Sistemas de Subdrenaje en Carreteras: Comparativa entre Drenaje Convencional y Drenaje Sintético

Introducción

El subdrenaje en carreteras es un componente crucial para mantener la integridad y durabilidad de las infraestructuras viales. La presencia de agua en la subrasante puede debilitar la base de la carretera, provocando deformaciones y fallos prematuros. Tradicionalmente, se han utilizado sistemas de drenaje convencionales basados en materiales naturales. Sin embargo, el avance en materiales de ingeniería ha dado lugar a sistemas de drenaje sintéticos que ofrecen diversas ventajas.

Sistema de Drenaje Convencional

Componentes y Funcionamiento

El drenaje convencional, llamado dren francés, se compone de:

• Zanjas: Excavaciones generalmente de 50cm de ancho, diseñadas para guiar el agua fuera del sistema vial.
• Geotextil: Sirven como separadores y filtros que permiten el paso del agua mientras retienen partículas sólidas.
• Grava: Utilizados para crear capas filtrantes que permiten el paso del agua y evitan la acumulación en la subrasante. Generalmente es material de préstamo, por lo que se requiere de canteras.
• Tuberías Perforadas: Instaladas para recolectar y transportar el agua hacia canales o sistemas de drenaje más amplios.

Características del Sistema:

1. Simplicidad de Instalación: Técnicas bien conocidas y fácil implementación.
2. Volumen y Peso: Requiere grandes cantidades de material, aumentando el tiempo y costo de transporte e instalación.
3. Eficiencia Variable: La capacidad de drenaje puede disminuir con el tiempo debido a la colmatación o compactación del material.
4. Mantenimiento: Necesita mantenimiento regular para asegurar su funcionalidad.

Sistema de Drenaje Sintético

Componentes y Funcionamiento

Los sistemas de drenaje sintéticos utilizan geosintéticos, llamados Geocompuesto de Drenaje que son materiales de ingeniería diseñados específicamente para el control y manejo de aguas subterráneas. Hoy en día incluso podemos observar su recomendación de uso en el Manual de Hidrología, hidráulica y drenaje del MTC.

Maccaferri dentro de sus soluciones de ingeniería presenta un tipo de geocompuesto de drenaje que se adapta a esta recomendación, llamada MacDrain® TD; la cual permite captar las aguas y conducirlas. El MacDrain® TD consiste en la asociación de un núcleo flexible de drenaje de geomanta de polipropileno termosoldada entre dos geotextiles no tejidos en todos los puntos de contacto, excepto en la región para la inclusión del tubo perforado.

Características del Sistema:

1. Reducción de Material: Menor volumen de material necesario en comparación con los sistemas convencionales.
2. Instalación Rápida: Menor tiempo de instalación debido a la facilidad de manejo y la ligereza de los materiales.
3. Eficiencia Mejorada: Alta capacidad de drenaje y resistencia a la colmatación.
4. Durabilidad: Mayor vida útil y menor necesidad de mantenimiento.

Comparativa Técnica

Eficiencia de Drenaje

Convencional (Dren Frances): La eficiencia puede variar con el tiempo, siendo susceptible a la colmatación y compactación.

Sintético con MacDrain® TD:

Proporciona un flujo constante y alto de drenaje debido a sus propiedades de diseño y resistencia a la obstrucción.

Caso de aplicación

En la carretera Iquitos – Nauta, Departamento de Loreto se desarrolló un proyecto de integración vial localizada en la selva baja; zonas de altas precipitaciones y presencia de suelos arcillosos saturados. Por tal razón obligaba el uso de subdrenajes que garanticen la durabilidad de la estructura en los últimos 19 km por ejecutar.
La falta de grava en la zona y los seis días que tardaba ésta en transportarse por vía fluvial desde el punto más cercano, incrementaban el costo del insumo convirtiendo a la trinchera drenante con grava en una partida muy crítica.

Buscando satisfacer las necesidades del proyecto se propuso la aplicación del geocompuesto de drenaje MacDrain® TD en trincheras drenantes, la cual es una solución que se adaptaba a las condiciones locales, donde solo se podía conseguir arena.

La nueva propuesta consistía en una trinchera de 1.20 m de profundidad usando el geocompuesto MacDrain® TD, colocando este último en el eje de la trinchera y luego rellenando con arena para separarlo de la arcilla saturada y evitar su obstrucción.

Conclusión

La elección entre un sistema de drenaje convencional y uno sintético depende de diversos factores, incluyendo las condiciones del terreno, el presupuesto y los objetivos a largo plazo del proyecto. Los sistemas sintéticos ofrecen una mayor eficiencia y durabilidad, reduciendo los costos operativos y de mantenimiento. En contextos donde la sostenibilidad y la eficiencia a largo plazo son prioritarias, los sistemas de drenaje sintéticos se presentan como una solución superior.

En última instancia, una evaluación detallada de las condiciones específicas de cada proyecto es esencial para determinar el sistema de subdrenaje más adecuado, garantizando la integridad y durabilidad de las infraestructuras viales.