ubicación de puertas y ventanas.

La colocación de cubierta se efectuará directamente sobre el muro colocando correas de madera debidamente aseguradas para soportar el techado de calamina, las que serán clavadas según su dimensión.

Instalaciones eléctricas provisionales:


El consumo de energía dependerá del lugar donde se lleve a cabo la obra. Se debe considerar el alquiler de un medidor de luz por parte de ELFEC

Si la obra se encuentra ubicada en un pueblo o en un lugar donde no se cuenta con energía eléctrica, se debe proveer de  maquinaria y equipo a combustible  para generar energía.

Cercado de terreno:


Para el cercado de la obra se harán muros perimetrales con adobes o alambre de púas, estos últimos se compran por rollos.
Se debe considerar si la obra está ubicada en una zona urbana o rural puesto que para zonas urbanas el terreno deberá estar cercado con calaminas.

Si la obra está ubicada en una zona rural, entonces se podrá cercar con alambre de púas. El cercado será realizado utilizando bolillos colocados cada 3.0 m y alambre de púas colocados en 6 hileras ó calaminas clavadas en correas de listón.

 
Nota.-
Los materiales que se emplearán en la construcción de la letrina, la caseta del sereno, el depósito y el cercado del terreno podrán ser recuperados casi en su totalidad  puesto que son desmontables y podrán ser usados en otra construcción. Por consiguiente en el análisis de precios unitarios del presente ítem se deberá cuantificar casi en su totalidad solo el costo de la Mano de obra.

OBRA GRUESA - INSTALACIÓN DE FAENAS: Especificaciones técnicas

Especificaciones técnicas
Ø      Revisión de los planos de construcción, para ubicar un sitio en el cual las instalaciones provisionales no interfieran en el normal desarrollo de la obra.
Ø      Limpieza del terreno en el cual se va a ubicar esta construcción.
Ø      La letrina tendrá las dimensiones: ancho y largo de 1m y una profundidad de 1.5 m.
Ø      La caseta del sereno tendrá dimensiones mínimas de 3 m x 3 m.
Ø      El depósito tendrá dimensiones mínimas de 4 m x 5 m.
Ø      El cercado del terreno será realizado preferentemente con calaminas en zonas urbanas y con alambre de púas en zonas rurales.

OBRA GRUESA - INSTALACIÓN DE FAENAS

El constructor, con el inicio de las obras, deberá construir los ambientes necesarios para el personal que se encargará de vigilar tanto las herramientas de trabajo como los materiales a ser empleados en la obra, además que estos ambientes deben tener condiciones de habitabilidad y seguridad, por lo que se establece que como mínimo se proveerá de una letrina para el uso de todos los obreros, una caseta para el sereno y un depósito, donde se podrán guardar las herramientas y los materiales que no pueden estar expuestos a la lluvia.

Se debe tomar en cuenta el cercado del terreno para dotar de seguridad al mismo,  así como el consumo de energía eléctrica proporcionado por ELFEC, durante el tiempo de ejecución de la obra.

Dentro de este ítem esta contemplado el desbroce (retiro de hierbas o despojo de plantas).

Se debe considerar también el traslado del equipo y la maquinaria.

ANÁLISIS Y EVALUACIÓN DE COSTOS Y PRECIOS: Generalidades

Uno de los factores más importantes que se debe tener en cuenta en la construcción de obras civiles es la economía.

Con la finalidad de saber el precio total de una obra, la misma que es producto de la sumatoria de los diferentes items componentes del presupuesto total, es necesario realizar un Análisis de Precios Unitarios de todos y cada uno de estos items cuyas incidencias directas e indirectas se detallara en el siguiente post

ANÁLISIS DE PRECIOS UNITARIOS.-

Estos precios unitarios están compuestos por los siguientes parámetros:

COSTOS DIRECTOS: 

-          Costo de Materiales
-          Costo de la Mano de Obra
-          Herramienta y Equipo
-          Beneficios Sociale.

