011 drenaje en suelos agrícolas

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011 drenaje en suelos agrícolas

  1. 1. GOBIERNO DE CHILE MI N I S T E R I O D E A G R I C U L T U R A COMISION NACIONAL DE RIEGOCORPORACIÓN DE FOMENTO DE LA PRODUCCIÓN DRENAJE EN SUELOS AGRICOLASINSTITUTO DE INVESTIGACIONES AGROPECUARIAS INIA - CARILLANCA FEBRERO 2001
  2. 2. DRENAJE DE SUELOS AGRICOLAS Leopoldo Ortega C Luis Sagado S Ing. Agrónomo. Ing. Agrónomo Ph.D.Instituto de Investigaciones Agropecuarias Facultad de Ingeniería AgrícolaCentro Regional de Investigación Remehue Universidad de Concepción1. INTRODUCCIONEl mal drenaje de los suelos, tanto externo como interno, ha sido un aspecto al quehistóricamente no se le ha dado la importancia merecida. Por un lado, la actitudnormal de los agricultores ha sido evitar utilizar aquellos suelos con problemas dedrenaje, o usar cultivos de corto período de desarrollo que crezcan durante latemporada en que el problema no es evidente. Asimismo, la acción estatal defomento a la investigación, transferencia tecnológica, y construcción de obras dedrenaje es aún escasa, y no guarda relación con la envergadura e importancia delproblema.Salgado (1991), indica que estudios de suelos realizados entre Santiago y Osorno,reportan una superficie de 800.000 ha con problemas de drenaje restringido, querepresentan el 38% del total arable entre ambas ciudades. Por su parte, Ortega(1993), citando cifras elaboradas por INIA-Remehue, indica que en la X Regiónexisten 554.675 ha con problemas de drenaje, que representan el 32,4% de lasuperficie total con aptitud agropecuaria.Ningún país puede darse el lujo de permitir que más de un 30% de su superficieagropecuaria se encuentre limitada en su producción. El impacto en su economía esde una magnitud tal que puede representar un verdadero freno a su desarrollo.El objetivo del presente Boletín Técnico es proporcionar a agricultores, técnicos yprofesionales no especializados en esta temática, elementos de juicio y antecedentestécnicos necesarios y suficientes que permitan realizar un acertado diagnóstico de unproblema de drenaje, recomendar algunas labores y obras tipo y elaborar un perfil deproyecto de drenaje. 1
  3. 3. Cabe hacer presente que la mayoría de los estándares expuestos en el presentedocumento, corresponden a valores promedio de obras ejecutadas en la X Región.Por lo tanto, estos valores deben utilizarse con la prudencia del caso, y adecuarlos,dependiendo de las características del terreno, tipo de maquinaria y condiciones detrabajo. Más aún, si se trata de condiciones muy particulares, o de proyectos enotras regiones.2. DEFINICION DEL PROBLEMA.El suelo está constituido por una fase sólida, líquida y gaseosa. Para que las semillasgerminen, las plantas crezcan, se desarrollen adecuadamente y produzcan altosrendimientos, es necesario que en el suelo coexistan equilibradamente las tres fases:la fase sólida, representada por las partículas de suelo; la fase líquida, representadapor el agua; y la fase gaseosa, representada por el aire.Como se indica en la Figura 1, bajo condiciones de mal drenaje o de exceso de agua,el aire presente en el suelo es removido y el espacio libre es ocupado por el agua. Entales circunstancias, las plantas son afectadas en sus procesos esenciales, debido aque el oxígeno es indispensable para la respiración de las raíces.Figura 1. Fases existentes en un suelo no saturado y saturadoEl drenaje es una tecnología que tiene como objetivo fundamental, disminuir el excesode agua acumulada, tanto en la superficie como en el interior del suelo, con el fin demantener las condiciones óptimas de aireación y actividad biológica indispensablespara los procesos fisiológicos de crecimiento y desarrollo radicular, como se muestraen la Figura 2. SUELO SATURADO SUELO DRENADO 2 TUBERIA DE DRENAJE
  4. 4. Figura 2. Diferencia de crecimiento radicular y vigor de la planta bajo condiciones de mal y buen drenaje3. CLASIFICACION DEL PROBLEMA DE DRENAJE.Según la localización de los excesos de agua, el problema de drenaje se clasifica ensubsuperficial y superficial.En el caso del drenaje subsuperficial, el problema se produce por un exceso deagua en el interior del suelo, debido a la presencia de una napa freática, permanenteo fluctuante, a una profundidad tal que restringe el desarrollo radicular. Se llama"napa freática", a la superficie de agua presente en el suelo, la cual marca el límiteentre el suelo saturado y el suelo no saturado. Generalmente, la napa freática seubica sobre una estrata impermeable, la cual impide el movimiento vertical del agua,produciendo la condición de suelo saturado. En la Figura 3 se presenta un diagramageneralizado de un sistema de drenaje subsuperficial. 3
  5. 5. Figura 3. Diagrama generalizado del drenaje subsuperficial.En cambio, por drenaje superficial se entiende la remoción de los excesos de aguaacumulados sobre la superficie del terreno, a causa de lluvias muy intensas yfrecuentes, topografía muy plana e irregular y suelos poco permeables (Rojas, 1984).La necesidad del drenaje superficial se justifica en zonas donde los factores climáticos,las condiciones hidrológicas, las características de los suelos, la topografía y lautilización de la tierra, dan lugar a que el agua permanezca inundando la superficie delsuelo, durante un tiempo superior al que los cultivos pueden soportar sin manifestarserios efectos sobre los rendimiento y/o sobrevivencia.Los tipos más característicos de problemas de drenaje superficial del sur de Chile, y enparticular en la X Región, son los conocidos comúnmente como “ñadis”, “hualves” y“vegas”. EVAPOTRANSPIRACIONEn la Figura 4 se presenta un modelo hidrológico del drenaje superficial. PRECIPITACION Y/O SISTEMA SUELO - COBERTURA ESCORRENTIA FILTRACIONES 4 INFILTRACION
  6. 6. Figura 4. Modelo hidrológico simplificado del drenaje superficial.En este modelo se considera un área independiente sin aportes externos y en tal casolas “entradas” se reducen sólo a la precipitación sobre el área, la cual es afectada porel sistema suelo-cobertura que regula las “salidas” que son la evapotranspiración,infiltración y escorrentía.Conociendo el comportamiento de la precipitación, la variación de la evaporación einfiltración y el efecto regulador del sistema suelo-cobertura, puede determinarse laescorrentía, la cual constituye la información básica para el cálculo de la red dedrenaje.3.1 Componentes de un sistema de drenaje subsuperficial.Un sistema de drenes subsuperficiales tiene como objetivo fundamental el control dela profundidad de la napa freática, de forma tal que el balance de aguas y salesdentro de la zona radicular sea el óptimo para los requerimientos del cultivo en unacondición de suelos y clima específico.Para lograr este objetivo, un sistema de drenes subsuperficiales constafundamentalmente de tres tipos de drenes: laterales, colectores y dren principal. Losdrenes laterales generalmente se disponen paralelos unos a otros y tienen comomisión principal el control de la profundidad de la napa. Los drenes colectores,aunque eventualmente también drenan el terreno adyacente, su misión fundamentales transportar el agua extraída por los laterales hasta el dren principal donde seproduce la descarga del sistema. El dren principal, que puede ser artificial o natural 5
  7. 7. (río, estero, otro.), es el que en definitiva recoge los excedentes provenientes devarios sistemas.La relación entre laterales y colectores puede ser simple o compuesta. Se entiendepor una red simple cuando laterales de tubo descargan en colectores zanja. Seentiende por una red compuesta cuando laterales de tubo o zanja descargan encolectores de tubo o zanja, respectivamente. La primera forma de diseño (tubo-zanja) es utilizada frecuentemente por las ventajas que tiene para el mantenimientode la red.3.2 Componentes del sistema de drenaje superficial.Un sistema de drenaje superficial tiene dos componentes: el primero es la redcolectora y el segundo consiste en diversas prácticas de acondicionamiento superficialdel terreno, con tal de facilitar el flujo del exceso de agua hacia los colectores.El primer componente, la red colectora, consistente en zanjas y tuberías, ha sido el másestudiado hasta ahora y en la actualidad existen métodos suficientemente aceptablespara realizar el diseño, cálculo y cubicación respectiva.El segundo componente es más complicado puesto que depende del microrelieve delterreno y hasta ahora no existe un método suficientemente probado para permitir undiseño racional. En algunos casos, este último aspecto se resuelve utilizando métodosde acondicionamiento superficial, que modifican la topografía y el microrelive delterreno, a fin de proporcionar pendientes que permitan una rápida evacuación de lasaguas. Para este mismo fin, también pueden utilizarse los drenes topo, que cumplen elobjetivo de recolectar y conducir el agua de saturación hacia los colectores.4. CONSECUENCIAS DEL MAL DRENAJE.Usualmente, se considera que el principal efecto del mal drenaje es el daño a laproductividad agrícola. No obstante, existen otras consecuencias, directas oindirectas, las cuales se presentan en las Figuras 5 y 6, donde se muestran los 6
  8. 8. efectos del mal drenaje por acumulación superficial y en el interior del suelo,respectivamente. ACUMULACION DE AGUA SOBRE EL NIVEL DEL SUELO PERDIDA DE TRABAJABILIDAD Y PROBLEMAS DE PROBLEMAS DAÑOS A CAPACIDAD DE MECANIZACION SANITARIOS INFRAESTRUCTURA SOPORTE DISMINUCION DE RENDIMIENTOS PERDIDAS ECONOMICAS Figura 5. Efectos de la acumulación superficial de agua en el suelo EXCESO DE AGUA EN EL INTERIOR DEL SUELO MENOR AIREACION MENOR TEMPERATURA MENOR DESARROLLO DE MENOR ACTIVIDAD DE RAICES ORGANISMOS DEL SUELO MENOR DESCOMPOSICION DE MATERIA ORGANICA MENOR ABASTECIMIENTO DE NUTRIENTES DISMINUCION DE RENDIMIENTOS PERDIDAS ECONOMICAS Figura 6. Efectos del mal drenaje en el interior del suelo 7
