Introduccin La infraestructura vial incide mucho en la economa de nuestro pas por el gran valor que tiene en sta, pues al alto costo de construccin, mantenimiento o rehabilitacin hay que adicionarle tambin los costos que se derivan por el mal estado de las vas, por eso los nuevos ingenieros que se dediquen a esta rama de la profesin se enfrentaran a un reto muy importante que es el de proporcionar estructuras de pavimentos eficaces con presupuestos cada vez mas restringidos. Dentro del contexto del diseo de pavimentos se acepta que el dimensionamiento de estas estructuras permite que se establezcan las caractersticas de los materiales de las distintas capas del pavimento y los espesores, de tal forma que el pavimento mantenga un "ndice" de servicio aceptable durante la vida de servicio estimada. El mtodo que se describe en este documento est encaminado a dar una aproximacin de las correlaciones empricas logradas hasta la primera mitad del siglo XX en el diseo estructural de pavimentos; se ha llegado a este estado del arte aplicando metodologas usadas en otras reas de la ingeniera que tienen en cuenta las propiedades de los materiales que constituyen el pavimento; el procedimiento puede tener el grado de sofisticacin que el ingeniero desee. Con este procedimiento se pueden obtener los esfuerzos, deformaciones y deflexiones producidas por las cargas a las que esta sometida la estructura (trnsito).El procedimiento seguido para el diseo de un pavimento por mtodos racionales se planteo inicialmente por medio de modelos bicapas que posteriormente fueron generalizados a tricapas y multicapa.

Reconstruccin de Fallas de Borde Las fallas de borde son ocasionadas por deslizamientos de una porcin de suelo debido a la perdida del esfuerzo cortante, infiltracin de las aguas y sismos entre otros, estas fallas de borde pueden ser reparadas por muros de tierra reforzados con geosintticos, superponiendo capas de relleno de aproximadamente 40cm de espesor, compactadas y separadas con materiales geosintticos, entre las ventajas de este mtodo se encuentran el tiempo de ejecucin de la obra, los costos y el aumento de la resistencia general del conjunto al incluir un material con resistencia a la traccin dentro de la masa del suelo. Fallas de la corteza terrestre

Uno de los accidentes del terreno que se puede observar ms fcilmente son las fallas o rupturas de un plegamiento, especialmente si el terreno es de tipo sefimentario. Las fallas son un tipo de deformacin de la corteza terrestre que finaliza en ruptura, dando lugar a una gran variedad de estructuras geolgicas. Cuando esta ruptura se produce de forma brusca, se produce un terremoto. En ocasiones, la lnea de falla permite que, en ciertos puntos, aflore el magma de las capas inferiores y se forme un volcn. Partes de una falla El plano de falla es la superficie sobre la que se ha producido el movimiento, horizontal, vertical u oblicuo. Si las fracturas son frgiles, tienen superficies lisas y pulidas por efecto de la abrasin. Durante el desplazamiento de las rocas fracturadas se pueden desprender fragmentos de diferentes tamaos. Los labios de falla son los dos bordes o bloques que se han desplazado. Cuando se produce un desplazamiento vertical, los bordes reciben los nombres de labio hundido (o interior) y labio elevado (o superior), dependiendo de la ubicacin de cada uno de ellos con respecto a la horizontal relativa. Cuando est inclinado, uno de los bloques se desliza sobre el otro. El bloque que queda por encima del plano de falla se llama "techo" y el que queda por debajo, "muro". El salto de falla es la distancia vertical entre dos estratos que originalmente formaban una unidad, medida entre los bordes del bloque elevado y el hundido. Esta distancia puede ser de tan slo unos pocos milmetros (cuando se produce la ruptura), hasta varios kilmetros. ste ltimo caso suele ser resultado de un largo proceso geolgico en el tiempo. Tipos de fallas En una falla normal, producida por tensiones, la inclinacin del plano de falla coincide con la direccin del labio hundido. El resultado es un estiramiento o alargamiento de los materiales, al desplazarse el labio hundido por efecto de la fuerza de la gravedad. En las fallas de desgarre, adems del movimiento ascendente tambin se desplazan los bloques horizontalmente. Si pasa tiempo suficiente, la erosin puede allanar las paredes destruyendo cualquier traza de ruptura, pero si el movimiento es reciente o muy grande, puede dejar una cicatriz visible o un escarpe de falla con forma de precipicio. Un ejemplo especial de este tipo de fallas son aquellas transformadoras que desplazan a las dorsales ocenicas.