COSTOS INDIRECTOS:

-          Gastos Generales e Imprevistos
-          Utilidad
Impuestos

AGUAS SUPERFICIALES: Ubicación

La  ubicación  de  un  atajado  es  importante  para  un  funcionamiento  apropiado.  Para  la construcción de un atajado, hay que tomar en cuenta la ubicación del área de aporte y del área servida. A fin de garantizar el almacenamiento de agua, es importante que el material
de construcción tenga una baja capacidad de infiltración



De  ser  posible  se  evitará  construir  atajados  de  poca  profundidad  y  con  espejos  de  agua relativamente  extensos,  a  fin  de  evitar  las  pérdidas  por  evaporación.  Desde  el  punto  de vista económico, conviene construir un atajado en un lugar donde menos movimiento de tierra  sea  necesaria  para  obtener  una  capacidad  de  almacenamiento  máxima,  como  por ejemplo:  en  una  depresión  natural  cerca  del  área  a  ser  regada  o  del  abrevadero  para  los animales.

CONSIDERACIONES SOBRE LOS SUELOS DE FUNDACIÓN

Al igual que en la casi totalidad de aplicaciones de la Mecánica de Suelos, los materiales que se eligen para la fundación de pavimentos, son de dos tipos claramente diferenciados. Los que se denominan materiales gruesos (arenas, gravas, fragmentos de roca, etc.) constituyen el primer grupo, el segundo grupo está formado por los suelos finos, cuyo arquetipo son los materiales arcillosos.

Es bien conocida la gran diferencia de comportamiento que tienen ambos grupos de suelos, respecto a sus características de resistencia y deformación, estas diferencias  ocurren por la naturaleza y la estructura íntima que adoptan las partículas individuales o sus grumos, los suelos finos forman agrupaciones compactas y bien familiares, en cambio los suelos gruesos adoptan formas vaporosas con grandes volúmenes de vacíos y ligas poco familiares en el caso de los finos.
En los suelos gruesos tales como las arenas y las gravas, la deformación del conjunto por efecto de cargas externas, sólo puede tener lugar, por acomodo brusco de partículas menores en los huecos que dejan entre sí las mayores, o por ruptura y molienda de sus partículas. La expansión de suelos gruesos, es un fenómeno que para efectos prácticos no se considera en el diseño de carreteras. La estabilidad de los suelos gruesos ante la presencia del agua es grande, si se prescinde de la posibilidad de arrastres internos de partículas menores por efecto de la circulación de corrientes de agua interiores, efecto que relativamente es poco común en las carreteras. Por tanto, si el suelo grueso está constituido por partículas mineralógicamente sanas, su resistencia al esfuerzo cortante es grande, y está basada en mecanismos de fricción interna de sus partículas, o en la resistencia que oponen esas partículas a deslizarse unas con respecto a otras, dependiendo por tanto de la fricción interna y de su dureza.

Para cualquier solicitación se cumple que a mayor presión ejercida sobre el conjunto de partículas por las cargas exteriores, la resistencia del conjunto crece, tal como establecen las leyes de fricción. Evidentemente, cualquier aumento en la compacidad del conjunto trae consigo un aumento en su resistencia intrínseca y al reacomodo. En caso de producirse algún deslizamiento o reacomodo entre partículas, debido a elevados esfuerzos, la deformación ocasionada es de magnitud relativamente pequeña. Un material de esta naturaleza bien compactado, adquiere características de resistencia y difícil deformabilidad, permanentes en el tiempo y muy poco dependientes del contenido de agua que el material adquiera con el transcurso del tiempo. Estas características son favorables para el desempeño estructural de las carreteras.
El caso de los suelos finos arcillosos, su tendencia a adoptar estructuras internas abiertas, con alto volumen de vacíos, hace que estos suelos tengan una capacidad de deformación mucho más alta. Si se ejerce presión sobre suelos finos saturados se puede ocasionar un fenómeno de consolidación, que induce al agua acumulada entre sus partículas a salir del conjunto, produciendo una reducción del volumen que originará deformaciones del conjunto, las que afectarán la estabilidad del pavimento.

