Criterios generales
En esta Sección se presentan los criterios, factores
y elementos que deberán adoptarse para realizar los estudios preliminares que
definen el diseño geométrico de las
carreteras nuevas, así como
las carreteras que serán rehabilitadas y mejoradas especialmente
en su trazado.
No se debe perder de vista al definir la geometría
de la vía, que el objetivo es diseñar una carretera que reúna las
características apropiadas, con dimensiones y alineamientos tales que su
capacidad resultante satisfaga la demanda del proyecto, dentro del marco de la
viabilidad económica.
Asimismo, establece la clasificación e interrelación
existente entre los tipos de proyectos, niveles y metodologías de estudio
previstas para las obras viales y sintetiza el contenido y alcance de dichos
niveles de estudio.
Información general
Es importante
realizar estudios preliminares que permitan
establecer las prioridades y recursos para la elaboración de un nuevo
proyecto, para lo cual se deberá recopilar toda la información pertinente que
esté disponible, complementando y verificando aquellas empleadas en los
estudios de viabilidad económica. Se recurrirá a fuentes como son los vértices
geodésicos, mapas, cartas y cartografía vial, así como fotografías aéreas.
Aun cuando el reconocimiento en terreno resulta
indispensable, su amplitud y/o grado de detalle dependerá, en gran medida, del
tipo de información topográfica y geomorfologíca existente.
Niveles de estudios
preliminares
Los estudios preliminares (pre inversión) deben dar
respuesta, básicamente, a tres interrogantes fundamentales, ellas son:
•
Definición preliminar de las características y parámetros de diseño.
•
Identificación de rutas posibles.
• Anteproyectos
preliminares de las rutas posibles.
•
Selección de rutas.
Criterios básicos
a. Proyecto y estudio
El término “proyecto” incluye las diversas etapas
que van desde la concepción de la idea, hasta la materialización de una obra
civil, complejo industrial o programa de desarrollo en las más diversas áreas.
En consecuencia, el proyecto es el objetivo que motiva las diversas acciones
requeridas para poner en servicio una nueva obra vial, o bien recuperar o
mejorar una existente.
Las materias tratadas en el presente manual están
referidas a los diversos estudios preliminares y estudios definitivos
requeridos, en sus diferentes fases, todo lo cual será identificado como
“Estudios”.
No obstante dentro de la amplitud asignada al
término “Proyecto”, se le identificará
bajo el término
“Proyectista” a la
organización, equipo o persona que asume la responsabilidad de
realizar los estudios en sus diferentes fases.
b. Estándar de diseño de una carretera
La Sección Transversal, es una variable dependiente
tanto de la categoría de la vía como de la velocidad de diseño, pues para cada
categoría y velocidad de diseño corresponde una sección transversal tipo, cuyo
ancho responde a un rango acotado y en algunos casos único.
El estándar de una obra vial, que responde a un
diseño acorde con las instrucciones y
límites normativos establecidos en el
presente, queda determinado por:
1. La Categoría que le corresponde (autopista de
primera clase, autopista de segunda clase, carretera de primera clase,
carretera de segunda clase y carretera de tercera clase).
2. La velocidad de diseño (V).
3. La sección transversal definida.
Clasificación general de los proyectos viales
Los proyectos viales para efectos del diseño
geométrico se clasifican de la siguiente manera:
a. Proyectos de nuevo trazado
Son aquellos que permiten incorporar a la red una
nueva obra de infraestructura vial.
El caso más
claro corresponde al diseño
de una carretera no existente,
incluyéndose también en esta categoría, aquellos trazados de vías variantes de
longitudes importantes.
Para el caso de puentes y túneles, más que un nuevo
trazado constituye un nuevo emplazamiento. Tal es el caso de obras de este tipo
generadas por la construcción de una segunda calzada, que como tal corresponde
a un cambio de trazado de una ruta existente, pero para todos los efectos,
dichas obras requerirán de estudios definitivos en sus nuevos emplazamientos.
Son aquellos proyectos de rehabilitación, que pueden
incluir rectificaciones puntuales de la geometría, destinadas a eliminar puntos
o sectores que afecten la seguridad vial. Dichas rectificaciones no modifican
el estándar general de la vía.
c. Proyectos de
mejoramiento de trazado
Son aquellos
proyectos que comprenden el mejoramiento del trazo en planta y/o perfil
en longitudes importantes de una vía
existente, que pueden efectuarse mediante
rectificaciones del eje
de la vía
o introduciendo variantes en el entorno de ella, o aquellas que
comprenden el rediseño general de la
geometría y el drenaje de un
camino para adecuarla a su nuevo nivel de servicio.