  9. 9. En el Cuadro 1 se presenta una comparación del efecto entre suelo bien drenado ymal drenado a diversos factores del suelo.Cuadro 1. Consecuencias del mal drenajeFACTOR SUELO BIEN DRENADO SUELO MAL DRENADOAireación del Suelo 15 – 20 % oxígeno Menos de 5% de oxígenoTemperatura del suelo Normal 1 a 5 º C más bajaDisponibilidad de Normal Escasa a nulanutrientesTrabajabilidad y Soporta peso sin destrucción Se destruye estructura del suelocapacidad de soporte de su estructura, ni y éste se compacta fácilmentedel suelo compactaciónMecanización Preparación de suelos óptima Deficiente preparación de suelo en calidad y oportunidad y con retraso.Problemas Sanitarios Normales Se acentúan problemas en plantas, animales y humanos.Daños a Infraestructura Mejor mantención Mayor daño y menor vida útil (Ej.: caminos)5. RECONOCIMIENTO Y DIAGNOSTICO DE PROBLEMAS DE DRENAJE.La experiencia indica que los distintos problemas de drenaje poseen característicaspropias, que los hacen únicos. Es decir, ningún proyecto es idéntico a otro, razón porla cual es imprescindible un reconocimiento y un diagnóstico de cada situación. 8
  10. 10. 5.1. Reconocimiento.El reconocimiento de problemas de drenaje tiene como objetivo evaluar lascondiciones generales del área determinando sus problemas existentes o potenciales.Consiste en una inspección del área desde puntos fácilmente accesibles, en la épocacuando se manifiestan marcadamente los problemas de drenaje. Esta visita debecompletarse con las opiniones e impresiones de las personas que habitan el lugar.En el reconocimiento existen dos etapas: recopilación de antecedentes yreconocimiento de campo.5.1.1. Recopilación de Antecedentes.Debe reunirse toda la información existente sobre el sitio en cuestión, como porejemplo, fotografías aéreas, mapas, estudios anteriores, informes, publicaciones yopiniones de personas conocedoras del tema y del área.5.1.2. Reconocimiento de Campo.En esta etapa es imprescindible la participación de los agricultores, con los cuales sedebe hacer conjuntamente el recorrido de terreno.En este recorrido de campo se recomienda obtener la siguiente información:• Observación de síntomas de mal drenaje, ya sea en plantas, suelo y /o animales.• Delimitación de áreas de saturación e inundación.• Delimitación de áreas de aporte de agua por escorrentía, que pueden ser laderas adyacentes o predios ubicados aguas arriba.• Evaluación de las descargas de las aguas, pudiendo ser cauces naturales o zonas más bajas (quebradas). 9
  11. 11. Es importante inspeccionar lo relacionado a capacidad, estado de mantención, ubicación y desnivel disponible para la descarga de las aguas.• Identificación de limitantes del suelo. Las características de textura, estructura y estratificación, son determinantes en la formación de problemas de mal drenaje.• Identificación de limitaciones de topografía.5.2. Diagnóstico.Posterior al reconocimiento, se realiza un diagnóstico del problema, el cual debeentregar la siguiente información:• Identificación de las causas del problema.• Identificación de las fuentes de exceso de agua.• Proposición de posibles soluciones del problema, con sus costos y beneficios estimativos.• Recomendación de estudios específicos para un proyecto posterior más detallado, ya sea de factibilidad o de diseño (topografía, agrología, hidrología, otros)6. CAUSAS DEL PROBLEMAEl exceso de agua sobre el suelo o en el interior del mismo, puede ser ocasionadoprincipalmente por la conjunción de uno o más de los siguientes factores:precipitaciones, inundaciones, riegos, suelo, topografía y filtraciones.Precipitaciones. 10
  12. 12. La acción de la precipitación se manifiesta fundamentalmente en las zona húmedas.En estas zonas, la precipitación excede a la evaporación y, en consecuencia, hayperíodos de exceso de humedad, durante los cuales el suelo se encuentra saturado, yal ocurrir nuevas lluvias, el agua no puede ser absorbida, aumentando elescurrimiento y produciendo acumulación en los terrenos ubicados en posición másbaja.Inundaciones.Las inundaciones son una causa frecuente de problemas de drenaje, particularmenteen los terrenos adyacentes a los ríos y esteros. Lluvias de alta intensidad en la partealta de las hoyas hidrográficas, crean un aumento considerable del caudal de los ríos,los cuales al no ser contenidos en el cauce normal, se desbordan provocandoproblemas de drenaje a lo largo del plano de inundación ("vegas").La alta precipitación en sí misma, sin embargo, no es la única causante. El malmantenimiento del cauce de los ríos y esteros, puede ser en muchas ocasiones elfactor determinante en su desbordamiento.Riegos.El uso de prácticas inapropiadas tales como: riego tendido, riego nocturno, tiemposexcesivos y volúmenes incontrolables, provocan pérdidas excesivas por escurrimientosuperficial y por percolación profunda. El primero se acumula en las depresiones delterreno, y el segundo contribuye a una rápida elevación de la napa freática.Suelos.Las características de textura, estructura y de estratificación, son determinantes en laformación de problemas de mal drenaje. Los casos más importantes al respecto sonlos siguientes: 11
  13. 13. a) Suelos de texturas finas (arcillosas), y de estructura masiva en la estrata superficial, tienen una baja velocidad de infiltración.b) Ocurrencia de depósitos de limo en la superficie de los suelos, formando costras que impiden la infiltración.c) Suelos estratificados, particularmente aquellos que se encuentran en planos depositacionales de ríos ("vegas") o de cenizas volcánicas, presentan estratos que se comportan como impermeables e impiden el movimiento vertical del agua.Topografía.Se distinguen tres casos característicos, en que la topografía es causante delproblema de drenaje.a) Topografías muy planas (< 0,5%), que impiden el libre escurrimiento de las aguas y con frecuencia causan acumulación superficial. Este efecto se agrava con la existencia de microrelieve con pequeñas o medianas depresiones.b) Suelos de lomaje, de topografía ondulada, tienen un alto escurrimiento superficial y los excesos se acumulan en las depresiones. Si éstas no poseen una adecuada salida natural, se presentan severos problemas localizados.c) Microrelieve con depresiones pequeñas y medianas, que dificultan el movimiento superficial del agua.Filtraciones.La red extra e intrapredial de canales de riego, construidos casi en su totalidaddirectamente en tierra, presentan filtraciones laterales de mayor o menor grado, quevan a abastecer la napa freática, o afloran a la superficie en sectores de posición másbaja. 12
  14. 14. 7. TIPOS DE PROBLEMAS Y TÉCNICAS DE DRENAJE: CASO DEL SUR DE CHILE.En la zona sur de Chile, los problemas de drenaje superficial se debenfundamentalmente a limitaciones de suelo, topografía y/o la existencia de un períodoinvernal de lluvias frecuentes y de gran magnitud.Los problemas de drenaje detectados más importantes corresponden a los suelosñadis (suelos trumaos planos, delgados y con estrata impermeable continua),problemas de acumulación de agua en depresiones localizadas o sectores “hualves” einundación de terrazas fluviales o “vegas” con problemas de napa freática alta.En este boletín técnico, nos referiremos a aquellas obras definidas para cada tipo deproblema:Suelos Ñadis : Sistema zanja colectora con drenes topo. Limpieza y ampliación de cauces.Sectores “Hualves” : Zanjas, drenes en V, o drenes de tubería enterrada, en combinación con algunas estructuras.Sectores “Vegas” : Dren interceptor. Sistema zanja - dren topo. Diques o muros de contención de inundaciones.Napa Freática : Zanjas. Tuberías de drenaje. 13
  15. 15. 8. ZANJAS COLECTORASLas zanjas corresponden a colectores trazadas en el terreno conformando una redde drenaje. Para el diseño y construcción de esta red de zanjas es importanteconsiderar lo siguiente:a) Trazado de la red de zanjas colectoras.b) Dimensionamiento de la zanja.c) Construcción de zanjas.8.1 Trazado de la red de zanjas colectorasConsiste en el diseño y determinación de la dirección del flujo de la red decolectores. Para este propósito es recomendable contar con material cartográfico(mapas, planos, croquis, otros); siendo lo óptimo un levantamiento topográfico delterreno a drenar. Para realizar este trazado, deben considerarse los siguientesaspectos:a) Topografía : Las zanjas deben ubicarse en sentido de la pendiente del terreno, en la medida que el apotreramiento, la forma de los potreros y el trazado seleccionado lo permita.b) Apotreramiento y deslindes : Dentro de lo posible, las zanjas deben quedar ubicadas contiguas a los cercos principales.c) Secciones de facilidad constructiva : Las dimensiones resultantes deben ser de un tamaño tal, que permita optimizar el rendimiento de la construcción, ya sea manual o mecanizado.d) Evitar erosión : Evitar conducir caudales muy altos o en pendientes excesivas, que produzcan velocidades erosivase) Punto de descarga : Deben ser de fácil acceso, y en lo posible, distribuir el caudal en varios puntos de descarga. 14
  16. 16. 8.2 Dimensionamiento de la zanjaLos parámetros de dimensionamiento de una zanja de sección trapezoidal, seindican en la Figura 7. FIGURA 7. Parámetros de una zanjaPara calcular estas dimensiones se utilizan las siguientes ecuaciones:Q = A * VA = b * d + Z * d2V = (1 / n) * (A / P)2/3 * So1/2 Fórmula de ManningP = b + 2 * d * (1 + Z 2) 1/2H = d + rB = b + 2 * Z * HDonde :Q = Caudal de drenaje (m3/s)A = Area transversal de conducción (m2)V = Velocidad del flujo (m/s)b = Base (m)d = Tirante hidráulico (m)Z = Talud de la pared (adim).n = Coeficiente de rugosidad de Manning (adim). 15