En una falla inversa, producida por las fuerzas que comprimen la corteza terrestre, el labio hundido en la falla normal, asciende sobre el plano de falla y, de esta forma, las rocas de los estratos ms antiguos aparecen colocadas sobre los estratos ms modernos, dando lugar as a los cabalgamientos. Las fallas de rotacin o de tijera se forman por efecto del basculado de los bloques sobre el plano de falla, es decir, un bloque presenta movimiento de rotacin con respecto al otro. Mientras que una parte del plano de falla aparenta una falla normal, en la otra parece una falla inversa. Un macizo tectnico o pilar tectnico, tambin llamado "Horst", es una regin elevada limitada por dos fallas normales, paralelas. Puede ocurrir que a los lados del horst haya series de fallas normales; en este caso, las vertientes de las montaas estarn formadas por una sucesin de niveles escalonados. En general, los macizos tectnicos son cadenas montaosas alargadas, que no aparecen aisladas, sino que estn asociadas a fosas tectnicas. Por ejemlo, el centro de la pennsula Ibrica est ocupada por los macizos tectnicos que forman las sierras de Gredos y Guadarrama. Por ltimo, una fosa tectnica o Graben es una asociacin de fallas que da lugar a una regin deprimida entre dos bloques levantados. Las fosas tectnicas se producen en reas en las que se agrupan al menos dos fallas normales. Las fosas forman valles que pueden medir decenas de kilmetros de ancho y varios miles de kilmetros de longitud. Los valles se rellenan con sedimentos que pueden alcanzar cientos de metros de espesor. As sucede, por ejemplo, en el valle del ro Tajo, en la pennsula Ibrica. Ruptura de una superficie en dos o mas bloques dislocados por movimientos diferenciales de desplazamiento ms o menos vertical.Existen fallas de rechazo de pocos decmetros o metros, pero existen muchas otras a lo largo de las cuales se han producido dislocaciones de miles de metros de rechazo.Se denomina labio de falla al borde de los terrenos fracturado, distinguindose el labio levantado y hundido.El plano de falla es la superficie, aproximadamente plana, a lo largo de la cual han resbalado los dos bloques.Este plano ha sufrido a menudo una pulimentacin mecnica en las rocas coherentes, y se encuentra estriado segn la direccin del movimiento, recibiendo entonces el nombre de espejo de falla.La lnea de falla es el trazado del plano de falla sobre la superficie topogrfica.La inclinacin o buzamiento de una falla es el ngulo que forma el plano de falla con un plano horizontal; una falla

puede ser vertical o inclinada.Cuando el plano de falla est inclinado en forma descendente hacia el labio hundido, la falla es normal o directa, y cuando cuelga sobre ste es inversa.La falla es conforme cuando la inclinacin del plano de falla es similar a los estratos, y contraria cuando se inclina en sentido inverso.Si los bloques fallados estn dispuestos en forma escalonada, se habla de falla en escalera.Igualmente las fallas pueden dar origen a estructuras de horst o de fosas.

Falla transformante o borde transformante es el borde de desplazamiento lateral de una placa tectnica respecto a la otra. Su presencia es notable gracias a las discontinuidades del terreno. Este tipo de fallas conecta las dorsales mesocenicas, otras simplemente acomodan el desplazamiento entre placas continentales que se mueven en sentido horizontal. La falla transformante ms conocida es la Falla de San Andrs, en California (EE. UU.). La falla o borde transformante se produce en los bordes pasivos de una placa tectnica y se caracteriza por ser una falla de desplazamiento horizontal, donde las placas se desplazan una al lado de la otra debido a la expansin del suelo ocenico sin producir ni destruir litosfera (ver imagen a la derecha). Estas fallas conectaran los cinturones activos globales en una red continua que divide la superficie externa de la Tierra en varias placas rgidas, por lo tanto la Tierra se compone de placas individuales y es a lo largo de las fallas transformantes donde es posible el movimiento relativo entre ellas. La mayora de las fallas transformantes une dos segmentos de una dorsal ocenica. Adems a travs de las fallas transformantes la corteza ocenica creada en las dorsales puede ser transportada a una zona de destruccin, esto es las fosas submarinas. Existen otros dos tipos de bordes: los bordes convergentes y los bordes divergentes. Un borde convergente tiene un movimiento contrario al borde divergente, es decir, en este caso las placas tectnicas chocan por lo que lleva la actividad volcnica asociada y la creacin de relieve.

Un borde divergente tiene un movimiento contrario al borde convergente, es decir, en este caso las placas tectnicas se separan por lo que provocan el ascenso de material desde el manto creando nuevo suelo.

En la ingeniera de pavimentos se manejan dos tipos convencionales identificados como flexibles o asfalticos y rigidos o de concreto hidrulico, con variantes de bases y subbases y con trabajos de rehabilitacin diversos. Para determinar que pavimento especfico se debe elegir para cada caso en particular, se requiere seguir un proceso de seleccin que implica la consideracin de diversos aspectos entre los que destacan los relativos a los costos.

2. Modelacion mecanicista de un pavimento flexible Existen en general dos clases de estructuras de pavimento, los flexibles y los rgidos; la principal diferencia entre estos es la forma como reparten las cargas. Desde el punto de vista de diseo, los pavimentos flexibles estn formados por una serie de capas y la distribucin de la carga est determinada por las caractersticas propias del sistema de capas. Los rgidos tienen un gran mdulo de elasticidad y distribuyen las cargas sobre una rea grande, la consideracin ms importante es la resistencia estructural del concreto hidrulico.