En los suelos finos parcialmente saturados, la presión externa produce deformaciones que disminuyen los vacíos, comunican presión al agua interior, que se desplazará hacia el exterior, ocasionando deformaciones volumétricas grandes. Las estructuras precomprimidas, al cesar la presión externa y absorber agua, tienden a disipar los estados de tensión superficial actuantes entre el agua que ocupaba parcialmente los vacíos y las partículas cristalinas del suelo, liberando energía que permite que la estructura sólida precomprimida se expanda, de manera que los suelos arcillosos son muy proclives a la compresión bajo cargas y a la expansión, cuando al cesar la acción de cualquier carga exterior, se produce la liberación de sus esfuerzos y comienza a actuar la succión interior del agua externa.

En cualquier caso la estabilidad volumétrica de los suelos finos está amenazada y pueden ocurrir en ellos deformaciones volumétricas muy importantes: De compresión, a expensas de su gran volumen de vacíos y de la salida del agua interior por efecto de las cargas exteriores, o de expansión, a causa de la succión interna que produce la expansión de la estructura sólida, que absorbe agua del exterior.
La magnitud de estos fenómenos (compresión de la estructura bajo carga externa o expansión de una estructura precomprimida por liberación de presión externa y absorción de agua), depende de la naturaleza del suelo arcilloso. Hay arcillas como la bentonita o la montmorillonita, mucho más activas en estos procesos que otras, como por ejemplo, la caolinita. Este cambio en la naturaleza físico-química y mineralógica influye en el comportamiento de interrelación de las partículas y los grumos, que se traduce en diferencias muy importantes en la relación de vacíos o vaporosidad de su estructura interna. Algunas arcillas pueden tener una relación de vacíos de 2, 3 ó 4 (volumen de vacíos 2, 3 ó 4 veces más grande que el volumen de los sólidos), lo cual representa una capacidad de deformación volumétrica mucho mayor. Por razones constructivas, las arcillas se incorporan en los suelos que se utilizan en las carreteras, tras procesos de compactación, lo que hace que estén precomprimidas, por lo que serán proclives a procesos de succión de agua externa y/o expansión, en un grado mayor cuanto más intensa haya sido la compactación con que se colocaron.

Obviamente, un cierto grado de compactación inicial es necesario, pero siempre ocurrirá que cuanto mayor sea ese proceso inicial, mayor será el potencial de succión comunicado y, por ende, también será mayor el potencial de expansión adquirido con absorción de agua; el cual al desarrollarse producirá un suelo maleable de fácil deformación por la compresión de cualquier nueva carga. Esta deformación producirá un “efecto de acordeón”, cuyas consecuencias serán altamente perjudiciales para la carretera.
Estas consideraciones hacen ver la importancia del proceso de compactación de suelos finos. Si no se alcanzan en principio condiciones adecuadas, la carretera será inestable, pero si la compactación es mayor a un determinado límite, la carretera también llegará a ser inestable con el transcurso del tiempo, si es que los materiales están en contacto con el agua libre exterior.
Las consideraciones anteriores conducen a la conclusión de que los suelos arcillosos son indeseables en el cuerpo general de las carreteras y, desde luego, en cualquier capa de la sección estructural de su pavimento. Sin embargo, razones constructivas y económicas obligan a una cierta presencia de suelos finos, la cual debe ser mínima y cuidadosamente tratada.

En efecto, el material que se desea para construir carreteras está constituido por suelos gruesos, pero resultaría antieconómico e innecesario eliminar por completo a los finos, con el avance actual de las técnicas constructivas, habrá que coexistir con un cierto volumen de éstos, teniendo presente, que cuanto más abajo se ubiquen los suelos finos, el impacto proveniente de las cargas del tráfico será menor, de manera que su presencia será menos nociva. Por ello, la tecnología tradicional exige el uso de suelos gruesos casi puros en las capas bases y sub-bases del pavimento, y va aceptando contenidos crecientes de suelos finos en subrasantes y terrecerías.