  17. 17. P = Perímetro mojado (m).So = Pendiente de la rasante (m/m).H = Profundidad de la zanja (m).r = Revancha o altura libre (m).B = Ancho superior de la zanja (m).Para calcular las dimensiones de la zanja, la fórmula de Manning la expresamos dela siguiente forma: Q = A x V Q = A x (1/n) x (A/P)2/3 x So1/2 (Q x n) / So1/2 = A5/3 / P2/3 ((Q x n) / So1/2) 3 = A5 / P2 ((Q x n) / So1/2) 3 = (b x d + Z x d2) 5 / (b + 2 x d x (1 + Z2) 1/2) 2Al realizar el cálculo, son conocidos los siguientes valores:Q : Calculado de acuerdo a un estudio hidrológico y de precipitaciones.n : Se obtiene del Cuadro 2.So : Se obtiene en el plano topográfico, o se asume.Z : Se obtiene del Cuadro 3.Para calcular d y b, debe asumirse un valor para alguno de estos parámetros, ycalcular el otro iterando en la ecuación. También existen tablas para obtener estosvalores, para valores de Q, n, So y Z dados, o es posible calcularloscomputacionalmente.Cuadro 2. Valores de coeficiente de rugosidad n Condición del Dren Valor de nMuy limpio 0,022 – 0,030Limpio 0,029 - 0,050Con poca vegetación 0,040 - 0,067Con moderada vegetación 0,050 - 0,100Con exceso de vegetación 0,067 - 0,200Fuente : Grassi, Carlos J. 1991. “Drenaje de Tierras Agrícolas” 16
  18. 18. Cuadro 3. Talud Z (1 : Z) en drenes abiertos Material de excavación ZRoca firme 0,25Hard-pan duro. Roca con fisuras 0,5Grava cementada. Arcilla y Hard-pan ordinario 0,75Arcilla con grava. Suelos francos 1Limo arcilloso 1Suelos francos con grava 1,5Suelos franco-arenosos 2Suelos muy arenosos 3Fuente : Ven Te Chow. 1959. “Open Channel Hydraulics ”Desde el punto de vista constructivo, es muy importante respetar los taludes dediseño, para evitar derrumbes como el que se muestra en la Fotografía 1. DERRUMBE DE LA PARED Fotografía 1. Derrumbe de la pared de una zanja por falta de talud.En relación al valor de la pendiente de la zanja, se recomienda un valor mínimo de0,1%, para evitar sedimentación y secciones demasiado grandes. Por otro lado,deben evitarse pendientes excesivas, que generen velocidades muy altas queocasionen erosión y socavación del dren, por lo cual, existen valores de velocidadmáxima no erosiva según el tipo de material del dren, presentados en el Cuadro 4.Cuadro 4. Velocidad (m/s) máxima no erosiva en drenes abiertos Velocidad Máxima No erosiva (m/s)Material Excavado Aguas Agua con limo Agua con arena claras coloidal o gravas 17
  19. 19. Arena fina no coloidal 0,45 0,75 0,45Material franco arenoso no coloidal 0,50 0,75 0,60Material franco limoso no coloidal 0,60 0,90 0,69Limos aluviales no coloidales 0,60 1,10 0,60Material franco arenoso firme 0,75 1,10 0,70Cenizas Volcánicas 0,75 1,10 0,60Grava fina 0,75 1,50 1,15Arcilla firme coloidal 1,15 1,50 0,90Material franco o cascajoso bien 1,15 1,50 1,50proporcionadoLimos aluviales coloidales 1,15 1,50 0,90Material limoso o cascajoso bien 1,20 1,70 1,50proporcionadoCascajo grueso 1,20 1,80 1,95Piedras redondeadas 1,50 1,70 1,95Esquistos arcillosos y arcilla compacta 1,80 1,80 1,50Fuente : Fortier and Scobey. 1926. Trans. ASCE Vol 89 pág. 940En relación al valor de la base (b), existe un valor mínimo de acuerdo a la modalidadde construcción. En caso de construcción manual, el valor mínimo será aquel quepueda realizarse de acuerdo a la facilidad de operación de la mano de obra, valorque generalmente se asume igual a 0,5 m. En caso de construcción mecanizada,este valor mínimo de zanja corresponde al ancho de la cuchara de la excavadora.En el caso de suelos ñadis, el valor de la altura libre (r), corresponde a laprofundidad de los drenes topo, se recomienda sea igual a 0,5 m.Ejemplo de cálculo de las dimensiones de una zanja colectora.Se requiere calcular las dimensiones de una zanja de drenaje, considerando lossiguientes antecedentes:Caudal (Q) = 250 l/s = 0,25 m3/sPendiente del suelo = 0,2%Suelo de textura franca.Construcción manual.Solución : 18
  20. 20. Seleccionamos n = 0,04 para dren limpio, según el Cuadro 2.Como pendiente del dren asumimos la misma del terreno.Seleccionamos Z = 1, por suelo franco, según el Cuadro 3.Asumimos b = 0,5 m, por construcción manual.Aplicamos estos valores en la fórmula:((Q x n)/So1/2)3 = (b x d + Z x d2)5 (b + 2 x d x (1 + Z2)1/2)2obtenemos :((0,25 x 0,04) /(0,002) 1/2)3 = (0,5 x d + 1 x d2)5 (0,5 + 2 x d x (1 + 12)1/2)20,01118 = (0,5 x d + d2)5 (0,5 + 2 x d x 21/2)2Para calcular el parámetro d, se van probando sucesivamente diferentes valores,hasta obtener el valor más cercano a 0,01118, lo que en este caso se consigue cond= 0,53, lo cual se comprueba a continuación:(0,5 x 0,53 + (0,53)2)5 = 0,048480319 = 0,01213(0,5 + 2 x (0,53) x 21/2)2 3,996266376Al calcular la velocidad obtenemos 0,47 m/s, que es menor a la velocidad máxima noerosiva, (Cuadro 4).La profundidad total H = d + r = 0,53 + 0,5 = 1,03 m.El ancho superior B, entonces es igual a B = 0,5 + 2 x 1 x 1,03 = 2,56 m. 19
  21. 21. 8.3 Etapas de construcción de zanjasLas etapas que existen en la construcción de zanjas son :• Roce, despeje y limpieza de faja.• Excavación de la zanja.• Retiro del material• Cercado de zanjas.8.3.1 Roce, Despeje y Limpieza de FajaConsiste en la eliminación de todos los árboles y matorrales sobre el área a ocupar,en el ancho del dren, más las bermas correspondientes. En el Cuadro 5 sepresentan los estándares y características de esta etapa.Cuadro 5. Estándares de roce, limpieza y despeje de faja.Etapa Procedimiento Actividad RendimientoRoce y Mano de Obra Corte de vegetación. 100 m/jornada para fajaDespeje no calificada Acumular material en hileras o de 3 m de ancho con rozones y montones. horquetas. Cargar material en camión.Traslado a Camión tolva. Traslado de material a 100 m/hr con distanciabotadero botadero a botadero de 1 km.8.3.2 Excavación de la zanjaEsta labor puede realizarse ya sea manualmente o con maquinaria.En el caso de construcción manual, los estándares son los siguientes:Rendimiento excavación en suelo = 9 m3/Jornada 20
  22. 22. Rendimiento excavación en ripio = 2 m3/JornadaVida útil pala en excavación = 0,1 km/palaVida útil picota en excavación = 0,5 km/picotaEn el caso de construcción mecanizada, se utilizan excavadoras y mano de obra. Laexcavadora cumplirá la labor de excavación propiamente tal, en tanto que la manode obra se utilizará para el repase o terminación del sello y los taludes de las zanjas.En el Cuadro 6 se presentan los estándares y características de esta etapa, paraexcavación mecanizada.Cuadro 6. Estándares de excavación mecanizada de zanjasEtapa Procedimiento RendimientoExcavación Excavadora Oruga Modelo 200. Terreno blando = 50-70 m3/hr. 133 HP potencia nominal. Terreno semi-blando = 40-60 m3/hr Balde 1200 mm ancho y 0,93 m3 Terreno duro = 30-40 m3/hr capacidad.Terminación Mano de obra no calificada con El movimiento de tierra esde la sección palas rectas. aproximadamente igual al 2,5% del material excavado. Rendimiento aproximado de 5 m3/jornada.Estos valores dependen del tipo de excavadora, de las condiciones de trabajo y dela destreza del operador.En la Fotografía 2 se muestra la construcción de una zanja de drenaje utilizandoretroexcavadora. 21
  23. 23. Fotografía 2. Construcción de zanja con retroexcavadora.8.3.3 Retiro del materialEs recomendable que la excavación de las zanjas, ya sea mecanizada o manual,considere la separación del suelo y del material que exista bajo éste, ya sea ripio oarcilla.El suelo excavado puede ser aprovechado para rellenar sectores de pequeñasdepresiones al interior de los potreros, o simplemente, ser desparramado en éstos.En el caso de que bajo suelo exista ripio, éste constituye un excelente material paraconstrucción de caminos (el cual puede ser construido inmediatamente al lado de lazanja) o ser utilizado para el relleno de caminos y callejones existentes en el predio.En el caso de las estratas de arcilla, este material no constituye ningún beneficio, ypor lo tanto, debe eliminarse trasladándose a un lugar de botadero. 22
  24. 24. Lo ideal y recomendable es realizar la faena de excavación y traslado del materialen forma simultánea. En el Cuadro 7 se indican algunos estándares para el retirodel material.Cuadro 7. Estándares de retiro del material excavadoModalidad RendimientoManual, con pala y carretilla con Rend. traslado tierra excavada = 6,75 m3/jornadaretiro a 100 m de distancia Rend. traslado ripio excavado = 3 m3/jornadaMecanizada, con camión tolva y Rend. traslado tierra excavada = 38 m3/hr.descarga a 1 km de distancia Rend. traslado ripio excavado = 32 m3/hr.Para las cubicaciones finales, debe considerarse el esponjamiento del material alser excavado, que corresponde a 30% para el ripio y un 50% para el suelo.8.3.4 Cercado de zanjas.Para facilitar las labores de mantención, en toda la extensión de la red de drenescolectores se deben instalar cercos a ambos lados de la zanja, a una distancia de3,5 m desde el borde del dren.El cerco se construye utilizando estacones de pellín de 2,2 a 2,5 m de longitud, y de4 a 5 pulgadas de diámetro. Se instalan espaciados cada 3,5 m, con 4 corridas dealambre de púa clavado con grampas de 1 ½”. Los estacones se pintan totalmentecon una mano de aceite quemado, y en su extremo superior se pintan 25 cm con dosmanos de óleo blanco.Para todo el proceso de construcción de los cercos, desde el pintado de losestacones, hincado en el terreno, colocación y tensión de los alambres, se utilizamano de obra semi-calificada, estimándose un requerimiento de 100 jornadas parala construcción de 1 km de cerco doble de estas características (5 jornadas/100 mcerco simple). 23