En casos de ampliación de calzadas en plataforma
única, el trazado está controlado por la planta y el perfil de la calzada
existente. Los estudios de segundas calzadas con plataformas independientes,
deben abordarse para todos los efectos prácticos, como trazados nuevos.
Ingeniería básica
Geodesia y topografía
En todos los trabajos topográficos, se aplicará el
Sistema Legal de Unidades de Medida del Perú (SLUMP), que a su vez ha tomado
las unidades del Sistema Internacional de Unidades o Sistema Métrico
Modernizado.
Procedimientos
geodésicos para referenciar los trabajos topográficos
Se adopta la incorporación como práctica habitual de
trabajo, el Sistema de Posicionamiento Global (GPS), que opera referido a
sistemas geodésicos, en particular el conocido como WGS-84 (World Geodetic
System de 1984).
El Sistema de Referencia WGS-84 es un sistema
geocéntrico global (mundial) con origen en el centro de masa de la Tierra, cuya
figura analítica es el Elipsoide
Internacional GRS-80. Al determinar las coordenadas de un punto sobre la
superficie de la Tierra mediante GPS, se obtienen las coordenadas cartesianas
X, Y, Z y sus equivalentes geodésicas: latitud (φ), longitud (λ) y altura
elipsóidica (h).
Sistemas de proyección
Aspectos generales
Los
sistemas de proyección
cartográfica tienen por objeto representar la superficie terrestre, o
parte de ella, en una superficie plana cuadriculada. En términos generales se
distinguen, por la superficie de proyección, entre azimutales, cilíndricas,
cónicas y otras; y de acuerdo a la orientación de la superficie ésta puede ser
normal, transversal u oblicua.
Transversal de
Mercator
La proyección transversal de Mercator (TM) es, en
sus diferentes versiones, el sistema más utilizado mundialmente. Su empleo
resulta especialmente favorable para representar la superficie terrestre de
grandes extensiones en dirección norte- sur. Dicha proyección puede ser
graficada por un cilindro que envuelve el elipsoide terrestre, siendo el eje
del cilindro perpendicular al eje de rotación terrestre. En su forma original
el cilindro es tangente en un meridiano, que corresponde al meridiano central
de la proyección. La proyección TM es conforme y tiene mínimos errores de
escala en el meridiano central o en sus cercanías.
Los más utilizados son:
• La
proyección transversal de mercator (TM).
• El sistema
universal transversal de mercator (UTM).
• La
proyección TM local (LTM).
Hidrología, hidráulica
y drenaje
Los estudios de hidrología y de hidráulica en el
proyecto de obras viales deben proporcionar al
proyectista los elementos de diseño necesarios para dimensionar las
obras que, técnica, económica y ambientalmente, cumplan con los siguientes
fines:
Cruzar cauces naturales, lo cual determina obras
importantes tales como puentes y
alcantarillas de gran
longitud o altura
de terraplén.
Restituir el drenaje superficial natural, el cual se
ve afectado por la construcción de la vía. Ello debe lograrse sin obstruir o
represar las aguas y sin causar daño a las propiedades adyacentes.
Recoger y disponer de las aguas lluvias que se
junten sobre la plataforma del camino o que escurren hacia ella, sin causar un
peligro al tráfico.
Eliminar o minimizar la infiltración de agua en los
terraplenes o cortes, la que puede afectar las condiciones de estabilidad de la
obra básica.
Asegurar el drenaje subterráneo de la plataforma y
base, de modo que no afecten las obras de la superestructura.
Considerar
el impacto ambiental
que pueden tener
las obras proyectadas.
Los conocimientos de hidrología le permitirán al
proyectista estimar los
escurrimientos
superficiales en secciones
específicas de quebradas,
pantanos, ríos y canales, en los puntos en que el camino cruza dichos cauces.
Estos escurrimientos deben asociarse a la probabilidad de ocurrencia que ellos
tienen, a fin de tener antecedentes probabilísticos sobre su comportamiento
futuro. Igualmente, la hidrología
permite calcular y estimar los
escurrimientos de aguas de lluvia sobre la faja del camino o en superficies vecinas y que fluyen
superficialmente hacia ella, así como también las propiedades hidráulicas del
subsuelo y las condiciones de la capa freática bajo la plataforma.