Por razones económicas, no es posible eliminar completamente la presencia de suelos finos de la sección estructural de una carretera, pero debe tenerse muy en cuenta que las investigaciones de la Mecánica de Suelos indican que contenidos relativamente muy pequeños de arcilla, formando parte de una matriz de suelo grueso, bastan para dar a esa matriz un comportamiento indeseable, haciéndola compresible y expansiva. El límite en el contenido de finos depende de la actividad de la arcilla.
Los análisis exigidos para determinar la actividad de los suelos arcillosos hace prácticamente imposible el investigar la naturaleza de los finos dentro del proceso industrial de construcción de una carretera, por lo cual el contenido de finos suele controlarse limitando el porcentaje de partículas que pasan el tamiz No. 200.
La investigación desarrollada dentro de la tecnología de la Mecánica de Suelos hace ver las grandes diferencias que produce la inclusión de finos arcillosos en una matriz de gravas utilizadas en bases y sub-bases de pavimentos asfálticos, según sea la actividad y la naturaleza de las arcillas incorporadas, pero, a la vez, muestra también que contenidos de finos por debajo del 10% del total, no tienen una influencia determinante en la resistencia y en la deformabilidad del conjunto, que mantendrá un comportamiento que básicamente puede considerarse como el de un suelo grueso. Contenidos superiores a ese valor le dan al suelo un comportamiento notablemente indeseable, de manera que contenidos de materiales arcillosos en el orden del 12%, ya inducen a un comportamiento que corresponde al de un suelo fino.

Por lo anterior, el contenido de materiales finos que pasan el tamiz No. 200, en cualquier matriz de suelo grueso que se utilice en las capas superiores de una carretera (bases y sub-bases), no debe exceder de un 10%. Este valor debe reducirse a la mitad en las carpetas asfálticas. Además debe tenerse en cuenta que no menos de un 4% ó 5% de partículas finas van a ser aportadas por la propia fracción gruesa, como resultado de los procesos usuales de trituración, por este hecho se debe reducir, en la misma proporción, el contenido de materiales puramente arcillosos.
En las subrasantes de carreteras puede haber una mayor tolerancia, aceptándose contenidos de finos que pasan el tamiz No. 200 hasta un porcentaje del 15%, en las carreteras más ocupadas, y hasta un 25% en aquellas de menor ocupación.
El contenido de materiales finos y sus efectos en las secciones estructurales de las carreteras, también deben controlarse con la medición del índice de plasticidad de la fracción que pasa la malla No. 40. El valor del límite líquido no debe ser mayor a 25% y 30% en bases y sub-bases, y no mayor a 50% en subrasantes.
Evidentemente, el empleo prudente de los materiales térreos con límites adecuados en el contenido de materiales finos arcillosos, permite el empleo de estándares de compactación adecuados, para dar a las capas de la sección estructural de una carretera la consistencia necesaria, de manera que se garantice la permanencia de sus propiedades durante su vida de servicio.

TIPOS DE PAVIMENTOS

Ø      Pavimentos flexibles.

o       Convencionales de base granular.
o       Deep-Strength de base asfáltica.
o       Pavimentos full-depth.
o       Pavimentos con tratamiento superficial (pueden ser semirígidos también).

Ø      Pavimentos rígidos.

Ø      Pavimentos semirígidos.

4.1PAVIMENTOS CON TRATAMIENTO SUPERFICIAL


Los tratamientos superficiales dobles o triples pueden ser utilizados como capas de revestimiento en carreteras de tráfico leve a medio. Se construyen mediante la aplicación de capas de ligante bituminoso sobre las cuales se conforman capas de materiales pétreos compactados, cuya granulometría debe ser rigurosamente controlada para satisfacer las exigencias de las especificaciones técnicas adoptadas en el proyecto.