  25. 25. 9. DRENES DE TUBERÍA.Como se indica en la Figura 8, estos drenes consisten en una tubería de drenajeenterrada en una zanja y revestida por un material filtrante.Figura 8.Sección transversal de dren de tubería con envolvente de áridosEn remplazo de la combinación tubería-envolvente, se usar puede piedra (bolones ograva), ladrillos (liso o perforado) o materiales de origen vegetal (troncos, coligües,otros). Estas alternativas no tienen un comportamiento tan eficiente como la tuberíade drenaje y envolvente, pero permite reducir considerablemente los costos.Las principales ventajas de los drenes de tubería, son que no rompen la continuidadde los potreros y sus bajos requerimientos de mantención, haciéndose los másrecomendables. Sin embargo, la principal desventaja es su alto costo.9.1 Materiales de tuberías.Las tuberías de drenaje se encuentran disponibles en diversos materiales, comoplástico (corrugado o liso), arcilla y hormigón.La mayor ventaja de las tuberías plásticas frente a las tuberías de hormigón y arcilladice relación con su menor peso por unidad de largo y facilidad de manejo. Estotiene un impacto importante sobre los costos de transporte e instalación. 24
  26. 26. Las tuberías de plástico de PVC o PV son las más frecuentemente utilizadas en laactualidad, en sus versiones lisa y corrugada. Por lo general el PVC liso viene entuberías de 6 m, ranuradas o perforadas para que penetre el agua. El PVCcorrugado trae perforaciones incorporadas y se fabrica en rollos de 50 y 100 metrosde longitud.Actualmente, para drenaje agrícola prácticamente sólo se utiliza tubería de plásticocorrugada, debido a su menor costo y sus facilidades de transporte e instalación porsu formato de fabricación en rollos.Estas tuberías se fabrican en diferentes diámetros (50, 65, 100, 160 y 200 mm), laprofundidad de la corrugación varía entre 2,5 a 5,5 mm, el ancho de la corrugaciónentre 3 a 8 mm y el ancho de la depresión de la corrugación o “valle” fluctúa entre2,5 a 5 mm. Las perforaciones son de 1,2 a 1,8 mm de ancho y de 3 a 5 mm delargo.En dichas tuberías, el agua penetra a través de las perforaciones que se encuentranen los valles de la corrugación, siendo más importante la distribución de lasperforaciones de la tubería que la cantidad total de éstas.9.2 Diámetro de tuberías.Para determinar el diámetro de la tubería se utiliza la fórmula de Manning,asumiendo que el flujo es a tubería llena pero sin presión. La ecuación resultantees: d = [ Q / ( So 1/2 ( 0,3117 / n ) ) ] 3/8Donde :d = diámetro interior de la tubería (m)Q = Caudal de drenaje (m3/s)n = Coeficiente de rugosidad de Manning (adm).So = Pendiente de la rasante (m/m). 25
  27. 27. El valor del coeficiente de rugosidad de Manning (n) es generalmente un datoentregado por el propio fabricante, como especificación técnica del producto, en elrespectivo catálogo. Si no se dispone de tal información pueden asumirse losvalores del Cuadro 8.Cuadro 8. Coeficiente de rugosidad de Manning según tipo de tubería. Tubería Coeficiente n Arcilla 0,013 Concreto 0,013 PVC liso 0,015 PVC corrugado 0,016Fuente: Salgado, 2000.En la Fórmula de Manning, se considera que la pendiente es la mínima dada a latubería para neutralizar la resistencia natural que ésta opone al flujo. Laspendientes más usadas fluctúan entre el 1 y el 5 por mil. La FAO (1985) sugiere unapendiente mínima del 0.5 por mil. El Bureau of Reclamation de Estados Unidosrecomienda un mínimo de 1 por mil para evitar sedimentación.9.3 Envolventes.Se entiende por envolvente al material colocado alrededor de las tuberías dedrenaje con el propósito de cumplir una función filtrante, hidráulica o deasentamiento del dren.La función filtrante dice relación con prevenir o disminuir el ingreso de partículas alinterior de la tubería donde pueden sedimentar y eventualmente taparla. 26
  28. 28. La función hidráulica se refiere a crear un medio de alta permeabilidad alrededorde la tubería para reducir la resistencia de entrada.La función de asentamiento significa proveer un buen soporte a la tubería paraprevenir daño por efecto del peso del suelo.Las primeras dos funciones proveen una protección contra dos principalesconsecuencias de una tubería mal alineada: obstrucción y alta resistencia al flujo.Existe una gran cantidad de materiales que pueden utilizarse como envolventes quevan desde materiales minerales y orgánicos a materiales sintéticos y fibrasminerales. Una breve revisión de ellos se presenta a continuación:GravasLas gravas, maicillo y chancado muy fino pueden ser excelentes materialesenvolventes de tipo “voluminoso”, especialmente cuando se quiere tener un materialque cumpla tanto una función filtrante como hidráulica.Materiales orgánicosExiste una gran variedad de materiales orgánicos tales como fibras (coco), turba ypajas (trigo, arroz, otros) y subproductos del procesamiento de la madera (aserrín yviruta) que pueden ser utilizados como envolventes. Por lo general tienen un buencomportamiento (Salgado y Parra, 1994), pero en el largo plazo pueden fracasardebido a la descomposición sufrida por efecto de la acción de los microorganismos.Materiales sintéticosLos materiales sintéticos pueden encontrarse a la forma granular (poliestireno) ofibrosa (nylon, poliester, polietileno o polipropileno). Estos últimos se conocen conel nombre genérico de geotextiles y pueden ser tejidos o no tejidos. 27
  29. 29. 9.4 Instalación de drenes de tubería.Este es uno de los aspectos más críticos que puede estar influyendo en el buencomportamiento de las tuberías de drenaje instaladas en el país. Si no existe unadepurada técnica de instalación, todo el esfuerzo entregado en la determinación delos parámetros y criterios de diseño puede verse malogrado en la fase final.En países donde la técnica del drenaje es rutinaria y masiva, existen máquinasaltamente especializadas para la construcción e instalación simultánea. En nuestropaís, lo usual es primero la construcción de la zanja y luego la instalación de losdrenes.La excavación de la zanja puede ser manual o mecanizada. La excavación manualtiene la ventaja de ser un trabajo de terminación más fino y delicado, pero cada vezmás en desuso, en atención al aumento del costo de la mano de obra y la bajavelocidad de avance. La excavación mecanizada implica el uso de retroexcavadorasque suelen ser de alto rendimiento, pero con baja calidad de terminación . Por lotanto, es recomendable un trabajo combinado de empleo de maquinaria (paraaumentar el rendimiento de la labor) y manual (para mejorar la terminación de lalabor), como se muestra en la Fotografía 3. 28
  30. 30. TUBERIA DRENAJE MATERIAL ENVOLVENTEFotografía 3. Instalación manual de tubería drenaje y envolvente de bolones.En relación a la instalación de la tubería, es conveniente poner especial cuidado enlos siguientes aspectos: a) alineamiento (Figura 9A), b) uniformidad en la pendiente(Figura 9B) y c) distancia homogénea entre tubos cuando se trata de tuberías decemento o arcilla (Figura 9C). 29
  31. 31. yFigura 9. Problemas frecuentes producidos en la instalación de drenes: A) Alineación; B) desuniformidad de la pendiente y C) espaciamiento entre tubos.9.5 Estructuras auxiliares.Toda red de drenaje bien concebida, en especial aquella que considera drenes detubería, requiere de una serie de estructuras especiales que permitan conectar,proteger, inspeccionar y mantener adecuadamente la red. A continuación se hace 30
  32. 32. una breve descripción de algunas estructuras, indicando sus principalescaracterísticas constructivas.9.5.1 Estructuras de salidaEn el lugar donde las tuberías descargan en un colector de zanja, las paredes deésta se encuentran afectas a un proceso de erosión debido al caudal de salida. Encaso de tuberías de gran tamaño y que transportan un gran caudal, se recomiendaconstruir una estructura de albañilería como las indicadas en la Figura 10. Figura 10. Estructuras de salida en albañilería.Una estructura particularmente útil a la salida de taludes y colectores de tubo es lainstalación de mallas o rejas que impidan el ingreso de roedores o aves pequeñas(Figura 11). Esto evitará que dichos animales, una vez en el interior de la tubería,se atasquen, no puedan salir, y en definitiva causen una obstrucción total. 31
  33. 33. Figura 11. Estructuras de protección a la salida de tuberías.9.5.2 Estructuras de conexiónPara conectar dos o más tuberías de distinto diámetro en una red de drenaje, serecomienda la construcción de estructuras de conexión entre ellas.Si las tuberías son de cemento o arcilla, se sugiere que en las partes de unión oconexión se construyan cámaras de albañilería (Figura 12). En este caso lastuberías se encuentran por encima del fondo de la cámara, produciendo un colchónde agua que junto con disipar la energía permite la acumulación de sedimentos y suposterior eliminación. 32
  34. 34. Figura 12. Estructuras de conexión e inspección.En relación a tuberías de plástico (liso o corrugado) los fabricantes ofrecen los másvariados tipos de conexiones que evitan la construcción de cámaras en cada puntode unión. En todo caso, la construcción de una cámara puede ser de granimportancia porque facilita la inspección y mantenimiento.9.5.3 Cámaras de inspecciónUno de los problemas más importantes presentados en redes de drenaje construidasíntegramente en tuberías, es la mantención. Esto obliga, por lo tanto, a disponer decámaras de inspección en puntos críticos a lo largo de la red donde sea posiblecontrolar su funcionamiento y realizar eventuales procedimientos de limpieza. Unaestructura como la indicada en la Figura 12 puede cumplir ambas funciones, esto es,como estructura de conexión e inspección.Una cámara de inspección, como su nombre lo indica, debe permitir ingresar hastala tubería para controlar su funcionamiento, como también, estar abiertas al exterior. 33