Distribucin de carga caracterstica de un Pavimento rgido versus uno flexible Una buena forma de caracterizar el comportamiento de un pavimento flexible bajo la accin de cargas de ruedas, es considerarlo como un semiespacio homogneo; este tiene una rea infinita y una profundidad infinita con una carpeta delgada encima donde son aplicadas las cargas. Como un primer anlisis para determinar la distribucin de esfuerzos en un pavimento se aplic el modelo propuesto por el matemtico francs Boussinesq en 1885, estado de esfuerzos en una masa de suelo a cualquier profundidad; el estudio del matemtico se bas en una carga concentrada aplicada en un semiespacio lineal, elstico, istropo y homogneo; los

esfuerzos, deformaciones y deflexiones debidos a la carga concentrada pueden ser extrapolados para obtener aquellas debidas a una rea circular cargada. Esta solucin fue por mucho tiempo la nica disponible, hasta que en 1945 Donald M. Burmister propuso una teora que se poda aplicar a estructuras de pavimentos, basada en la de Boussinesq pero que tenia en cuenta estratos y las propiedades mecnicas de los materiales que conforman la masa de suelo, para calcular el estado de esfuerzos de sta a cualquier profundidad. Desde el punto de vista del estudio de pavimentos, el modelo de Burmister puede ser usado para determinar los esfuerzos, deformaciones y deflexiones en la subrasante si la relacin de mdulos del pavimento y la subrasante es cercana a la unidad, si no es as, la modelacin es ms compleja. Analticamente es un procedimiento ms complejo que los basados en el primer modelo, que se poda solucionar con ecuaciones relativamente fciles; el modelo de Burmister introduce transformadas de Fourier que requieren funciones de Basel para su solucin y que sin la ayuda de un programa de computador no se pueden modelar estructuras de ms de dos capas. 3. Fatiga en los materiales del pavimento En todos los mtodos de diseo de pavimentos se acepta que durante la vida til de la estructura se pueden producir dos tipos de fallas, la funcional y la estructural. La falla funcional se deja ver cuando el pavimento no brinda un paso seguro sobre l, de tal forma que no transporta cmoda y seguramente a los vehculos. La falla estructural esta asociada con la prdida de cohesin de algunas o todas las capas del pavimento de tal forma que ste no puede soportar las cargas a la que esta sometido. No necesariamente las dos fallas se producen al tiempo; en este caso se har referencia a la falla estructural. La falla estructural en un pavimento se presenta cuando los materiales que conforman la estructura, al ser sometida a repeticiones de carga por accin del transito, sufren un agrietamiento estructural relacionado con la deformacin o la tensin horizontal por traccin en la base de cada capa; en este sentido la falla relaciona la deformacin o la tensin producida con el nmero de repeticiones admisibles; esto se denomina falla por fatiga o sea por repeticiones de carga. Estos fenmenos que se producen en el pavimento durante su funcionamiento, pueden ser modelados en el laboratorio hacindose los llamados ensayos de fatiga; el agrietamiento que se produce en los materiales cuando se hacen las pruebas de laboratorio sobre las muestras de materiales o a escala natural, se asocia con la respuesta resiliente (recuperable)del pavimento ante las cargas dinmicas; en estos ensayos se ha determinado que las grietas se propagan de la base de cada capa hacia arriba.

4. Diseo directo del pavimento El procedimiento de diseo consiste en escoger una adecuada combinacin de espesores de capas y caractersticas de materiales (E,m ,h) para que los esfuerzos y deformaciones (z, e z y e t) causados por las solicitaciones a que se somete la estructura, permanezcan dentro de los lmites admisibles durante la vida til de la estructura que estn constituyendo. En trminos generales, con las leyes de fatiga de los materiales se puede encontrar las deformaciones, esfuerzos y deflexiones admisibles de los materiales y con la teora de esfuerzo y deformacin en una masa de suelo se encuentran las deformaciones, esfuerzos y deflexiones actuantes en la estructura de pavimento. Teniendo en cuenta la gran capacidad de las herramientas computacionales actuales y con una adecuada caracterizacin de los materiales, se pueden programar las ecuaciones diferenciales para calcular los esfuerzos, deformaciones y deflexiones a las que esta sometido el pavimento y la subrasante por accin de las cargas impuestas por el trnsito; en nuestro medio se tiene fcil acceso a programas como el DEPAV del paquete INPACO del Instituto de Vas de la Universidad del Cauca, tambin existen otros programas como ALIZE III, BISAR, CHEVRON, ELSYM 5, KENLAYER, EVERSTRESS, FLAC3D 2.00 (Modelo elstico no lineal), etc., que realiza estos clculos; obtenidos los esfuerzos, deformaciones y deflexiones pueden ser comparados con los lmites admisibles obtenidos por medio de las leyes de la fatiga de los materiales. Con los valores de los mdulos y espesores de las capas y empleando programas de computador que determinan las tensiones, deformaciones y desplazamientos se comprueba si la estructura del pavimento esta bien dimensionada con las suposiciones hechas inicialmente, esto se denomina clculo directo; la solucin a la que se llega de esta manera es nica. Cuando hay que estimar la capacidad estructural de un pavimento en servicio que esta llegando al final de su perodo de diseo se recurre a medir el desplazamiento vertical del pavimento (deflexin) bajo una carga estndar predeterminada; esta estimacin se hace conociendo los espesores y las deflexiones en uno o en varios puntos donde se aplica dicha carga; con estas deflexiones y espesores se pueden determinar los valores de los mdulos de los materiales que estn constituyendo el pavimento; esto se conoce con el nombre de clculo inverso4 en el que la solucin no es exacta ni nica y se requieren de varias reiteraciones y del criterio de ingeniero para ajustar la solucin definitiva; para el calculo inverso tambin existen programas de computador como el EVERCAL 5.0, MODULUS 5.1, que hacen las iteraciones necesarias automticamente y no manual mente como se ha hecho hasta la actualidad en nuestro medio.

