Tanto si se trata de un drenaje agrícola como de uno civil, para abordar correctamente el diseño de un sistema de drenaje es necesario contar con un conjunto de datos y conocimientos básicos, que pueden obtenerse mediante estudios y mediciones especiales que se realizarán caso por caso. Para crear un suelo drenante, es necesario identificar y establecer de donde proceden las infiltraciones del agua, conocer las características de percolación del suelo, determinar el coeficiente de permeabilidad K y la profundidad de la primera capa impermeable.
Para el drenaje de terrenos agrícolas o civiles, siempre es necesario disponer de un estudio planoaltimétrico completo de la zona, en el que se destaquen las alturas del terreno, las edificaciones y las infraestructuras (red de carreteras, red de riego, otros cursos de agua, zonas habitadas, etc.) existentes. En el caso del drenaje del perímetro de la casa o del drenaje de los cimientos, por ejemplo, con esta medición se puede obtener la información sobre la extensión de la zona verde alrededor de la casa o sobre la profundidad de los cimientos.
El primer paso en el diseño de un sistema de drenaje es calcular el caudal específico para drenar.
El exceso de agua en el suelo puede tener su origen en:
Aquí nos centramos solo en el agua generada por eventos meteóricos.
El agua generada por las precipitaciones se clasifica en función de su diferente destino final en:
El cálculo de la cantidad de agua de lluvia que debe ser evacuada por las tuberías de drenaje se realiza sobre el interflujo: de hecho, tanto la escorrentía superficial como el agua de recarga profunda, al no estar estancadas, no suelen disminuir la estabilidad mecánica del terreno. La cantidad de agua para cada destino varía en función del tipo de estructura y composición del terreno; a título orientativo, se puede afirmar que el 5% de las precipitaciones constituye la escorrentía superficial y el 95% se filtra en el suelo, de los cuales el 25% es recarga profunda y el 70% proviene de los flujos intermedios que son captados por los sistemas de drenaje. Por lo tanto, en este caso, las tuberías o celdas de drenaje deben estar dimensionadas para un caudal específico del 70% del agua de lluvia.
Una vez establecido el caudal para drenar, se puede definir el diámetro de los tubos de drenaje mediante la fórmula empírica de Visser:
d = 0,0209q0,375 A0,375 J-0,375
donde:
d: diámetro interior del tubo de drenaje (cm)
q: caudal específico de lluvia para drenar (mm/día)
A: la superficie de terreno en la que se produce el drenaje (m2)
J: inclinación del tubo de drenaje (%)
Además de los caudales, también hay que establecer el nivel de llenado (altura máxima del agua con la que se va a hacer funcionar el tubo de drenaje) y fijar las inclinaciones para adoptar, en relación con el curso altimétrico y el nivel de los colectores donde entran las tuberías de drenaje; todo ello es necesario para garantizar un flujo regular de las aguas.
La velocidad del agua debe ser tal que se garantice la eliminación de los depósitos en el interior de la tubería de drenaje (generalmente se recomiendan velocidades superiores a 0,5 m/seg). Esto se puede conseguir colocando los tubos de drenaje con inclinaciones diferentes de la inclinación del terreno, pero en cualquier caso superiores al 1%.
Para la instalación correcta y eficaz de una tubería agrietada deben seguirse las siguientes indicaciones:
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