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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA HIDRÁULICA

“DRENAJE DE CARRETERAS Y AEROPUERTOS”

“DRENAJE EN AEROPUERTOS”

2013 DOCENTE: Ing. José Longa Álvarez.

INTEGRANTES:

CICLO: IX

CARMONA MANTILLA, NATIVIDAD. VÁSQUEZ SARMIENTO, PATRICIA LIZBETH.

DRENAJE DE CARRETERAS Y AEROPUERTOS

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CAJAMARCA, JULIO DEL 2013

INTRODUCCIÓN El sistema de drenaje de las pistas de un aeropuerto es una de las características más importantes

para

seguridad

de

la las

operaciones aéreas en condiciones de lluvia. Siendo

el

agua

el

principal enemigo de las estructuras de los pavimentos, el cálculo y diseño del drenaje de las áreas operacionales, debe cumplirse con la normatividad en vigor y tomara en cuentas las características topográficas, de mecánica de suelos, hidrológicas y meteorológicas del lugar, para garantizar un funcionamiento eficaz del mismo. En cada área operacional, se debe establecer el sistema de drenaje o subdrenaje que requiere, considerándose el material más adecuado para su construcción con el objetivo de impedir el crecimiento de hierbas, etc. El sistema de drenaje de las pistas de un aeropuerto es una de las características más importantes para la seguridad de las operaciones aéreas en condiciones de lluvia.

OBJETIVOS: Diseño hidráulico de cunetas y canales de drenaje de aeropuertos. Conocer la localización y tipo de sumideros. Diseño y espaciamiento de rejillas.

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MARCO TEÓRICO CONCEPTO El aeropuerto está constituido básicamente por dos grandes zonas: el área de movimiento aeronáutico compuesta por las pistas, los rodajes y las plataformas y por la zona terrestre compuesta por el edificio para el terminal, los estacionamientos y las viabilidades.

El sistema de drenaje en los Aeropuertos Una de las características más importantes para la seguridad en las pistas de los aeropuertos son el sistema de drenaje que estos disponen, dado que al encontrarse las pistas situadas en un amplio terreno llano, deben de encontrarse convenientemente drenadas y con una adecuada canalización de desagüe para impedir el encharcamiento en las mismas, sobre todo durante las operaciones aéreas en condiciones de lluvia. Por lo que la inmensa mayoría de los aeropuertos modernos disponen de sofisticadas redes de drenaje que permiten una rápida y eficiente evacuación de aguas de diverso origen, dado que el agua incontrolada puede ser perjudicial para el correcto funcionamiento del aeropuerto. Y no todos los aeropuertos precisan de los mismos sistemas de drenaje, ya que factores como su tamaño, tráfico o incluso su emplazamiento, son determinantes a la hora de confeccionar una red de drenaje adecuada. Dado que un emplazamiento DRENAJE DE CARRETERAS Y AEROPUERTOS