  35. 35. Generalmente se construyen en albañilería y su tapa superior puede ser de maderau hormigón armado (Fotografía 4). CAMARA DE INSPECCION TUBERIA Fotografía 4. Cámara de inspección en albañilería.Algunos criterios de distribución o ubicación de las cámaras en terreno pueden ser:a) en todo lateral que excede 200 m de largo; b) en todo punto de unión entre unlateral y colector de tubos; c) cuando los sedimentos en suspensión y/o arrastresean muy altos; d) donde se produzca un cambio de diámetro en la tubería y e)donde se diseñan saltillos.Las cámaras de inspección y conexión pueden construirse en albañilería, de seccióncuadrada o rectangular. Las dimensiones máximas pueden ser entre 0.8 -1.0 m porlado. También se utilizan tuberías de cemento vibrado en un diámetro entre 0.8 y1.0 m.9.5.4 Cámaras de filtración.Las cámaras de filtración (Figura 13), son cámaras cilíndricas que contienenbolones, conectadas en su fondo con la tubería de drenaje. Se ubican en el punto 34
  36. 36. más bajo de las depresiones con apozamientos, permitiendo un rápido ingreso delagua hacia la tubería de drenaje. Figura 13. Cámaras de filtración10. DRENES EN V.Los drenes en “V”, son zanjas caracterizadas por poseer taludes amplios, quefluctúan entre 8 :1 y 10 :1, permitiendo el libre tránsito de maquinaria y ganado. Esuna solución adecuada en sectores que presentan topografía ondulada, ya quepermiten mantener la continuidad de los potreros y adecuarse a la topografíanatural. Además, para disminuir al mínimo el movimiento de tierra es importante quela altura de corte sea la menor posible. En la Figura 14, se presenta una seccióntransversal de un dren en V y en la Fotografía 5 se muestra este dren en proceso deconstrucción. 35
  37. 37. Figura 14. Sección transversal de dren en V. Fotografía 5. Dren en V en construcción.La mayor ventaja de la construcción de drenes en “V” es que, debido a la amplitudde sus taludes, prácticamente quedan integrados a la topografía natural del terreno,permitiendo el libre tránsito de ganado y maquinaria sobre ellos, y por lo tanto, norompen la continuidad de los potreros.Una vez que los taludes de los drenes en “V” han sido cubiertos por vegetación,natural o artificial, ésta debe conservarse en forma permanente, para asegurar sumantención y vida útil, por lo cual, no deben ser cultivados.Para el cálculo de las dimensiones de estos drenes, se aplica la misma metodologíaque para cualquier zanja, utilizando la Fórmula de Manning. 36
  38. 38. 11. DRENES INTERCEPTORES.Este tipo de drenes tienen como misión interceptar el flujo superficial y/osubsuperficial de agua que se mueve en una determinada dirección y desviarlo de lamisma. Se emplean para aminorar o anular la recarga al área problema provenientede aportes laterales, es decir, para independizar el problema de la zona baja de lafuente que está en la zona alta, haciéndolo dependiente sólo de su propia recarga.En ocasiones, un dren interceptor resuelve íntegramente el problema de un áreacuando la totalidad o una elevada proporción del flujo es colectado y desviado. Ental caso, ésta constituye la única obra de drenaje a realizar en el sistema.El punto próximo al cambio de la pendiente resulta el más adecuado para lainstalación de un dren interceptor. Este debe correr siguiendo la curva de nivel,aunque con algún desvío, a fin de mantener a lo largo del mismo el desnivel mínimoque asegure el normal escurrimiento del agua.Otra condición importante es la proximidad de la estrata impermeable. En efecto, undren que se profundiza hasta esa estrata, prácticamente intercepta todo el caudal.Si el tirante de agua es considerable, puede percolar a través del talud, en sentidopendiente abajo, un gasto que obligue a la construcción de un segundo interceptor.Si la barrera se encuentra a más de 5 m se hace difícil, constructiva yeconómicamente, lograr efectividad, debiendo recurrirse a la instalación de dos omás zanjas a determinada distancia una de la otra, y siempre que las favorablescondiciones topográficas y de suelo aún se mantengan.En la Figura 15, se presenta un esquema que muestra el efecto del dren interceptoren la disminución del nivel freático. 37
  39. 39. Figura 15. Disminución del nivel freático debido a la acción de un dren de intercepción12. DRENES TOPO.12.1 DefiniciónComo se indica en la Figura 16, los drenes topo son galerías subterráneas deaproximadamente 7,5 cm de diámetro, construidas en el interior del suelo, rodeadasde fisuras periféricas. Figura 16. Corte transversal de un dren topo. 38
  40. 40. Las fisuras periféricas que rodean la galería recolectan los excedentes hídricosacumulados en la zona radicular, y por lo tanto, estas fisuras son la clave del éxitodel funcionamiento de dichos drenes.El propósito de los drenes no es controlar el nivel freático, sino remover excesos deagua de la superficie o de la parte superior del suelo. Por lo tanto, los drenes topopueden ser considerados como un sistema intermedio entre un sistema de drenajesuperficial y uno subsuperficial.Estos drenes descargan en la zanja colectora debido a la gravedad, y por lo tanto,deben tener pendiente positiva en dirección a la zanja. Además, para suconstrucción y prolongación de su vida útil, se requiere un contenido mínimo dearcilla de 20% en la zona de la galería12.2 Implemento usado para la construcción de drenes topo.El implemento utilizado para construir los “drenes topo”, se conoce con el nombre de“arado topo”. En el Sur de Chile, es una maquinaria de uso frecuente en aquellospredios con limitaciones de mal drenaje, existiendo una gran diversidad de tipos yadaptaciones de dicho implemento, pero es posible distinguir dos versiones,descritos a continuación:12.2.1 Arado topo sin barra de tiro, de acople al sistema hidráulico de tres puntos del tractor.Como se indica en la Figura 17, este modelo es básicamente un subsoladormodificado, al cual se le ha adicionado un balín expandidor, que generalmente esuna esfera o cilindro de metal. 39
  41. 41. Figura 17. Arado topo sin barra de tiro.Como se muestra en la Figura 18, este modelo posee una importante desventaja.Debido a que está directamente conectado al sistema de tres puntos, el implementoqueda a una corta distancia de las ruedas traseras del tractor, y por lo tanto, setrasmiten al eje longitudinal del dren topo todos los movimientos de oscilación de lasruedas en su contacto con el microrelieve del suelo. Esto provoca una importantepérdida de linealidad del eje longitudinal, repercutiendo en una deficiencia para elescurrimiento del agua al interior del dren topo. Por la desventaja explicadaanteriormente, no se recomienda el uso de este modelo. Figura 18. Efecto de la barra de tiro en la linealidad del dren topo. 40
  42. 42. 12.2.2 Arado topo con barra de tiro.Como se muestra en la Fotografía 6, esta versión consta básicamente de una barrade tiro, una hoja subsoladora, un cilindro de penetración o “torpedo”, un balínexpandidor y un par de patines estabilizadores frontales, que puede ser accionadomediante tracción mecánica o animal. HOJA SUBSOLADORA BARRA DE TIRO BALIN DE PENETRACION PATINES ESTABILIZADORES BALIN EXPANDIDOR Fotografía 6. Arado topo con barra de tiro.En el caso de tracción mecánica, el acoplamiento al tractor es mediante el sistemade tres puntos, y en el caso de tracción animal, el implemento es de tiro, medianteuna cadena, y se agrega en el modelo, una mancera doble para su operación.La principal ventaja de este modelo, es que mediante la barra de tiro se anula en ungrado importante la replicación del microrelieve en el eje longitudinal del dren topo(Figura 18).12.3 Construcción de drenes topoLas fisuras periféricas que rodean la galería recolectan los excedentes hídricosacumulados en la zona radicular, y por lo tanto, estas fisuras son la clave del éxitodel funcionamiento de dichos drenes.Al realizar la labor, estas grietas periféricas son producto de la acción de la hojasubsoladora y el balín expandidor del impacto sobre el suelo. Además, es de vital 41
  43. 43. importancia la linealidad longitudinal de la galería, lo que facilita el obtener unapendiente uniforme y una menor rugosidad interna, permitiendo maximizar el caudalque descargan estos drenes.Estas dos características, se obtienen por una parte, con el uso de un adecuadoimplemento para la construcción de los drenes, y por otro lado, se requiereconsiderar normas para la correcta ejecución de la labor.Previo al inicio de la labor de construcción de los drenes topo, debe procederse a laregulación del implemento, distinguiéndose tres tipos de regulación:1) Regulación de horizontalidad de la barra de tiro. Consiste en que la barra de tiro debe estar paralela a la superficie del suelo durante la ejecución de la labor.2) Regulación del ángulo de ataque de la hoja subsoladora. Esta debe quedar con un ángulo ligeramente mayor a 90º (aproximadamente 95º) con respecto a la barra de tiro, de tal manera que durante la labor no tienda a enterrarse ni a salirse hacia la superficie, quedando en un punto de equilibrio.3) Regulación de verticalidad de la hoja subsoladora. Debe quedar en una posición totalmente vertical y perpendicular a la superficie del suelo, para disminuir el roce de éste con las paredes de la hoja subsoladora, que tiende a hacer salir la hoja a la superficie. Además, una posición vertical permite realizar un corte del suelo de mayor impacto, con un mínimo esfuerzo de tracción durante la labor.Los parámetros de diseño y construcción más importantes para los drenes topo son: - Epoca de construcción. - Velocidad de avance. - Espaciamiento entre pasadas. - Profundidad de la galería. 42