ASFALTO El asfalto refinado para cumplir con las especificaciones para pavimentos se llama cemento asfltico. A las temperaturas normales es semislido y su grado de solidez se mide con una prueba de penetracin. Se calienta hasta que se licua, antes de incorporarle el agregado en las mezclas para pavimentos. Si el asfalto es tan blando que la prueba de penetracin no es adecuada para medir su consistencia, se le denomina asfalto lquido. Se producen varios tipos de asfalto lquido: Asfalto de Curado Rpido (CR), que se licua con nafta o gasolina, ambas muy voltiles y que al evaporarse con rapidez lo que qeuda es el cemento asfltico. Asfalto de Curado Mediano (CM), que es el cemento asfltico licuado con un diluyente a base queroseno. Asfalto de Curado Lento (CL), que se mezcla con un aceite de baja volatilidad. Asfalto emulsificado, el cual se produce al mezclar agua con un agente emulsificador y cemento asfltico. Este sistema heterogneo de glbulos esfricos en el medio acuoso, se endurece cuando se evapora el agua. Los pavimentos asflticos constan de asfalto, agregados y vacos (2 a 7% de aire). Un pavimento asfltico soporta la carga aplicada, por friccin y entrelazamiento de las partculas. Su resistencia es funcin de textura superficial (en particular del agregado fino) y la densidad (compacidad) del agregado. Es deseable una textura superficial spera. Las mezclas densas se obtienen con el uso de agregados con buena granulometra; el agregado fino llena los huecos que deja la estructura del agregado grueso. El agregado grueso es el que queda retenido en la malla N 8; el agregado fino pasa por la malla n 8 y el polvo mineral pasa por la malla N 200. El polvo mineral tiende a estabilizar el asfalto. El cemento bituminoso liga entre si a las partculas de agregado e impermeabiliza el pavimento. Los espacios de aire permiten la expansin del cemento asfltico o la compactacin del compuesto aportando un espacio hacia el cual se mueve el cemento asfltico en lugar de empujar a los agregados, separndolos.

PRODUCTOS DE ASFALTO PARA LA CONSTRUCCIN Por sus propiedades de resistencia al agua y su durabilidad, el asfalto se utiliza en muchas aplicaciones en la construccin. Para proteger contra humedad y para impermeabilizacin contra agua (con una o varias capas), se utilizan tres tipos de asfalto: Tipo A, un material blando, adhesivo, que fluye facil, para aplicaciones subterrneas o en otras aplicaciones a temperaturas moderadas; Tipo B, un asfalto menos susceptible, para usarlo en aplicaciones sobre el nivel del suelo, pero donde las temperaturas no excedan 125F; Tipo C, para aplicaciones sobre el nivel del suelo; puede ser en superficies verticales expuestas a la luz solar directa u otras reas en que las temperaturas excedan los 125F. Los asfaltos y productos d asfalto tienen un amplio uso para impermeabilizar techos. El asfalto se utiliza como aglutinante entre capas en los techados y para impregnacin de los fieltros, rollos y tejas. Debe tenerse cuidado en no mezclar el asfalto y alquitrn, o sea, colocar capas de asfalto sobre fieltro saturado de alquitrn o viceversa, a menos que se revise su compatibilidad. Por sus cualidades impermeables y su durabilidad el asfalto se emplea en construccin para impedir el paso del agua, amortiguar vibraciones y expansiones y servir como pavimento.

Tipos de Pavimentos Los Tipos de Pavimentos pueden clasificarse inicialmente en rgidos y flexibles, continuos y discontinuos, en tipos de pavimentos hay gran variedad de soluciones para pavimentar cualquier va, eligiendo adems entre los permeables y los impermeables. Anuncios El pavimento de una va es la capa superficial del firme del conjunto de los elementos que componen el suelo de la va, como calles, calzadas, aceras, bulevares, celdas de estacionamiento, etc. En general se habla de 2 tipos de pavimentos, los cuales se subdividen en otros tipos y variedades: pavimentos continuos y pavimentos discontinuos: Pavimentos Continuos: se hacen en el sitio y la superficie es continua, los tipos o clases de pavimentos continuos son: - Pavimentos con ligantes: los bituminosos, de cemento continuo, de hormign en masa, de mortero hidrulico, empedrados, hechos con resinas, terrazos construidos in situ, etc. Pueden ser rgidos o flexibles, permeables o