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inadecuado puede producir interferencias con el ciclo hidráulico, recarga de mantos acuíferos de la zona o incluso la contaminación de las fuentes hidrológicas. Por ello, una de las necesidades previas a la hora de abordar la construcción de una red de drenaje en un aeropuerto es el estudio previo del lugar escogido para la implantación del aeropuerto, por lo que se realiza de un estudio topográfico así como el exhaustivo análisis del entorno, para tener en cuenta todos los accidentes geográficos que puedan afectar a la circulación de las aguas, ya sean naturales o fruto de la acción del hombre. Siendo necesario considerar tanto el agua de origen subterráneo como la procedente de la lluvia en la zona, dado que son una amenaza constante para el correcto funcionamiento de las pistas y vías de servicio. Ya que la formación de charcos puede convertir en inviable o sumamente peligrosa la circulación de las aeronaves otros vehículos por las mismas. Por tanto, este tipo de instalación es muy compleja a la hora de diseñar y de escoger los materiales adecuados a emplear en la ejecución de la misma, siendo un reto posterior para los servicios de mantenimiento de las instalaciones aeronáuticas, que deben de prever su correcto funcionamiento, mantenimiento y limpieza. El sistema de drenaje del aeropuerto debe estar diseñado para evitar inundaciones a nivel local, y para asegurar el reabastecimiento del agua subterránea. Además cada vez más, se están realizando un uso eficientemente del agua e incluyendo el reciclaje de agua usada en diferentes zonas, para la realización de simulacros de capacitación de incendios y otras actividades, realizando una mejor gestión de la misma, una mejora de la calidad y una mayor gestión medio ambiental. Por ello, las redes de drenaje y de evacuación de aguas de los aeropuertos ocupan un lugar sumamente importante en el devenir diario de estas transitadas instalaciones, y empleándose en su construcción sistemas revolucionarios de drenaje de alta capacidad que permiten no sólo la captación y canalización del agua como hasta ahora, sino que incluso permiten su acumulación dentro del volumen del canal, llegando a tener una gran capacidad de retención (hasta 550l/s), lo que regula el volumen de agua que entra en el alcantarillado y permite el control efectivo de los caudales punta durante una tormenta. Pudiendo tener forma ovoide, lo que facilita el autolimpiado del canal, cumpliendo en su totalidad con la norma EN 1433. Los sistemas de drenaje en los aeropuertos son inspeccionados con gran frecuencia, ya que deben encontrarse libres de aguas residuales e impedir la formación de sedimentos, aunque en ciertas ocasiones como en épocas de grandes lluvias, estos son inspeccionados inmediatamente después de niveles de pluviosidad superiores a DRENAJE DE CARRETERAS Y AEROPUERTOS

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la media del último año. Siendo necesario la realización siempre un mantenimiento preventivo y mantenerlo en óptimas condiciones de funcionamiento de acuerdo con lo establecido en los propios Manuales de Servicios del Aeropuerto en cuestión.

CLASIFICACIÓN Su clasificación suele ser muy compleja, aunque un tipo de clasificación puede basarse ateniendo al origen de procedencia del agua a evacuación. En este sentido se habla de: • Sistema de drenaje subterráneo, cuando el agua procede del subsuelo. Se realiza un sistema de drenaje bajo las losas existentes a fin de evitar el efecto perjudicial de aguas infiltradas y/o provenientes del nivel freático. Este sistema de drenaje constará de una red de tubos drenantes y un colector paralelo que recibirá los caudales recogidos. • Sistema de drenaje superficial, cuando el agua procede de la lluvia. Se realiza un sistema de drenaje sobre la propia losa existente y corresponde a la totalidad de agua procedente de la lluvia, que deberá de ser dirigida hacia los correspondientes colectores que recibirá los caudales previstos. • Sistema de drenaje de circunvalación, cuando el agua procede de los terrenos adyacentes al aeropuerto. Correspondiente a las aguas que pueden proceder tanto de escorrentía como de la lluvia en parcelas adyacentes al aeropuerto y que también deben ser conducidas a su correspondiente sistema de recogida formado por colectores que recibirá los caudales importantes, dependiendo de la orografía del terreno. Igualmente, el drenaje se puede dividir en drenaje total o drenaje por zonas, en función del área del aeropuerto que se abarque. Por regla general, las grandes instalaciones aeroportuarias disponen de drenajes por zonas, concediéndose prioridad a las pistas, a las vías de servicio y a las zonas habilitadas para la DRENAJE DE CARRETERAS Y AEROPUERTOS

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realización del mantenimiento y lavado de la aeronave, dado que todas ellos precisas de una correcta realización de recogida de agua. Además las zonas de mantenimiento y lavado necesitan de un sistema de tratamiento del agua, dado que durante las operaciones repostaje o de mantenimiento son empleados sustancias como combustible de aviación, líquidos de limpieza, y des congelantes que deben ser controlados cuidadosamente y son tratados mediante el empleo de separadores de hidrocarburos, evitados sus derrames. Pudiendo existir un control menos riguroso en ciertas zonas que no son declaradas inundables. Mientras que en los pequeños aeropuertos suelen contar con un sistema de drenaje que se conoce con el nombre de «dren francés», y que consiste en una serie de drenes o desagües centrales en los que otros desagües secundarios descargan el agua recogida sobre los primeros.