El deterioro del revestimiento se produce principalmente por la fisuración debida a la fatiga y/o al desgaste. Los tratamientos superficiales simples que deben ser utilizados apenas para accesos donde el tráfico de proyecto es del orden del 1% del tráfico de proyecto de las fajas de rodadura, o para la protección provisoria de bases granulares hasta que el revestimiento definitivo sea construido.




4.2. PAVIMENTOS FLEXIBLES


Son aquellos que tienen un revestimiento asfáltico sobre una capa base granular. La distribución de tensiones y deformaciones generadas en la estructura por las cargas de rueda del tráfico, se da de tal forma que las capas de revestimiento y base absorben las tensiones verticales de compresión  del suelo de fundación  por medio de la absorción de tensiones cizallantes. En este proceso ocurren tensiones de deformación y tracción en la fibra inferior del revestimiento asfáltico, que provocará su fisuración por fatiga por la repetición de las cargas de tráfico. Al mismo tiempo la repetición de las tensiones y deformaciones verticales de compresión que actúan en todas las capas del pavimento producirán la formación de hundimientos en la trilla de rueda, cuando el tráfico tiende a ser canalizado, y la ondulación longitudinal de la superficie cuando la heterogeneidad del pavimento fuera significativa.

4.3 PAVIMENTOS RÍGIDOS

Son aquellos en los que la losa de concreto de cemento Portland (C.C.P.) es el principal componente estructural, que alivia las tensiones en las capas subyacentes por medio de su elevada resistencia a la flexión, cuando se generan tensiones y deformaciones de tracción de bajo la losa producen su fisuración por fatiga, después de un cierto número de repeticiones de carga. La capa inmediatamente inferior a las losas de C.C.P. denominada sub-base, por esta razón, puede ser constituida por materiales cuya capacidad de soporte sea inferior a la requerida por los materiales de la capa base de los pavimentos flexibles.

4.4. PAVIMENTOS SEMIRÍGIDOS


En términos amplios, un pavimento semirígido ó compuesto es aquel en el que se combinan tipos de pavimentos diferentes, es decir, pavimentos “flexibles” y pavimentos “rígidos”, normalmente la capa rígida esta por debajo y la capa flexible por encima. Es usual que un pavimento compuesto comprenda una capa de base de concreto o tratada con cemento Portland junto con una superficie de rodadura de concreto asfáltico.

La estabilidad de suelos por medio de ligantes hidráulicos (cemento Portland) permite que se obtengan materiales con capacidad de soporte suficiente para construir capas para base en pavimentos sujetos a cargas pesadas como ser camiones o aeronaves.

PROYECTO DE UN PAVIMENTO

Proyectar un pavimento significa determinar la combinación de materiales, espesores y posiciones de las capas constituyentes que sea más económica, de entre todas las alternativas viables que satisfagan los requisitos funcionales requeridos. Se trata de una actividad que incluye todos los pasos usuales de un proyecto de cualquier tipo de estructura, donde el producto elaborado incluye las especificaciones que serán seguidas durante la construcción, como se indica en la Figura I.2. En esta figura los tres primeros pasos del proceso fueron agrupados en un mismo bloque para mostrar que no hay una sucesión temporal directa entre ellos. A medida que van siendo concebidas las soluciones técnicamente viables se requieren nuevos datos, cuya necesidad hasta entonces era insospechada.

En el análisis económico de las alternativas se tiende a concentrar únicamente en el costo inicial (construcción de pavimento nuevo), sin embargo el ideal es adoptar un enfoque de sistema de gerencia de pavimentos (SGP) en nivel de proyecto, que consiste en buscar la minimización del costo total del ciclo de vida del pavimento, que está compuesto por la suma de los costos de construcción (costo inicial), de mantenimiento (recurrente durante el periodo de proyecto) y de restauración (al final del periodo de proyecto).