impermeables. - Pavimentos sin ligantes: enarenados, engravillados, zahorras, etc. Pavimentos Discontinuos o por Elementos: son aquellos que se ejecutan mediante la instalacin en el sitio de elementos naturales o prefabricados: Pavimentos discontinuos: - Son los Ligados por mortero de cemento o rgidos: como las losas prefabricadas de hormign, baldosas hidrulicas, baldosas de terrazo, losas de piedra natural, granito etc, adoquinado de piedra natural, pavimentos cermicos (ladrillo, baldosas cermicas), etc. - Sellados sobre arena y sin ligante: adoquinados de hormign, adoquines de piedras, enlosados, pavimentos de madera, granito etc. Elementos para la eleccin de pavimentos de concreto La seleccin del tipo de pavimento est determinada por muchas variables entre las que estn los criterios tcnicos, los factores econmicos del pas o de la zona, de las fuentes de materiales, su idoneidad y distancia de acarreo, ahorros en energa, materiales y otros que en determinadas ocasiones pueden inclinar la decisin hacia un pavimento, como pueden ser las condiciones ambientales o la disponibilidad de equipos y de mano de obra. Desde el punto de vista de la competitividad y de a l c a n z a r m e j o r e s o f e r t a s e c o n m i c a s , s i e m p r e s e r deseable mantener el mximo nmero posible de tipos de pavimentos ya que eso mantiene al da, tcnica y econmicamente hablando, los sistemas constructivos y e v i t a q u e e n d e t e r m i n a d a s o c a s i o n e s s e p u e d a presentar una parlisis en la construccin de obras, si llegase a faltar un insumo de la construccin. Hay condiciones que favorecen la utilizacin de un tipo de pavimento, otras que le quitan posibilidades por lo que en cada obra se debe sopesar la pertinencia de una solucin en particular. A continuacin se enumeraran las variables que influyen en la eleccin del tipo de pavimento: 2.1.1 Aspectos tcnicos 2.1.1.1 Ventajas e inconvenientes de los pavimentos de concreto La caracterstica que identifica los pavimentos de c o n c r e t o y d e l a c u a l d e r i v a n b u e n a p a r t e d e s u s propiedades y ventajas es su alta rigidez, por la cual le trasmiten al suelo, las cargas y esfuerzos en reas muy grandes. Esta caracterstica hace que con frecuencia los costos de construccin compitan con los de otras alternativas cuando el suelo tiene baja capacidad de soporte o cuando se trata de vas con trfico pesado o intenso, adems de carreteras con trfico muy bajo, en las cuales el pavimento de concreto se puede construir sobre el suelo sin interposicin de una capa de material de soporte. L o s p a v i m e n t o s d e c o n c r e t o

o f r e c e n u n a a l t a resistencia al desgaste, no se a huellan e n n i n g u n a direccin, y cuando las losas tienen menos de 5 m de longitud el efecto de la temperatura en los esfuerzos es despreciable. En su contra est que la presencia de juntas y la alta rigidez hacen que cuando se construyen sobre materiales erosionables se de el fenmeno del bombeo q u e o c u r r e p o r l a a c c i n c o n j u n t a d e l p a s o d e l o s vehculos y del agua, sobretodo, cuando las vas estn destinadas a trnsitos medios y altos. El deterioro se puede atenuar y aun controlar cambiando el material de soporte de las losas, con una buena concepcin de juntas y dotndolas de barras de transferencia de carga de acero liso (dovelas) e implementando un buen sistema de drenaje. E s n e c e s a r i o e n e s t e p u n t o a d v e r t i r q u e l o s pavimentos de concreto son muy s e n s i b l e s a l s u b - diseo, o a la presencia de sobrecargas no contempladas en el estudio del trnsito. Por el contrario un aumento en el espesor de diseo, de uno o dos centmetros p r o p o r c i o n a u n a b u e n a p r o t e c c i n c o n r e l a c i n a eventuales sobrecargas y pueden llegar a duplicar la vida til del pavimento. U n a c a r a c t e r s t i c a d e l a s e s t r u c t u r a s d e l o s pavimentos de concreto es que se construyen en una sola etapa , lo cual hace que no exista incertidumbre sobre su comportamiento a largo plazo, pues no necesita sobre capas rutinarias, para mantener un adecuado nivel de servicio 2.1.1.2 Calidad de los agregados En los pavimentos de concreto se puede utilizar una gama muy amplia de agregados y arenas, si cumplen con unas condiciones mnimas que estn relacionadas en especial, con la granulometra (E-123-07) y con el contenido de arcilla (E-124-07) (Ref. 7.5).Los pavimentos de concreto se pueden construir con agregados calizos blandos, siempre y cuando se u t i l i c e n a r e n a s d e o r i g e n s i l c e o o a p l i c a n d o e n l a superficie del concreto, cuando est fresco aun, un recubrimiento delgado de un material con mayor resistencia, tales como los agregados silceos, de cuarzo o en algunos casos especiales, aun las fibras metlicas. La experiencia que existe en muchos pases indica q u e s e p u e d e n a l c a n z a r b u e n a s r e s i s t e n c i a s y pavimentos de concreto con buena calidad utilizando agregados extrados de las zonas aledaas a los ros, para su utilizacin se deben hacer ensayos cualitativos que permitan establecer si se alcanzan los niveles de resistencia establecidos en el diseo.