Aplicaciones de hincado de tuberías y perforaciones horizontales Las aplicaciones para el hincado de tuberías y perforaciones horizontales son múltiples, la mayor ventaja es la de poder pasar tuberías de un lado al otro de edificaciones, visa de transporte e inclusive lagos, sin requerir de perforaciones en la superficie.

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1.- Normas de diseño. a)

Número de clave de aviones La clave de referencia de aeródromo tiene como propósito proporcionar un método sencillo, para relacionar entre sí las especificaciones concernientes a las características de los aeródromos, a fin de suministrar las instalaciones aeroportuarias que convengan a los aviones destinados a operar en el aeródromo y consiste de un número y una letra. El número está relacionado con la longitud de campo de referencia del avión, y la letra con la anchura exterior entre las ruedas del tren de aterrizaje principal y/o la envergadura del avión. La letra o número de la clave relacionado con un elemento para fines del proyecto del aeródromo, está relacionado con las características del avión crítico para el que se diseñe la instalación.

b)

Anchura de pistas. En la Tabla 5-1 figuran las anchuras mínimas de pista consideradas necesarias para garantizar la seguridad operacional.

c)

Pendientes longitudinales La pendiente obtenida al dividir la diferencia entre la elevación máxima y la mínima a lo largo del eje de la pista, por la longitud de ésta: Esta no debería exceder del: 

1%, cuando el número de clave sea 3 ó 4;

 2%, cuando el número de clave sea 1 ó 2. En ninguna parte de la pista la pendiente longitudinal debería exceder del:

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  

d)

1,25%, cuando el número de clave sea 4, excepto en el primero y el último cuartos de la longitud de la pista, en los cuales la pendiente longitudinal no debería exceder del 0,8%; 1,5%, cuando el número de clave sea 3, excepto en el primero y el último cuartos de la longitud de una pista para aproximaciones de precisión de Categoría II o III, en los cuales la pendiente no debería exceder del 0,8%; y 2%, cuando el número de clave sea 1 ó 2.

Pendientes transversales Para facilitar la rápida evacuación del agua, la superficie de la pista, en la medida de lo posible, debería ser convexa, excepto en los casos en que exista una pendiente transversal única que descienda en la dirección del viento que acompaña a la lluvia con mayor frecuencia, que asegure el rápido drenaje de aquélla. La pendiente transversal ideal debería ser de: 

1,5%, cuando la letra de clave sea C, D, E o F;



2%, cuando la letra de clave sea A o B; pero, en todo caso, no debería exceder del 1,5 ó 2%, según corresponda, ni ser inferior al 1%, salvo en las intersecciones de pistas o de calles de rodaje en que se requieran pendientes más aplanadas. En el caso de superficies convexas, las pendientes transversales a ambos lados del eje de la pista deberían ser simétricas. En pistas mojadas con viento transversal, es probable que se acentúe el problema de hidroplaneo debido al drenaje defectuoso.

La pendiente transversal debería ser básicamente la misma a lo largo de toda la pista, salvo en una intersección con otra pista o calle de rodaje, donde debería proporcionarse una transición suave teniendo en cuenta la necesidad de que el drenaje sea adecuado.

e)

Superficie La superficie de la pista debería construirse sin irregularidades que den como resultado la pérdida de la eficacia del frenado, o afectar adversamente de cualquier otra forma el despegue y el aterrizaje de un avión. Las irregularidades de superficie pueden afectar adversamente el despegue o el aterrizaje de un avión por causar rebotes, cabeceo o vibración excesivos, u otras dificultades en el manejo del avión. Debería tenerse también cuidado al instalar luces empotradas de pista o rejillas de drenaje en la superficie de la pista, a fin de mantener la lisura satisfactoria.