Otra recomendación importante es analizar el mayor número posible de alternativas para la sección del pavimento, considerando todos los tipos de estructura que sean capaces de satisfacer los requisitos funcionales especificados (pavimentos flexibles, semirígidos, rígidos, etc.).
Los siguientes factores deben ser tomados en cuenta, para que el proyecto sea completo y eficaz:

·        Materiales disponibles.

·        Experiencia práctica de las empresas constructoras en la ejecución de los servicios previstos.

·        Restricciones presupuestarias.

·        Restricciones operacionales y logísticas.

·        Nivel de confiabilidad: Nc = PR (Vs > PP) deseable para el proyecto. El porcentaje de área que representará la vida de servicio (Vs) mínima debe ser igual al periodo de proyecto (PP) adoptado. El valor Nc  a ser fijado depende de la importancia de la carretera ya que cuanto menor sea su valor, mayor será la frecuencia con que ocurrirán los deterioros localizados antes del final del periodo de proyecto, siendo necesaria la ejecución de trabajos de conservación mas frecuentes. Otro factor que tiene influencia en el nivel de confiabilidad (Nc) es la variación esperada de las propiedades mecánicas de los materiales de construcción.

·        Modelo deseado para la utilización del pavimento a lo largo del periodo de proyecto.

·        Tráfico previsto durante el periodo de proyecto.

·        Condiciones climáticas regionales (régimen pluviométrico y temperaturas).

·        Consideraciones o no de estrategias de pavimentación por etapas, en función de la incertidumbre sobre el tráfico futuro.

Con la aplicación del sistema de gerencia de pavimento no se pretende minimizar únicamente el costo de construcción del pavimento, si no el costo total del ciclo de vida, definido en la Figura I.3.
 
donde:

CCV                = Costo del ciclo de vida de un pavimento.
CI                    = Costo inicial de la construcción del pavimento nuevo.
CCi                 = Costo de mantenimiento por año “i”.
CR(PP)           = Costo de restauración al final del periodo de proyecto (PP).
r                      = Tasa de oportunidad del capital (% por año) = tasa interna de
                            retorno de inversión de riesgo mínimo de economía.
                                       (r = 16% - 6% = 10%) donde 6% representa la inflación.

La ventaja de este procedimiento está en poder elegir la solución más eficaz en términos económicos, y no aquella que es de menor costo de implantación. El procedimiento convencional puede llevar a serios problemas cuando llega el momento de restaurar el pavimento. El caso típico de los pavimentos semirígidos cuya restauración tiende a ser onerosa debido a la reflexión de las fisuras de la base cementada.

Un proyecto efectivamente optimizado está definido por:

Minimizar  CCV

sujeto a:
            CI £ restricción presupuestaria
            Vs ³ PP

Por las consideraciones realizadas el proyecto de un pavimento debe tener los siguientes componentes:

  • Dimensionamiento estructural: donde se determina la sección del pavimento para que sea capaz de resistir los efectos deteriorantes de las cargas de tráfico.

  • Especificación de los materiales de construcción: incluyendo los procesos constructivos y procedimientos para el control tecnológico de calidad.

  • Proyecto geotécnico: incluyendo la consideración eventual de problemas como el acolchonamiento de suelos arcillosos debajo el peso de los terraplenes, la estabilidad y erosionabilidad de los taludes.

  • Proyecto de drenaje: donde se determinan, dimensionan y especifican los elementos necesarios para el retiro de las aguas de infiltración.

COMPONENTES DE UN PAVIMENTO

En la Figura I.1 se muestra esquemáticamente, los componentes principales de un pavimento asfáltico. Se puede considerar que la estructura de un pavimento esta formada por una superestructura encima de una fundación, esta última debe ser el resultado de un estudio geotécnico adecuado. En los pavimentos camineros, la superestructura está constituida por la capa de revestimiento y la capa base; la fundación está formada por las capas de sub-base y suelo compactado.