Subrasante clima

Los pavimentos de concreto son menos sensibles a la capacidad de soporte del suelo y a las condiciones climticas que otros tipos de pavimentos; donde son ms competitivos los pavimentos de concreto es sobre los suelos con baja capacidad de soporte debido a que los esfuerzos los distribuye en reas muy grandes con lo que las solicitaciones que llegan al suelo son bajas. Algunos suelos con baja capacidad de soporte obligan a tener cuidados en el diseo y en la construccin, cuando se encuentren reas en las que debido a la compresibilidad y heterogeneidad se deforman con asentamientos diferenciales de baja longitud de onda. Cuando el pavimento est destinado a zonas en lasque la temperatura es alta, los pavimentos de concreto tienen la ventaja de que no se deforman bajo la circulacin de las cargas pesadas y si las dimensiones de las losas estn dentro de unos lmites razonables, los movimientos de las juntas son de poca monta. 2.1.2 Aspectos econmicos 2.1.2.1 Costos de construccin y conservacin La mejor tcnica para escoger pavimentos es aquella en la que se tienen en cuenta los costos de construccin, los de mantenimiento, los de operacin de los vehculos, l a s c o n d i c i o n e s l o c a l e s p a r a l a p r o d u c c i n d e l o s insumos, las polticas sobre utilizacin de mano de obra capacitada o no, la disponibilidad de equipos o de algn insumo en particular y de otros criterios que dependen de las condiciones particulares. Un anlisis sobre todo lo mencionado en el prrafo anterior est por fuera del alcance de este manual, sin embargo al final se darn algunas guas que permitan d e f i n i r c o n u n a b u e n a a p r o x i m a c i n l o s c o s t o s d e construccin y los de mantenimiento rutinario. Una de las dificultades que tiene la comparacin de costos entre diferentes pavimentos radica en que la vida til de ambas alternativas es diferente, mientras que para los de cobertura asfltica puede ser tan reducida como cinco aos, la de los de concreto puede llegar a ser hasta de 50 aos. Los costos de mantenimiento dependern de la solidez de la estructura en el momento de la construccin y son ms altos cuando el pavimento tiene una estructura dbil. Un punto a resaltar es que no existen generalizaciones en el tema de la comparacin de alternativas de pavimentacin. Est a favor de los pavimentos de concreto lo que t i e n e q u e v e r c o n s u l o n g e v i d a d y b a j o s c o s t o s d e mantenimiento, siempre y cuando, como sucede tambin con cualquier obra, estn correctamente concebidos y bien construidos, pues de lo contrario pueden resultar pavimentos que demanden reparaciones costosas y difciles de ejecutar. Una ventaja para los usuarios, derivada de lo anterior, est en que son escasos los cierres para acometer las reparaciones, lo cual mantiene constantes los costos de operacin y permite tener certeza en la disponibilidad del servicio. 2.1.3 Otros factores

Favorecen la seleccin de los pavimentos de concreto la disponibilidad de la mano de obra, sobre todo durante la construccin de pavimentos para vas secundarias o terciarias, que por sus caractersticas se pueden construir m e d i o s m u y s e n c i l l o s , c o n e q u i p o s s i m p l e , herramientas de fcil consecucin y con uso intenso de mano de obra con baja capacitacin. Estas caractersticas p e r m i t e n la rpida constitucin de e m p r e s a s d e construccin en prcticamente cualquier lugar. Un factor a tener en cuenta es la financiacin de las obras, cuando se consiguen recursos para construccin, p e r o n o p a r a m a n t e n i m i e n t o , s e d e b e n p r e f e r i r l o s pavimentos de concreto a los de asfalto. Tambin resultan econmicos los pavimentos de concreto cuando se consiguen recursos con bajos intereses, cuando estos suben son ms adecuados los pavimentos de asfalto, d a d o q u e s e p u e d e n d i f e r i r l a s i n v e r s i o n e s a o t r o s momentos. En las zonas en donde se esperen altas temperaturas, o d e r r a m e s d e c o m b u s t i b l e s , s e d e b e n p r e f e r i r l o s pavimentos de concreto pues esas condiciones afectan e n m e n o r e s c a l a s u d e s e m p e o , r e s p e c t o d e l o s pavimentos de cobertura asfltica. DEFINICIN DE VARIABLES Los pavimentos se disean y construyen con el objetivo de prestar el servicio para el cual fue concebido, durante un periodo determinado, manteniendo unas condiciones de seguridad ptimas, con un costo apropiado. En el diseo del pavimento es necesario tener en cuenta varios elementos, de los cuales los ms importantes son la capacidad de soporte del suelo, el trnsito que circular sobre la estructura durante todo su periodo de diseo, las condiciones climticas y los materiales conque se construir Se presenta de manera sucinta la descripcin de cada una de las variables que fueron tenidas en cuenta en los anlisis para la elaboracin del catlogo de estructuras y que es ampliada en forma detallada en el compendio de anexos al presente manual. 3.1 El trnsito y el perodo de diseo Las categoras de trnsito que se tuvieron en cuenta para los diseos de los pavimentos se indican en la Tabla 3-1, la cual se obtuvo a partir de los espectros de carga obtenidos con la distribucin de pesos para los diferentes tipos de eje por cada 1.000 camiones, en diferentes estaciones de peaje en el pas (Ref. 7.6), afectados por los respectivos factores de equivalencia establecidos por la AASHTO. El Tipo de va, se refiere a la clasificacin de ella segn su importancia, como se menciona en los anexos. El TPDs es el promedio diario, obtenido de un conteo de una semana, de los vehculos que pasan por una seccin de la va (Ref. 7.13).Por ltimo los ejes acumulados de 8,2 ton, son los ejes equivalentes que han de pasar por el carril de diseo durante el