La hidráulica permite predecir las velocidades y las
alturas de escurrimiento en cauces naturales o artificiales; definir las
dimensiones de las obras de drenaje transversal; calcular las dimensiones y
espaciamiento de sub-drenes, diseñar los elementos del sistema de recolección y
disposición de aguas lluvias, y definir las secciones y pendientes, cunetas y
canales interceptores.
Dado que la construcción de una obra vial moderna
puede afectar grandes áreas de terreno,
la consideración de los
problemas de erosión, sedimentación y arrastre debe ser una preocupación
central del diseño y planificación de las obras viales. Los estudios de erosión
y arrastre deben permitir la construcción y materialización de las obras
viales, manteniendo en niveles aceptables los efectos adversos relativos a
estos problemas.
Geología y Geotecnia
Desde las primeras fases del estudio de una obra
vial, el proyectista deberá trabajar en forma coordinada con los especialistas
en Geología y Geotecnia. En efecto, en la etapa de identificación de rutas
posibles, la oportuna detección de zonas conflictivas desde el punto de vista
geotécnico, puede justificar el abandono de una ruta, que pudiera parecer
atrayente por consideraciones de trazado.
En los diversos niveles de estudio, el ingeniero
especialista irá detectando con grados de precisión creciente, aspectos tales
como:
• Identificación
de sectores específicos
con características geotécnicas
desfavorables.
•Sectorización de la zona de emplazamiento del trazado, definiendo el
perfil estratifico pertinente y sus propiedades.
• Todo ello,
orientado a establecer la capacidad de
soporte del terreno natural, así como los taludes seguros para
terraplenes y cortes, asociados a los distintos materiales.
•
Condiciones de fundación de estructuras, obras de drenaje y obras
complementarias.
• Aspectos
de drenaje incidentes en el problema geotécnico.
•
Disponibilidad de yacimientos de materiales.
Las características geotécnicas de los materiales
que pueden presentarse a lo largo
del emplazamiento de una
carretera son variadas, pudiendo
experimentar cambios radicales entre sectores muy próximos. No es posible, por
lo tanto, definir a priori un procedimiento de estudio de tipo general. En
consecuencia, deberá ser el ingeniero especialista quien vaya definiendo, en
las diversas etapas, los estudios específicos que deberán ejecutarse.
El Consultor procederá a la recopilación de toda la
información geológico-geotécnica representativa de la zona de emplazamiento de
los corredores seleccionados.
El análisis de las cartas de pequeña escala en que
se definieron los corredores permitirá establecer aspectos morfológicos, los
cuales orientan respecto a la calidad de los terrenos. Por otra parte el
modelaje superficial que se observa permite tipificar cuales han sido los
elementos generadores de estas formas, deduciendo así cuales han sido los
principales agentes de erosión. El análisis o estudio foto interpretativo se
basará en el estudio de fotos aéreas y fotos satelitales del área donde se
emplazan los corredores.
Aspectos ambientales
En el pasado, los moderados niveles de demanda y las
restricciones en cuanto a disponibilidad de recursos, generalmente hacían que
la geometría de los caminos se adaptara en forma ceñida a la topografía del
terreno y que la faja del camino fuera relativamente estrecha. Consecuentemente
las alteraciones que los proyectos viales imponían sobre el medio ambiente eran
mínimas.
El incremento de la demanda derivado del crecimiento
de la población, del desarrollo económico y de los avances tecnológicos, ha
impuesto mayores exigencias de capacidad, seguridad y confort, lo que ha
redundado en que la geometría de los trazados en planta y perfil sea más
amplia, con lo que en las etapas de construcción y operación de un camino,
alteran en menor o mayor medida las condiciones ambientales prevalecientes en
el corredor en que la ruta se emplaza, llegando incluso, en determinados casos,
a degradarlas.
En el desarrollo de un Estudio de Impacto Ambiental
(EIA) u otro instrumento de evaluación, se deberán revisar aquellos aspectos
que siempre estarán presentes y que incidirán directamente en el nivel o grado
de impacto de una determinada obra.
En primer lugar, interviene el trazado del camino
que se estudia, ya que a mayor nivel las exigencias técnicas de la geometría
implicarán una menor posibilidad de adecuarse
al terreno, aumentando las alturas
de corte y terraplén. Por otro lado, un camino de
elevado estándar está ligado a un mayor ancho de faja vial, todo lo cual se
traduce en un aumento de la probabilidad de generar un impacto de mayor
magnitud.