  44. 44. En el Cuadro 9 se presenta un resumen de las recomendaciones técnicas paraconstrucción de drenes topo.Cuadro 9. Recomendaciones técnicas para la construcción de drenes topoPARAMETRO EXPLICACION RECOMENDACIONÉpoca de En zona de grietas, debe haber Término de primavera aconstrucción humedad cercana a suelo seco, para comienzos de verano, que éstas no se cierren. aproximadamente el mes de Diciembre, en la X En zona de galería debe existir suelo Región. friable para garantizar estabilidad de la galería. Posterior a la labor, debe haber período de “fraguado” de grietas.Velocidad de La rapidez de la rotura del suelo debe 3 km/hr, equivalente ala labor anular la elasticidad que tiende a cerrar marcha primera lenta del las grietas. tractor, o el tranco de una persona caminando El roce del implemento debe producir normalmente. calor para fraguar las paredes internas de la galería.Espaciamiento Lograr traslape horizontal de grietas 2mentre pasadas entre dos pasadas consecutivas (Figura 19)Profundidad Galería debe quedar en zona con 40 a 60 cmde la galería mínimo 20% de arcilla. Grietas deben alcanzar la zona radicular. Evitar daño por pisoteo animal. 43
  45. 45. Figura 19. Selección del espaciamiento entre drenes topo.12.4 Alternativas de descarga del dren topo a colectores.Las alternativas más comunes son:a) Salida directa a una zanja abierta de una profundidad tal que garantice la caída libre de aguas desde los drenes, como se indica en la Fotografía 7. Fotografía 7. Drenes topo descargando a zanja. 44
  46. 46. b) Descarga a una zanja de relleno donde se ha instalado previamente un dren de tubo con abundantes piedras y grava como material envolvente que actúa como colector, como se indica en la Figura 20. Figura 20. Descarga de dren topo en tubería de drenaje.La primera alternativa es recomendable en suelos planos y donde la construcción dezanjas abiertas no represente dificultades. La segunda alternativa esparticularmente útil en suelos que presentan depresiones localizadas, en cuyo casoel dren entubado se ubica en el punto más bajo y los drenes topo se trazanperpendicularmente a lo largo de la tubería.13. INTERVENCION DE CAUCES NATURALES.En todo proyecto de drenaje debe analizarse el cauce evacuador de las aguas paradecidir si es necesario su intervención. Esta situación se presenta cuando eltamaño de su sección o condiciones de limpieza no aseguren la conducción de loscaudales adicionales que surgen de una red de drenaje, y que además,eventualmente se produzcan inundaciones del terreno ribereño por la salida delagua.En algunos casos, la importancia de la intervención de los cauces naturales es deprimer orden, ya que debido a la baja densidad geográfica, reducida pendiente ysección transversal y su estado de embancamiento y obstrucción por vegetación, 45
  47. 47. éstos no cumplen con la función de evacuar los excesos de lluvia del área, y alcontrario, constituyen un importante impedimento a esta necesidad.Por lo tanto, dependiendo de la gravedad del problema, a veces es necesario elcontrol de inundaciones, la limpieza, el enderezamiento y el aumento de la secciónde conducción de los cauces naturales existentes en la zona del proyecto.13.1 Control de inundaciones.Si bien este tema puede considerarse no directamente relacionado con el drenaje,no es menos cierto que en muchos terrenos ésta es la razón principal de losproblemas de drenaje que se presentan. Tal es el caso de las terrazas bajasadyacentes a ríos y esteros.La solución de un problema de esta naturaleza consiste en la construcción de obrasde ingeniería que impidan el desbordamiento de los ríos o esteros causantes de ladificultad. Las obras más comunes son los diques y muros de contención.13.1.1 DiquesLos diques son muros de tierra levantados en los márgenes de los ríos que permitenaumentar la capacidad natural del estero e impedir que el agua ingrese a las áreasbajas adyacentes. La Figura 21 muestra un dique y las formas más tradicionales deelevar su altura bajo condiciones críticas.13.1.2 Muros de contenciónLos muros de contención son, por lo general, obras de hormigón, albañilería omadera, destinados también a aumentar la capacidad de porteo del río e impedir queel agua ingrese a los terrenos circundantes. En la Figura 22 se muestran diferentestipos de muros que pueden construirse. 46
  48. 48. Figura 21. Diques de contención (Schwab, G. y otros, 1981). 47
  49. 49. Figura 22. Muros de contención (Schwab, G. y otros, 1981). 48
  50. 50. 13.2 Limpieza de cauces naturalesLa labor de limpieza consiste en la extracción de sedimentos, despeje y retiro detoda la vegetación existente sobre el ancho de corte de los cauces, ya seanmalezas, matorrales, o árboles de diverso tamaño. Esta labor es realizada sobre ellecho de los cauces, utilizando una excavadora oruga.La labor de limpieza de árboles no es efectuada mediante tala, sino que a través delvolteo de los árboles utilizando el brazo de la excavadora. Esto se consiguefácilmente, debido a que el arraigamiento de árboles en el lecho de los cauces es detipo superficial. Posterior al volteo de los árboles, se arrastran y levantan losmatorrales y árboles derribados, utilizando conjuntamente el brazo y el balde de laexcavadora.13.3 Ampliación de cauces naturalesPara el cálculo de la excavación en cauces naturales, debe considerarse que existeuna sección actual, la cual será ampliada. Por lo tanto, la sección de excavacióncorresponde a la diferencia entre la sección futura y la sección actual del cauce.El cálculo de las secciones y dimensiones de los cauces naturales ampliados, serige por la misma metodología utilizada en el caso de zanjas de drenaje, es decir, lafórmula de Manning. En suelos ñadis, el valor del talud corresponde a 0 :1, ya quelos cauces tienen su sello en el sustrato fluvioglacial cementado, que permite estetalud vertical.Al igual que la labor de limpieza, dicha labor se realiza sobre el lecho de los cauces,utilizando una excavadora. En el Cuadro 10 se presentan las características y losestándares para limpieza y ampliación de cauces naturales.Cuadro 10. Estándares limpieza y excavación de cauces naturales 49
  51. 51. Medio Etapa RendimientoExcavadora Oruga Limpieza Condición de obstrucción severa = 315 m2/hrModelo 200 de Cauce Condición de obstrucción normal = 450 m2/hr133 HP potencia Natural Condición de obstrucción favorable = 585 m2/hrnominalBalde 1200 mm Excavación 30 – 40 m3/hr.ancho y 0,93 m3 de Caucecapacidad Natural14. MANTENCION DE OBRAS DE DRENAJE.La mantención de sistemas de drenaje, es un aspecto al que generalmente seatribuye menor importancia de la que se merece. En la mayoría de los casos, es uncompromiso descuidado y muchas veces olvidado por completo. Lamentablementees frecuente constatar el deplorable estado de funcionamiento y conservación deobras de drenaje en las que se han invertido cuantiosos recursos, situacióninaceptable desde todo punto de vista, como se muestra en la Fotografía 8. Fotografía 8. Zanja de drenaje en pésimas condiciones de mantención.Por lo anterior, es necesario reafirmar, recordar e insistir en la importancia de lamantención de las obras, de tal manera que sean asumidas como una obligaciónineludible que debe ser cumplida permanentemente por los usuarios. 50
  52. 52. Existen dos objetivos de gran importancia perseguidos con la mantención de lasobras. Por una parte, la adecuada mantención asegura permanencia de laspropiedades hidráulicas del sistema, es decir, permite que las obras funcionenadecuadamente descargando los caudales para las que fueron diseñadas. Por otrolado, es obvio que solamente con una adecuada mantención es posible resguardarlas inversiones realizadas en las obras, optimizando la vida útil de éstas,protegiendo y haciendo más eficiente el uso de los recursos.14.1 Mantención de zanjas.Las labores de mantención a realizar en zanjas colectoras se recomiendaefectuarlas previamente a la época de lluvias, durante el período estival, confrecuencia de una vez por temporada.14.1.1 Extracción de sedimentos.Una vez finalizada la temporada de drenaje, los caudales comienzan a disminuir encantidad y velocidad, de tal manera que progresivamente se van depositandosedimentos en el sello o fondo de la zanja.Por otro lado, en plena temporada de drenaje, las altas velocidades que suelenalcanzar los caudales, posibilitan el arrastre de objetos (troncos, ramas, piedras,restos de derrumbes, otros), los cuales luego se depositan en puntos de cambio dedirección o de menor velocidad, lugares en donde progresivamente se vanacumulando.La extracción de estos depósitos, dependiendo de la longitud total y del tamaño dela zanja, puede realizarse manualmente, con palas, o bien utilizando excavadorascon un tipo de balde apropiado para la labor.14.1.2 Corte de vegetación de berma, talud y sello de la zanja. 51
  53. 53. Las adecuadas condiciones de humedad y estado de permanente rezago que existeen la berma, taludes y sello de la zanja, producen condiciones favorables para elcrecimiento de la vegetación en dichos sitios.La labor de control de esta vegetación puede realizarse en forma manual usandoherramientas cortantes (rozones, guadañas, machetes, otros); en forma mecanizada,ya sea con herramientas mecánicas manuales como una desbrozadora, o con el usode implementos accionados con tractor, como una barra segadora lateral angulable.También pueden utilizarse herbicidas químicos de contacto como Gramoxone osistémicos como Round-up.14.1.3 Reparación de cercos.La presencia de un cerco a ambos lados de la zanja es imprescindible para aseguraruna adecuada mantención de ésta. Por lo tanto, debe realizarse periódicamente unainspección del estado de conservación de los cercos y al detectarse un desperfecto,debe procederse de inmediato a su reparación.El principal daño que ocasiona la ausencia de cerco o un estado deficiente de éste, esla destrucción del talud de la zanja debido al pisoteo de animales de pastoreo, los quese aproximan a la zanja para abrevar y consumo de la vegetación existente. Estedaño suele ser tan severo, que al cabo de algunos años prácticamente se produce ladestrucción total de la zanja.Por otro lado, un buen cerco es también garantía de seguridad para los animales, yaque al impedir su paso, se evita que aquellos de peso considerable, como los bovinos,puedan perecer ahogados o asfixiados al caer dentro de una zanja; más aún si éstaes de un tamaño considerable.En la inspección de los cercos, debe revisarse el estado de los estacones,reemplazando aquellos que se encuentran quebrados o podridos. También se deberevisar la fijación y tensión del alambre. 52