perodo de diseo, el detalle de la forma como se obtuvieron los valores indicados en la tabla se puede consultar en los anexos. En este manual se considera un periodo de diseo de 20 aos para todos los anlisis estructurales, el cual bajo premisas tericas debe coincidir como mnimo con la vida til del pavimento, en el caso que exista una buena certidumbre en el anlisis de las variables de diseo y su respectiva proyeccin. CARACTERISTICAS DEL CONCRETO PARA PAVIMENTO En los mtodos de diseo de pavimentos de concreto, se considera la resistencia a la flexin, medida a 28 das, evaluada mediante su mdulo de rotura, siguiendo el mtodo de ensayo de la Norma INV E 414-07, como uno de los parmetros que determinan el espesor, sin embargo el ensayo que controla ese esfuerzo, es de difcil realizacin y motivo de grandes discusiones por la poca confiabilidad y gran dispersin en los valores que arroja el propio ensayo. Por lo dicho, es deseable que con antelacin a la construccin se hagan curvas que correlacionen los valores de las resistencias a compresin, obtenidos con el mtodo de ensayo de la Norma INV E410-07 y a flexin realizadas con los materiales que se van a utilizar en la construccin del pavimento y con base en ellas realizar el control de la produccin del concreto durante la ejecucin de la obra. Tambin se pueden establecer correlaciones entre los ensayos de traccin indirecta y flexin y con ellos hacer correlaciones similares a las que se hacen entre las resistencias a flexin y compresin. 3.1 Mdulo de rotura En este manual se tendrn en cuenta para el diseo, cuatro niveles de resistencia a la flexin de acuerdo con el nivel de trnsito. Cuando se tengan curvas de correlacin entre la resistencia a la compresin y la resistencia a la flexin se podrn usar para el control de la calidad del concreto los resultados de las pruebas de compresin.

Concreto En esta publicacin se trata del diseo de pavimentos de concreto simples, sin ningn tipo de refuerzo de acero para reforzar las losas, esta condicin tiene dos i m p l i c a c i o n e s , l a p r i m e r a d e c a r c t e r econmico, la segunda de orden tcnico. L a i m p l i c a c i n e c o n m i c a e s q u e a l n o u t i l i z a r refuerzo se obtienen pavimentos ms econmicos. La consecuencia tcnica es que el concreto debe atenderlos esfuerzos de traccin que en los concretos reforzadosa tiende el acero de refuerzo. El concreto

sin refuerzo para pavimentos debe atender por si mismo, los esfuerzos generados en la losa de concreto, esto obliga a refinarlos procesos constructivos, a ser ms exigentes, de manera especial, en lo que atae al vibrado, al curado y al corte de las juntas. En los pavimentos de concreto monolticos, el material debe atender los esfuerzos de compresin, traccin por flexin y abrasin. En cuanto a la resistencia a la abrasin se ha encontrado que cuando el concreto ofrece una resistencia a la compresin del orden de 250 kg/cm2, no se presenta abrasin en la superficie del concreto bajo el trnsito de los vehculos pesados. Los ensayos con el que se mide la resistencia a la flexin, a la compresin y a la traccin indirecta son basadas en las Normas INV E414-07, INV E-410-07 eINV E-411-07 respectivamente. Dado que en algunos sectores del pas es difcil realizar cualquiera de los ensayos para el control del concreto, es necesario solicitarle a un laboratorio de concreto que realice un diseo de mezclas, con los agregados y el cemento que se piensa utilizar en la obra, con antelacin a la construccin del pavimento, y durantito d a l a c o n s t r u c c i n d e l a v a s e d e b e m a n t e n e r l a dosificacin dada por el laboratorio y ser riguroso con las prcticas recomendadas para manejar el concreto, tanto fresco como en los primeros das despus de la construccin de las losas. 4.2.1 Materiales para el concreto 4.2.1.1 Agregados para el concreto Los agregados son el esqueleto del concreto, ello sinfluyen en la calidad del pavimento por la distribucin de los tamaos de los granos (granulometra, Norma INVE-213-07), por la dureza que ellos tengan y por laspropiedades trmicas. Se puede trabajar con agregadocuyo tamao mximo puede ser igual hasta la terceraparte del espesor de la losa y su manejo se debe hacerseparando los agregados en tres grupos, el primero paralos agregados con tamao entre 0 y 4 mm, el segundopara tamaos entre 4 y 20 mm y el tercero para lostamaos comprendidos entre 20 y 60 mm. 4.2.1.1.1 Arena La resistencia a la abrasin depende en primerainstancia de la resistencia al desgaste de la arena y luegode la que tenga el agregado grueso. La arena debe serlimpia, tanto ms, cuanto ms intenso sea el trnsito, esdecir ms limpia para las vas de trnsito pesado, lalimpieza se mide con el ensayo de equivalente arena(Norma INV E133-07). y se recomienda que est dentrode los rangos indicados en la Tabla 4-2 (Ref. 9.10).Las arenas que mejor calidad de concreto arrojanson las producidas en la explotacin de las playas obancos de ro, pues con ellas se obtienen concretos quese trabajan ms fcil que los obtenidos con arenasproducto de la trituracin mecnica de rocas.Cuando la arena se explota y se almacena formandopilas, se recomienda cubrirlas con plsticos,