Por otra parte están las características naturales
de los terrenos donde se emplazará el camino. Por ejemplo, los rasgos
topográficos del terreno condicionarán el grado de deterioro ambiental que
puede producir el proyecto de un camino, el que, en general, aumentará en la
medida que el terreno sea más accidentado.
También la geomorfología y geología del terreno
condicionarán el grado de impacto ya que, dependiendo de los materiales que
estén presentes y la inestabilidad de las laderas, es posible que se activen
procesos erosivos en los taludes expuestos o se propicien asentamientos o
deslizamientos de masas de materiales que pueden afectar al camino proyectado o
a quebradas o cauces cercanos.
Otro aspecto por considerar es el tipo de vegetación
natural localizada en la faja del camino, la que al ser eliminada puede
perturbar el ecosistema natural en una superficie mayor que la afectada
directamente por el camino.
Finalmente se deberán considerar las características
socioeconómicas de la zona donde se emplaza el camino, a fin de estudiar el
posible efecto que podría provocar el proyecto, en las actividades humanas
presentes en el sector.
Es importante destacar que de acuerdo con estudios
realizados, la incorporación de la variable ambiental en la toma de decisiones,
ha significado no sólo mitigar y neutralizar los impactos negativos que
producen los proyectos, sino que en determinados casos, ha contribuido a
mejorar el medio donde se emplazan, a conservar y aprovechar racionalmente los
recursos naturales renovables en beneficio de la población local y a
desarrollar el potencial recreativo y turístico del área.
Otro aspecto importante que se debe tener en cuenta
con la inclusión de la dimensión ambiental, es que incorpora elementos de
juicio que permiten seleccionar una alternativa óptima del emplazamiento del
camino, de tal forma de generar un proyecto vial en armonía con el entorno, lo
cual no implica, necesariamente, estar en la disyuntiva de construir o no
construir un camino. La integración armónica del proyecto con el entorno se
entiende como un estado de equilibrio en donde los posibles impactos negativos
se evitan o mitigan,
controlando de esta
manera el deterioro
del medio ambiente.
En resumen, los EIA deberán cumplir la normativa
aplicable vigente sobre la materia.
Estudio de seguridad
vial
En el apartado de Seguridad vial se tratarán, según
corresponda al tipo de proyecto y con el orden de relevancia que se estime
conveniente, los aspectos relativos a los siguientes puntos:
• Distancias de visibilidad, parada y adelantamiento
• Señalización vertical: ubicación, tamaño,
visibilidad, nivel de reflexión,
• Coherencia, uniformidad…
• Señalización
horizontal:
características del material, tipología,
• coherencia con la señalización vertical
• Balizamiento: necesidad, adecuación y disposición
Otros
dispositivos de seguridad: bandas transversales rugosas, pantallas
antideslumbrantes, pinturas con resaltos, semáforos, pasos de peatones
Zonas de seguridad y sistemas de contención:
distancia de seguridad, amortiguadores de impacto, lechos de frenado, barreras,
pretiles, tratamientos de márgenes y medianas
Ampliación
del derecho de
vía o faja
de dominio respecto
a lo considerado, por motivos de
Seguridad Vial
Condiciones climáticas de la zona por donde discurre
la carretera:
a) Lluvias, para comprobar la adecuación del sistema
de drenaje y la conveniencia de disponer material granular drenan te.
b) Nieve
o hielo, para
evitar la coincidencia
de puntos de
posible acumulación de agua con zonas en sombra
c) Nieblas, para reforzar la señalización horizontal
y el balizamiento de la carretera
d) Orientación, para evitar tramos prolongados o
elementos críticos del trazado (cambios de rasante, aproximaciones a
intersecciones, finales de carriles adicionales, etcétera) en los que puedan
producirse deslumbramientos al amanecer o al atardecer
Las personas, el vehículo (en especial los
conductores) y la infraestructura son los tres principales factores que
influyen en la seguridad vial.
El elevado incremento en el número de desplazamientos
hace que la infraestructura adquiera una especial relevancia. El estado de las
carreteras unido al acelerado crecimiento de la movilidad, los atascos, los
problemas para estacionar, etc. hacen del “factor vía” un destacado factor de
siniestralidad.
Paralelamente a la infraestructura, los vehículos
son otro factor determinante de la seguridad vial. En los últimos años han
sufrido una gran transformación con una mejora de los equipamientos de
protección a los usuarios que ayudan a reducir y minimizar las consecuencias de
los accidentes de tráfico.
Todos estos factores han de tenerse en cuenta
previamente al desarrollo de un nuevo proyecto.