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f)

Pendientes La superficie de los márgenes adyacentes a la pista debería estar al mismo nivel que la de ésta, y su pendiente transversal descendente no debería exceder del 2,5%.

g)

Franjas de pista Propósito de la franja de pista La franja de pista se extiende lateralmente hasta una distancia específica desde el eje de la pista, longitudinalmente hasta antes del umbral, y más allá del extremo de la pista. Provee un área libre de objetos que pudieran poner en peligro a las aeronaves. La franja incluye una porción nivelada que debe prepararse de forma tal que no cause el desplome del tren de proa al salirse la aeronave de la pista. Existen ciertas limitaciones respecto de las pendientes permisibles en la zona nivelada de la franja. La franja de pista también es necesaria para proteger las áreas sensibles y críticas del ILS/MLS. La franja tiene una zona despejada de obstáculos. Todo equipo o instalación requeridos para propósitos de navegación aérea ubicados en esta zona despejada de obstáculos, debe ser frangible y estar montado lo más bajo posible. La franja abarca la pista y cualquier zona asociada de parada.

Longitud Toda franja debería extenderse, antes del umbral y más allá del extremo de la pista o de la zona de parada, hasta una distancia de por lo menos: 

60 m cuando el número de clave sea 2, 3 ó 4;



60 m cuando el número de clave sea 1 y la pista sea de vuelo por instrumentos;



30 m cuando el número de la clave sea 1 y la pista sea de vuelo visual.

Anchura Siempre que sea posible, toda franja que comprenda una pista par aproximaciones de precisión se extenderá lateralmente en una distancia de por lo menos:  150 m cuando el número de clave sea 3 ó 4; 

75 m cuando el número de clave sea 1 ó 2; a cada lado del eje de la pista y de su prolongación a lo largo de la franja.

Toda franja que comprenda una pista para aproximaciones que no sean de precisión debería extenderse lateralmente en una distancia de por lo menos:  150 m cuando el número de clave sea 3 ó 4; DRENAJE DE CARRETERAS Y AEROPUERTOS

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

75 m cuando el número de clave sea 1 ó 2; a cada lado del eje de la pista y de su prolongación a lo largo de la franja.

Toda franja que comprenda una pista de vuelo visual debería extenderse a cada lado del eje de la pista y de su prolongación a lo largo de la franja, en una distancia de por lo menos: 

75 m cuando el número de clave sea 3 ó 4;



40 m cuando el número de clave sea 2; y



30 m cuando el número de clave sea 1.

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h)

Calles de rodaje. El diseño del sistema de calles de rodaje debería ser tal que redujera al mínimo las restricciones a los movimientos de aeronaves entre las pistas y las plataformas. En un sistema con el diseño adecuado debería mantenerse un flujo uniforme y continuo del tráfico de aeronaves en tierra a la velocidad máxima factible con un mínimo de aceleración o desaceleración. Este requisito garantiza que el sistema de calles de rodaje funcionará con los más elevados grados tanto de seguridad como de eficacia.

2. DISEÑO HIDRAULICO. 2.1.

Drenaje de pistas El límite de la franja de seguridad depende de la categoría del aeropuerto y varía de 75m a 150 m a cada lado de la pista y a partir de ahí se puede colocar drenaje superficial, sin embargo en algunos casos se hace necesario diseñar subdrenaje al borde del margen de la pista, el cual es un drenaje ciego y su diseño debe resistir el eso equivalente al tren de aterrizaje del avión. En su construcción se establecen puntos de control topográfico para verificar sus pendientes y poder evaluar sus comportamiento, en algunos casos y debido a la pendiente del terreno, se tiene que diseñar disipadores de energía en la posición final del desalojo de agua y en otros cárcamos de bombeo para desalojar rápidamente el agua, ya sea a una corriente superficial o un tanque regulador para posteriormente pasarlo a una corriente superficial.