  54. 54. Para asegurar una mayor vida útil de los estacones, se recomienda impregnarlos, opintarlos con aceite quemado.14.1.4 Inspección y limpieza de alcantarillas.Cuando las zanjas deben cruzar un camino es necesario construir una alcantarilla.Es frecuente que estas alcantarillas se construyan sin cámaras de decantación,razón por la cual al cabo de unos años presentan una gran acumulación de materialdepositado en su interior. Esto es difícil de limpiar y reduce en forma importante lasección de flujo.Las cámaras de decantación son receptáculos rectangulares instalados al inicio yfinal de la alcantarilla (en cada extremo) y cuyo fondo se ubica por debajo del sellode ésta. Así al bajar la velocidad del agua en este punto, se produce la decantaciónde las partículas en suspensión.Por lo tanto, para asegurar la adecuada mantención de las alcantarillas y resguardarde esta manera que no se conviertan en un obstáculo para la red de zanjas, sedeben instalar cámaras de decantación al inicio y al final de la alcantarilla, yproceder a la extracción de los sedimentos todos los años14.2 Mantención de drenes de tubería.Las labores de mantención en drenes de tubería se recomienda efectuarlas previo ala época de lluvias, durante el período estival.14.2.1 Remoción de sedimentos del interior de las tuberías.No obstante el uso de material filtrante y de estructuras de mantención, con eltranscurso del tiempo los drenes subterráneos disminuyen su eficiencia, lo cual puededeberse a: 53
  55. 55. • Sedimentación de materiales finos del suelo, como arena fina y limo.• Obstrucción por raíces de los cultivos, situación que es más frecuente en cultivos permanentes de arraigamiento profundo.• Obstrucción por depósitos químicos, como óxidos de Fierro no soluble.Cuando ocurren tales problemas, la eliminación de estos depósitos, se realizamediante las siguientes labores:Raspado, mediante escobillas accionadas en forma manual o mecánica.Al interior de la tubería, se introducen varillas con suficiente rigidez y flexibilidad,que permitan realizar un raspado de las paredes internas de los drenes, medianteescobillas adosadas en sus extremos. Esta técnica posee la limitación de nopermitir una gran longitud de limpieza, razón por la cual su uso se ha discontinuado.Lavado con agua a alta presión, utilizando una bomba inyectora.Este método consiste en la introducción de una manguera en el interior de la tubería,que en su extremo inicial consta de una boquilla que posee salidas en diferentesdirecciones, que expulsa el agua a gran velocidad.Una de las salidas de la boquilla es un chorro lineal frontal, que va impactando ydesagregando los depósitos de material; y la otra salida consiste en un conoproyectado en sentido inverso, y que al impactar la pared interna de la tubería,genera una fuerza de reacción que va provocando el avance de la manguera, yproduciendo el flujo de salida para el arrastre del material en suspensión hacia elexterior de la tubería. Esta manguera es presurizada mediante una bomba queinyecta la presión necesaria.Empleo de gas anhídrido sulfuroso.Cuando las aguas de drenaje poseen altas concentraciones de óxidos de fierro,existe el riesgo de acumulación de óxidos férricos no solubles en las paredes 54
  56. 56. internas de las tuberías, que eventualmente podrían provocar la obstrucción deéstas.Para la remoción de dichos óxidos férricos no solubles se recomienda inyectaranhídrido sulfuroso en la forma de gas, que transforman estos agregados férricos enun compuesto ferroso soluble eliminados con las aguas de drenaje.14.2.2 Inspección, limpieza y reparación de estructurasTambién es importante inspeccionar el estado en que se encuentran las estructurasinstaladas conjuntamente con las tuberías, en especial las cámaras de inspección ylas salidas de tubería. En ellas debe procederse a su limpieza y reparación en casode ser necesario. Para ambas estructuras, se recomienda su protección con un cerco,manteniéndolas siempre con la vegetación cortada.14.3 Mantención de cauces naturales.Las labores de mantención a realizar en los cauces naturales se recomiendarealizarlas durante la época de menor caudal, correspondiente normalmente a laprimera quincena de marzo, con una frecuencia aproximada de dos años.14.3.1 Limpieza de sedimentos y restos de materiales y árboles acumulados en la sección del cauceDurante el período de crecidas, es frecuente que los cauces transporten diversosmateriales y objetos (ramas, troncos, piedras, basura, otros), debido a las altasvelocidades y caudales producidos en estos eventos. Dependiendo de lascaracterísticas de la sección y de los accidentes naturales presentes a lo largo delcauce, en algunos puntos se van depositando y acumulando estos materiales, locual al final del período de crecidas produce áreas propicias para la sedimentación. 55
  57. 57. En muchos casos, esto se ve agravado por la continuación de cercos en la seccióndel cauce, en aquellas propiedades que poseen terrenos a ambos lados de éste, locual se hace aludiendo a la necesidad de evitar el ingreso de los animales de losvecinos hacia el interior de las propiedades. Estos cercos instalados dentro delcauce, actúan como verdaderas redes de intercepción de objetos en las crecidas,generando acumulaciones que se transforman en graves obstáculos para elescurrimiento de las aguas. Obviamente, por las razones expuestas, debe evitarsela instalación de dichos cercos dentro del cauce, o bien retirar periódicamente losmateriales acumulados.Para la extracción de los sedimentos y los materiales acumulados, generalmente esrecomendable realizar esta labor en forma mecanizada, mediante el uso de unaexcavadora. No obstante, es posible desarrollarlo manualmente, utilizando tracciónanimal con carretas para el retiro del material.14.3.2 Control de vegetación en las riberasCon el transcurso del tiempo, y debido al favorable contenido de humedad, en laribera de los cauces se va desarrollando abundante vegetación, tanto herbáceacomo arbustiva y arbórea. Si no se controla este crecimiento, al cabo de algunosaños la vegetación se desarrollará también en la sección del cauce, produciendouna disminución de la velocidad del agua por un aumento de la rugosidad,reduciendo la capacidad de conducción. Sin embargo, es recomendable mantenerla ribera con presencia de vegetación, ya que actúa como protección a la acciónerosiva del caudal durante las crecidas.Por lo tanto, en lo referente al control de la vegetación, la mantención de las riberasdebe realizarse sólo con el objeto de impedir que ésta se desarrolle hacia el interiorde la sección, pero debe mantenerse el máximo de vegetación presente en la riberapropiamente tal. Por ser esta labor bastante selectiva y controlada, se recomiendarealizarla en forma manual utilizando herramientas cortantes (rozones, guadañas, 56
  58. 58. machetes, otros) o utilizando herramientas mecánicas manuales, como unadesbrozadora.15. COSTOS Y PRESUPUESTOS DE OBRAS DE DRENAJE.El primer paso para comenzar a estudiar un presupuesto, es dividir la obra enpartidas o ítems de pago que debe considerar todos los gastos que incurrirá laconstrucción de la obra.Las partidas son las faenas o elementos constructivos evaluados individualmente.Estos deben ser medibles, presupuestables y verificables, de modo de controlaravances, cobrar estados de pago y comparar el avance real con el programado. Encada partida debe determinarse la unidad que tendrá ésta, siendo por ejemplo, enm3, m2, ml, gl, otrosEl segundo paso consiste en cubicar las distintas partidas, es decir, calcular lascantidades de unidades de cada partida, sean éstas en volúmenes, áreas olongitudes.Teniendo todo lo anterior puede elaborarse un presupuesto. Este debe estimar elcosto de cada partida, estudiando y haciendo un detalle de cada precio unitario(P.U.) para cada partida, incluyendo todos los costos involucrados en la ejecuciónde un trabajo, lo que debe ser compatible con las bases de medición y pagos decada partida.En este capítulo se incluyen algunos casos puntuales sólo como una referencia altema. En estricto rigor, los costos pueden variar considerablemente de un lugar aotro dependiendo de las condiciones locales, los objetivos del sistema a instalar ylas condiciones de construcción en la obra. Por lo tanto, se aconseja considerar losvalores de este documento como cifras orientadoras de referencia, que deben sercorroboradas para el proyecto específico. 57