  1. Capa de Rodadura                              5.  Subrasante
  2. Capa Base                                          6.  Sub-drenaje longitudinal
  3. Capa Sub-base                                   7.  Revestimiento de Hombreras
  4. Suelo Compactado                             8.  Sub-base de Hombreras
 
La capa de rodadura o revestimiento asfáltico tiene las siguientes funciones:

  • Impermeabilizar el pavimento, para que las capas subyacentes puedan mantener su capacidad de soporte.

  • Proveer una superficie resistente al deslizamiento, incluso en una pista húmeda.

  • Reducir las tensiones verticales que la carga por eje ejerce sobre la capa base, para poder controlar la acumulación de deformaciones plásticas en dicha capa.

La capa base tiene las siguientes funciones:

  • Reducir las tensiones verticales que las cargas por eje ejercen sobre las capas sub-base y suelo natural.

  • Reducir las deformaciones de tracción que las cargas por eje ejercen a la capa de revestimiento asfáltico.

  • Permitir el drenaje del agua que se infiltra en el pavimento, a través de drenajes laterales longitudinales (Figura I.1).

La capa sub-base esta constituida por un material de capacidad de soporte superior a la del suelo compactado y se utiliza para permitir la reducción del espesor de la capa base.
La capa de suelo reforzado, puede estar presente en una estructura de pavimento, para poder reducir el espesor de la capa sub-base.

El suelo compactado, es el mismo suelo del terraplén, que esta escarificado y compactado una cierta profundidad dependiendo de su naturaleza o de las especificaciones del proyecto.

FUNCIONES DE UN PAVIMENTO

Un pavimento de una estructura, asentado sobre una fundación apropiada, tiene por finalidad proporcionar una superficie de rodamiento que permita el tráfico seguro y confortable de vehículos, a velocidades operacionales deseadas y bajo cualquier condición climática. Hay una gran diversidad de tipos de pavimento, dependiendo del tipo de vehículos que transitaran y del volumen de tráfico.

La Ingeniería de Pavimentos tiene por objetivo el proyecto, la construcción, el mantenimiento y la gerencia de pavimentos, de tal modo que las funciones sean desempañadas con el menor costo para la sociedad. Tratándose, esencialmente, de una actividad multidisciplinaria, donde están involucrados conceptos y técnicas de las Ingenierías: Geotecnia, de Estructuras, de Materiales, de Transportes y de Sistemas, en vista de la importancia se debe  estimar y  efectuar el mantenimiento de pavimentos existentes.

En un camino no pavimentado, las condiciones de funcionamiento son precarias, lo que genera limitaciones en las velocidades y las cargas de los vehículos, también se elevan los costos operacionales (mantenimiento y combustible). La utilización de un camino de tierra depende de las condiciones climáticas y de un drenaje satisfactorio. En un camino con revestimiento primario (cascajo o un suelo pedregoso arenoso), las condiciones climáticas pueden ser menos importantes pero si un drenaje eficaz.

Un pavimento difícilmente sufre una ruptura catastrófica, a menos que exista un error en el proyecto geotécnico en casos como los de pavimentos asentados en terraplenes sobre suelos expansivos. Esa degradación se da, usualmente, de forma continua a lo largo del tiempo es desde la abertura al tráfico, por medio de mecanismos complejos y que no están íntegramente relacionados, donde gradualmente se van acumulando deformaciones plásticas y siendo formadas a trabes de las capas (asfálticas o cementadas), provenientes de una combinación entre la acción de las cargas del tráfico y los efectos de la intemperie (variaciones de temperatura y humedad a lo largo del tiempo). Además, la condición de “ruptura” de un pavimento es, hasta cierto punto, indefinida y subjetiva, existiendo divergencias entre los técnicos y administradores en cuanto al mejor momento para restaurar un pavimento que presenta un cierto nivel de deterioro estructural y/o funci
onal.