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Proceso de diseño de canales de la pista de aterrizaje a)

Según la clave del avión se determina el ancho y largo del aeropuerto.

b)

Se determina las pendientes longitudinales y transversales según la clave.

c)

Se verifica el coeficiente de Maning.

d)

Se determina el área y el caudal de aporte.

e)

Teniendo como datos el caudal, la pendiente longitudinal de la pista, el coeficiente de Maning. Se determina la sección del canal de drenaje aplicando la fórmula de Maning.

f)

La sección dependerá del tipo de suelo del área colindante del aeropuerto. Pudiendo ser cuadrada o trapezoidal.

g)

De la formula despejamos el área, y esa será la sección del canal. Excavación de zanja para canal de drenaje

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2.2.

Drenaje de calle de rodaje El problema que más se presenta es el desalojo de agua de áreas cercanas por la pista, calle de rodaje y plataformas o entre calles de rodaje, en las que hay que evitar su acumulación y que su desalojo sea eficiente, por lo general este drenaje es subterráneo. En su construcción debe cumplirse con las pendientes longitudinales y transversales para evitar el encharcamiento y que el agua desfogue rápidamente hacia estas áreas cercadas y de ahí al drenaje subterráneo.

2.3.

Drenaje de las plataformas En las plataformas se presenta una combinación de drenaje superficial y subterráneo, ya que en estas ya que en estas hay un camino paralelo frontal para el movimiento de vehículos a servicios a plataformas y su diseño debe de ser para desalojar rápidamente el agua de dicha área operacional.

2.4.

Diseño de drenaje de calles de rodaje y plataformas Para el diseño se tiene el mismo concepto que para canales se determina el área de influencia, pendientes, coeficiente de Manning para el asfalto o concreto, con estos datos se diseña pequeños canales que se ubicaran en las plataformas con rejillas, estos pequeños canales funcionan como sumideros. En la actualidad se usa mucho el drenaje pre fabricado en calles de rodaje y plataformas.

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2.5.

Drenaje prefabricado para plataformas y calles de rodaje

1946 El grupo ACO es el líder mundial y pionero en sistemas modulares de trincheras. Los sistemas de drenaje ACO son usados en una extensa variedad de aplicaciones desde ambientes domésticos hasta aeropuertos.

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CONCLUSIONES Se diseñó hidráulico de cunetas y canales de drenaje de aeropuertos.

Conocimos la localización y tipo de sumideros.

Diseñamos y espaciamiento de rejillas.

BIBLIOGRAFÍA  http://www.aco.es/files/ES_ACO-Spain_PDF/ACO_aeropuertos_2008.pdf  http://www.pasionporvolar.com/el-sistema-de-drenaje-en-los-aeropuertos/  http://www.blucher.es/ITF562/BLE/Webnews.nsf/cenewslist.html/270EBF06BB343B77 C12573410042E56E  http://www.aena-aeropuertos.es/csee/Satellite/AeropuertoBarcelona/es/Page/1237543626880/1237543068289/  http://es.docsity.com/es-docs/Drenaje+parte+1+-+Caminos+y+Aeropuertos+-+Apuntes  http://books.google.com.pe/books?id=CmZpRBTAAn0C&pg=PA455&lpg=PA455&dq= drenaje+en+aeropuertos&source=bl&ots=PV_zv59hq6&sig=DsQTczLiOSLXn2Jh1Dw VflB6vkE&hl=es&sa=X&ei=uSzbUcbNGJDK9QSX5IHYDA&ved=0CFsQ6AEwCA#v =onepage&q=drenaje%20en%20aeropuertos&f=false  http://www.composan.es/index.asp?MP=3&MS=143&MN=3&TR=C&IDR=234  Manual de diseño de aeródromos, 2006, Organización de Aviación civil Internacional. parte 1,2,3,4.  GUÍA TÉCNICA PARA LAELABORACIÓN DEL MANUAL DEAEROPUERTO, Agencia estatal de seguridad aérea, 2012.

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