  59. 59. 15.1 Análisis de precios unitarios.El precio unitario (P.U.) de cada partida, se considera como la sumatoria de losprecios unitarios de mano de obra, materiales, maquinarias y equipos y otros. Esdecir:P.U. Partida = P.U. mano de obra + P.U. materiales + P.U. Equipos + otros costosCada vez que se haga un estudio de precios unitarios, no debe contemplar gastosgenerales, ni utilidades, ya que se incluyen como partidas separadas en elpresupuesto oficial.15.1.1 Precio unitario de mano de obraSe define como mano de obra al costo de obra involucrada en la partida. Para teneruna buena evaluación debe estimarse el rendimiento del trabajador. Los costos demano de obra considerados son los costos fijos, que constituyen la remuneración deltrabajador, y los costos variables, los que se dividen en:a. Costos variables mensuales, los que a su vez se dividen en: Sobretiempo, que normalmente es un 50% en horas extras en días hábiles y del 110% horas extras de días domingos y festivos. Trato Participacionesb. Costo variable anual ( gratificaciones según corresponda)c. Leyes Sociales, las que a su vez se dividen en: 58
  60. 60.  Imposiciones: calculadas sobre la base de un porcentaje sobre la remuneración imponible. Son parte del dinero del trabajador que el empleador retiene e ingresa a los fondos de pensiones y de salud a nombre del trabajador. Seguro de accidente: considerando un porcentaje sobre el total ganado por el trabajador, variando de acuerdo a los índices de accidentalidad de la empresa.• Otras asignaciones: - Alimentación - Movilización - Viáticos (según corresponda) - Asignación por desgaste de herramientas (según corresponda) - Asignación por pérdida de caja (según corresponda)• Indemnizaciones: son los costos en que se incurre al despedir un trabajador. Estas se dividen en: - Desahucio, cancelando un mes de sueldo al trabajador, que es despedido sin el previo aviso de un mes por lo menos. - Indemnización por años de servicio, que corresponde a un mes de sueldo por cada año de servicio. - Pago proporcional por vacaciones, pagándose al trabajador que sea despedido antes de haber hecho uso de sus vacaciones.En el Cuadro 11 se presenta un resumen del costo aproximado de leyes sociales enChile, estimación realizada por Ondac (1993)Cuadro 11. Costos de leyes sociales.Asignaciones legales % Beneficios adicionales %Semana corrida 18.65 Causas climáticas 2.54Aporte patronal 0.90 Colación 1.02Cotización adicional mutual 2.55 Locomoción 0.86Feriado anual 5.01 Falta de materiales 0.42Por años de servicio 3.33 Desgaste de herramientas 2.03Desahucio 5.00 Capacitación y alfabetización 0.14Gratificación 12.07 Aguinaldo 0.50Equipo de seguridad y trabajo 1.25 Asignación por fallecimiento 0.03 Cotización depto. de 1.00 59
  61. 61. seguridad de la empresaSubtotal 47.03 Subtotal 8.54 Total 55.57Fuente: Revista ONDAC15.1.2 Precio unitario materialesConsiste en una cotización de los materiales a utilizar en obra (incluyendotransporte), obteniéndose de la cubicación y especificaciones técnicas.El precio de los materiales se verá afectado por las ofertas del momento, calidad delos materiales, volúmenes de los materiales, volúmenes de compra, formas de pago,otrosEs recomendable incluir un porcentaje, llamado porcentaje de pérdidas donde seconsideran posibles robos, pérdidas por mala utilización del material, malalmacenamiento, mal transporte, por mala programación de compra, otros15.1.3 Precio unitario equipos y maquinariasEs el costo de equipos, maquinarias y herramientas utilizables en cada partida,dependiendo fundamentalmente de la planificación de la obra y de la estrategiaadoptada. Se consideran herramientas (martillos, palas, carretillas, otros),superficies provisorias (escaleras, andamios, carreras, otros) y maquinarias (grúas,vibradores, betoneras, otros).En muchos casos todo lo que es herramienta y superficies provisorias puedeconsiderarse en los gastos generales o en la instalación de faenas, pero para lasituación de maquinarias puede haber 3 posibilidades: Equipos arrendados. 60
  62. 62.  Equipos con leasing, siendo el costo mensual superior a un arriendo tradicional. Equipos propios, determinando los costos de depreciación del equipo y los de posesión y operación del mismo.Por lo general la posibilidad del equipo arrendado es la forma más común para lasmaquinarias.15.2 Costos de Construcción de Obras de Drenaje.15.2.1 Costos de construcción de proyecto drenaje superficial intrapredial sistema zanja - dren topo en suelos ñadis.En el Cuadro 12, se presentan los costos de construcción de un sistema zanja-drentopo en un suelo ñadi, serie Frutillar, en condiciones de suelo limpio, sin restos detroncos ni matorrales. El trabajo se realizó en una superficie de 30.55 has. Elespaciamiento entre drenes fue de 5 m, construcción manual de las zanjas y losdrenes topo se construyeron con un implemento accionado por tractor. De dichocuadro se desprende que el costo de este tipo de obra es de UF 13.27 porhectárea. 61
  63. 63. Cuadro 12. Costos totales de construcción de un sistema de drenaje superficial tipo zanja - dren topo para suelos ñadis. Costo Unitario Costo Total Item Unidad (UF) Cantidad (UF)Topografía Ha 0,87 30,55 26,58Excavación zanjaTierra m3 0,03 862,20 25,87Ripio m3 0,14 934,05 130,77Picotas Km 0,70 2,40 1,68Palas Km 3,05 2,40 7,32Limpieza zanjaDeterioro severo M 0,03 645,00 19,35Deterioro regular M 0,02 680,00 17,20Confección drenes topo Km 0,42 61,10 25,66Movimiento material de bordesTierra m3 0,04 862,20 34,49Ripio m3 0,09 934,05 84,06Cercado de zanjasPolines Km 4,43 4,79 21,22Alambre Km 1,24 4,79 5,94Mano de obra Km 1,09 4,79 5,22 TOTAL 405,36 UF/ha 13,27Fuente: Ortega, 1996.15.2.2 Presupuesto proyecto drenaje superficial macrored extrapredial suelos ñadi.En este capítulo se presenta un presupuesto de un caso real, en que la obraproyectada corresponde a una macrored de drenaje extrapredial en suelos ñadis de laserie Frutillar, ubicada en la Comuna de Frutillar, Provincia de LLanquihue, DécimaRegión, siendo la superficie de influencia directa del proyecto de 1.595 ha.En el área del proyecto se presenta una situación generalizada de mal drenajedurante gran parte del año. El origen de la recarga es lluvia directa sobre el área delproyecto, y la escorrentía superficial generada en las áreas adyacentes.La obra proyectada corresponde a una macrored extrapredial de Drenaje, queconsiste en una red de zanjas colectoras que reciben las aguas de drenaje prediales 62
  64. 64. y las descargan en los cauces naturales existentes. Se contempla la construcciónde un total de 10.984 m de zanjas colectoras y la limpieza y ampliación de un total de19.555 m de cauces naturales.Se especifican las inversiones y costos que son necesarios para la materialización delas obras propuestas. Los valores se expresan en pesos de marzo de 1998, envalores netos, sin incluir el IVA. Tanto los estándares técnicos como los preciosutilizados, corresponden a valores locales, obtenidos de proyectos similaresrealizados en la región.En el Cuadro 13, se presentan los estándares de rendimiento y construcción de lasobras proyectadas. 63
  65. 65. Cuadro 13. Estándares de rendimiento y construcción obras macrored extrapredial suelos ñadi, serie FrutillarACT IVIDAD FORMA DE CONSTRUCCIONIDENTIFICACION UNIDAD IDENTIFICACION UNIDAD RDTO.AMPLIACION CAUCELimpieza Condición Favorable m2 Excavadora hr 585 m2/hrLimpieza Condición Normal m2 Excavadora hr 450 m2/hrLimpieza Condición Severa m2 Excavadora hr 315 m2/hrExcavación m3 Excavadora hr 36 m3/hrCONSTRUCCION COLECTORESConstrucción faja km Camión tolva hr 0,1 km/hr Mano de obra J 0,1 km/JExcavación suelo m3 Excavadora hr 70 m3/hrExcavación ripio m3 Excavadora hr 40 m3/hrRepase y Terminación Sección m3 Mano de Obra J 5 m3/JRetiro del suelo excavado m3 Camión tolva hr 38 m3/hrRetiro del ripio excavado m3 Camión tolva hr 32 m3/hrEsparcimiento suelo y ripio m3 Buldozer hr 75 m3/hrCercado km Mano de Obra J 0,01 km/JConociendo los estándares técnicos y los precios de mercado, se determina elprecio unitario de las diferentes partidas del presupuesto.En los Cuadros 14 al 18, se presentan los precios unitarios de las siguientespartidas del presupuesto, respectivamente:• Ampliación de cauces naturales• Roce, despeje y limpieza de faja.• Excavación de colectores.• Retiro del material excavado.• Cercado de zanjas.Cuadro 14. Precio unitario ampliación cauces naturales ($ marzo 1998, sin IVA). 64
  66. 66. PARTIDA : Ampliación cauces naturales.UNIDAD : m^2 (limpieza) : m^3 (excavación) .CANTIDAD : 1 PRECIO PRECIO TOTALDESIGNACION UNIDAD CANT. UNIT ($) ($)ITEM / Sub–ítem Sub-Item ITEMLIMPIEZACATEGORÍA FAVORABLE hr excavad. 0,00171 22.000 38LIMPIEZACATEGORÍA NORMAL hr excavad. 0,00222 22.000 49LIMPIEZACATEGORÍA SEVERA hr excavad. 0,00317 22.000 70EXCAVACIÓN hr excavad. 0,02778 22.000 611Cuadro 15. Precio unitario roce, despeje y limpieza de faja. ($ marzo 1998, sin IVA).PARTIDA : Roce, despeje y limpieza de faja.UNIDAD : Km.CANTIDAD : 1 PRECIO PRECIO TOTALDESIGNACION UNIDAD CANT. UNIT ($) ($)ITEM / Sub – ítem Sub-Item ITEMMANO DE OBRA 89.100Jornalero Jornada 10 5.500 55.000Desgaste de herramientas % 5 2.750Leyes sociales % 57 31.350MAQUINARIA 80.000Camión tolva de 7 m 3 Hr 10 8.000 80.000TOTAL COSTO DIRECTO 169.100 65
  67. 67. Cuadro 16. Precio unitario excavación colectores. ($ marzo 1998, sin IVA).PARTIDA : Excavación colectores.UNIDAD : m^3CANTIDAD : 1 PRECIO PRECIO TOTALDESIGNACION UNIDAD CANT. UNIT ($) ($)ITEM / Sub – ítem Sub-Item ITEMEXCAVACIONEN ESTRATA DE SUELO hr excavad. 0,01429 22.000 314EXCAVACIONEN ESTRATA DE RIPIO hr excavad. 0,02500 22.000 550MANO DE OBRA 1.782Jornalero Jornada 0,2 5.500 55.000Desgaste de herramientas % 5 2.750Leyes sociales % 57 31.350Cuadro 17. Precio unitario retiro del material excavado. ($ marzo 1998, sin IVA).PARTIDA : Retiro del material excavado.UNIDAD : m^3CANTIDAD : 1 PRECIO PRECIO TOTALDESIGNACION UNIDAD CANT. UNIT ($) ($)ITEM / Sub – ítem Sub-Item ITEMRETIRO hr.DEL SUELO EXCAVADO camión tolva 0,02632 8.000 211RETIRO hr.DEL RIPIO EXCAVADO Camión tolva 0,03125 8.000 250ESPARCIMIENTO hr.SUELO Y RIPIO Buldozer 0,01333 18.000 240 66

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