Reconocimiento del terreno
Esencialmente consistirá en la comprobación y
confirmación de los puntos de control seleccionados sobre la carta geográfica.
Dependiendo de la extensión y características del terreno, puede ser
aconsejable un primer reconocimiento aéreo, para obtener una adecuada visión de
conjunto, o bien para complementar las impresiones obtenidas a partir de las
cartas geográficas y/o fotos aéreas.
Para obtener apreciaciones cuantitativas del
recorrido terrestre, el Proyectista deberá contar con instrumentos adecuados
para verificar y comprobar los puntos críticos que las cartas no alcancen a
precisar, tales como: laderas de fuerte pendiente transversal, factibilidad de
salvar un desnivel específico,
Precisar el ancho de una quebrada o curso de agua,
rumbo en algunos tramos boscosos, etc.;
Se sugiere el uso
de GPS, altímetro, brújula, eclímetro, telémetro, etc., que pueden
resultar apropiados en determinados sectores del reconocimiento. También es
aconsejable obtener fotografías y vistas panorámicas de los sectores
conflictivos.
Como recomendación general conviene tener presente
las siguientes pautas de trabajo:
El reconocimiento no debe limitarse a las rutas
prefijadas en las cartas, sino que debe abarcar un área lo suficientemente
amplia para no omitir información que pudiera ser útil para una mejor decisión.
Al
recorrer el terreno,
el proyectista y
los especialistas deberán visualizar, simultáneamente, aspectos
de la geomorfología, hidrología, geotecnia y ecología, ponderando racionalmente
la incidencia e importancia que, separadamente y en conjunto, pueden tener en
el emplazamiento del trazado.
Las áreas cubiertas por bosques normalmente se
asocian a terrenos con relieve pronunciado que poseen una densa red de drenaje
natural. Si el área por reconocer es extensa y se prevén varias rutas
alternativas, las cartas de pequeña escala (1:50.000) pueden resultar
insuficientes, incluso para fijar rutas o corredores, y después de un
reconocimiento aéreo amplio, se
deberá
El proyectista deberá estar siempre alerta de no
formarse una falsa opinión de las bondades o defectos de una solución, según
sea el grado de facilidades o dificultades encontradas para avanzar durante el
recorrido del terreno, o bien por la falta de visibilidad en terrenos boscosos
o de difícil acceso.
El proyectista recogerá información relativa al
proyecto, sea de índole favorable o desfavorable al criterio propio y deberá
aceptarla imparcialmente.
En síntesis, el proceso de estudio en la fase del
reconocimiento es una sucesión de ensayos, pruebas y aproximaciones, en las que
se evalúan y ponderan las diversas alternativas, investigando y considerando
todas las soluciones posibles. El
conocimiento técnico, experiencia
y buen
criterio, ayudarán a encontrar la solución adecuada.
Un
reconocimiento completo
permite descartar, en una etapa
inicial del estudio, rutas no
favorables, con lo que los esfuerzos se concentrarán sobre aquellos
emplazamientos que ofrezcan una posibilidad real de solución.
Durante el reconocimiento se verifican los lugares
considerados como más apropiados para el emplazamiento de los puentes, los
cruces y empalmes con otras vías, construcciones y estructuras existentes que
convenga mantener o demoler y, en general, todo aquello que puede influir en la
ubicación posterior del trazado del camino. Se precisará la extensión de las
zonas de desprendimientos, pantanos, laderas meteorizadas e inestables, etc., a
fin de delimitarlas con precisión en la carta y evitarlas al trazar el eje
probable.
Según sea la complejidad de los problemas previstos
o que se detecten durante el reconocimiento, éste
podrá requerir varias
visitas y la participación, en mayor o menor grado, de
los especialistas en geotecnia, hidrología,
estructuras, etc. Se
aprovecharán las visitas
de campo para obtener datos complementarios de la
región, recoger opiniones de los habitantes, prever y anticipar los efectos
potenciales, tanto positivos como negativos, que provocaría la construcción del
camino por una u otra ruta, y la alteración que podrá sufrir el equilibrio
ecológico y el paisaje natural.
Derecho de vía o faja
de dominio
Teniendo como base, la definición de las
características geométricas y categoría de la carretera a intervenir, se
definirá la faja del terreno denominada “Derecho de Vía”, dentro del cual, se
encontrará la carretera, sus obras complementarias, servicios, áreas para
futuras obras de ensanche o mejoramiento y zona de seguridad, para las acciones
de saneamiento físico legal correspondiente.
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