TIPOS DE APROXIMACIÓN PARA EL ATERRIZAJE


 a. Aproximaciones Visuales VFR: Las operaciones de aterrizaje se realizan bajo la exclusiva responsabilidad del piloto, quien debe tomar una visibilidad clara de la pista, desde la cabina del avión.

 b.  Aproximaciones instrumentales IFR : Los aterrizajes se realizan con la ayuda de equipos emplazados en tierra, los cuales emiten señales que son captadas en los equipos del avión.

c.  De no precisión: El procedimiento de aterrizaje se realiza con el respaldo de ayudas visuales y una ayuda no visual que proporciona por lo menos una guía direccional adecuada para la aproximación directa, como ser un radiofaro omnidireccional VHF (V.O.R.) y un medidor de distancia DME.

d. De precisión   categoría I: Se realiza con el respaldo de instrumentos electrónicos como el ILS ó MLS (Sistema de Aterrizaje por Instrumentos) y por ayudas visuales destinadas a operaciones con una altura de decisión no inferior a 60 metros, con una visibilidad no menor a 800 metros y un alcance visual en la pista no menor a 550 metros.

d. De recisión   categoría II: Se realiza con el respaldo de instrumentos servidos por ILS ó MLS (Sistema de Aterrizaje por Instrumentos) y por ayudas visuales destinadas a operaciones con una altura de decisión inferior a 60 metros y mayor a 30 metros y con un alcance visual en pista mayor a 350 metros.

e. De precisión   categoría III: Se realiza con el respaldo de instrumentos servidos por ILS ó MLS (Sistema de Aterrizaje por Instrumentos) que dan servicio a la aeronave hasta la superficie de la pista y a lo largo de ella, para permitir operaciones con una altura de decisión menor a 30 metros, o sin altura de decisión, y con un alcance visual en la pista menor a 200 metros, pero no inferior a 50 metros.

DESIGNADORES Y TÉRMINOS AERONÁUTICOS UTILIZADOS POR LA O.A.C.I.

  El propósito de la clave de referencia es proporcionar un método simple y universal para clasificar a los aeropuertos y definir las características que debe tener su infraestructura en correspondencia a la letra o número de la clave asignada de acuerdo con las características de los aviones críticos a que se destine la instalación.
La clave esta compuesta de dos elementos que se relacionan con las características y dimensiones del avión crítico, en base a los cuales se aplican las normas y recomendaciones del Anexo 14 y de los Manuales de Diseño de la O.A.C.I.
 
       












Por ejemplo, si 1650 m. corresponde al valor mas elevado de la longitud de campo de referencia del avión, el número de clave seleccionado será “3”.





  






Por ejemplo, si la letra de clave C corresponde al avión que tenga la mayor envergadura y la letra de clave D corresponde al avión que tenga la mayor anchura exterior entre ruedas del tren de aterrizaje principal, la letra de clave seleccionada será “D”.

Tabla 1.1
Clave de referencia de aeródromo

Elemento 1 de la Clave


1
2

Nº de Clave
Longitud de Campo de


Referencia del avión




1
menos de 800 m.

2
de 800 a 1200 m.  (Excl)

3
de1200 a 1800 m. (Excl)

4
mayor a 1800m.








Elemento 2 de la Clave


3
4
5

Letra de
Envergadura
Anchura exterior entre ruedas

Clave

del tren de aterrizaje principal*





A
menor a  15 m.    (Excl)
hasta 4,5        (Excl)

B
de 15 a 24 m. (Excl)
de 4,5 a 6       (Excl)

C
de 24 a 36 m. (Excl)
de 6 a 9 m.     (Excl)

D
de 36 a 52 m. (Excl)
de 9 a 14 m.   (Excl)

E
de 52 a 65 m. (Excl)
de 14 a 16 m. (Excl)

F
de 65 a 80 m. (Excl)


Ref: Norma y métodos recomendados internacionales aeródromos (Anexo 14 O.A.C.I. 1999)
Donde:
Excl. = Exclusive (Distancia de envergadura de punta a punta de las alas).
* Distancia entre los bordes exteriores de las ruedas del tren de aterrizaje principal (tren   de aterrizaje principal es el tren trasero).