para evitarque el viento se lleve la fraccin ms fina, la cual es muyimportante para darle manejabilidad al concreto. 4.2.1.1.2 Agregados gruesos De la calidad de los agregados gruesos depende elmomento, el equipo y el rendimiento para aserrar elc o n c r e t o e n l a s p r i m e r a s h o r a s . L a c a l i d a d d e l o s agregados gruesos influye tambin en la resistenciamecnica del concreto y en la resistencia al desgaste,cuando la arena no tiene un buen comportamiento frentea esta solicitacin. Se debe tener cuidado con el manejo de losa g r e g a d o s g r u e s o s d u r a n t e e l t r a n s p o r t e y s u almacenamiento para evitar que se produzcan, o concentren, partculas finas. 4.2.1.2 Cemento El cemento para la construccin de pavimentos, enprincipio, ser el tipo 1, a menos que se entreguen diseosde mezclas de concreto con otros tipos de cemento, comopuede ser el tipo 3, especialmente en lugares cercanos alas grandes ciudades o prximos a plantas de concretopremezclado. 4.2.1.3 Agua El agua debe ser potable, libre de azcares y otroscontaminantes

CONCLUSION Es Asombrosa la diversidad de usos que posee el asfalto. Es un material muy importante dentro de la construccin civil y debe ser considerado en todo momento. Las principales caractersticas del asfalto son su durabilidad, su resistencia al deslizamiento, su flexibilidad, su maleabilidad, su trabajabilidad, su uso econmico, su impermeabilidad, etc... caracterstica, sta ltima, que ms se ha desarrollado en los ltimos aos convirtiendo a Venezuela en uno de los principales pases exportadores y fabricantes de este tipo de productos. Los productos asflticos para impermeabilizacin, desarrollados en nuestro pas, han evolucionado vertiginosamente en los ltimos 10 aos, llegando a formar uniones entre el asfalto y otros materiales que optimizan la impermeabilidad, flexibilidad y durabilidad del producto. En fin... un producto que ha existido entre nosotros desde que el mundo es mundo y que con el pasar de los aos y el venir de las olas tecnolgicas ha ido evolucionando a la par de las necesidades del hombre y de la construccin civil.

TANQUES AEREOS Tanque de agua

Tanque de agua elevado. Los tanques de agua son un elemento fundamental en una red de abastecimiento de agua potable, para compensar las variaciones horarias de la demanda de agua potable. Puesto que las plantas de tratamiento de agua potable funcionan mejor si tienen poca variacin del caudal tratado, conviene mantener aproximadamente constante el caudal. Las plantas de tratamiento se dimensionan por lo tanto para que puedan producir la cantidad total de agua que la ciudad o pueblo consume a lo largo del da, y los tanques absorben las variaciones horarias: cuando hay poco consumo (como en la noche) se llenan, y cuando el consumo es mximo (como, por ejemplo, a la hora de cocinar) se vacan. Tipos de tanques Los tanques de agua, desde el punto de vista de su uso, pueden ser:

Pblicos, cuando estn localizados de forma tal en la ciudad que pueden abastecer a un amplio sector de esta Privados, cuando se encuentran al interior de las viviendas, o en el terreno de un edificio de apartamentos, y sirven exclusivamente a los moradores de este.

Desde el punto de vista de su localizacin, los tanques de agua pueden ser:

Enterrados (subterrneos). Apoyados sobre el suelo (de superficie). Areos (por encima del nivel de los techos).

Estos tres tipos de tanques pueden llegar a tener grandes dimensiones, hasta varios miles de m3

Elevados en torres (dentro de la categora de tanques areos), a estos se les llama tambin torres de agua. Estos tanques tienen la funcin de asegurar en la red la presin adecuada, en los perodos de pico de consumo. Tanque de apartamento (dentro de la categora de tanques de superficie),Son tanques de agua instalados dentro de los apartamentos debido al racionamiento de agua por causa de la escasez del liquido vital. Algunos surten el agua por gravedad y otros lo hacen ayudados por un sistema de bombeo compacto.

Tanque Areo de Almacenamiento El tanque areo tiene como propsito primordial la provisin de agua a la casa por gravedad. Su instalacin es generalmente sobre las vigas de la casa. Los materiales a partir de los cuales puede ser elaborado son ferrocemento, politileno reforzado y hasta de botellas plticas desechables utilizadas para los refrescos de soda.

En el caso del ferrocemento, el tanque se elabora de una forma artesanal, con estructura de malla electrosoldada, entretejida con malla gallinero. Esta es una opcin muy funcional y de muy bajo costo en materiales de construccin.

Aguas residuales El trmino agua residual define un tipo de agua que est contaminada con sustancias fecales y orina, procedentes de desechos orgnicos humanos o animales. Su importancia es tal que requiere sistemas de canalizacin, tratamiento y desalojo. Su tratamiento nulo o indebido genera graves problemas de contaminacin.

A las aguas residuales tambin se les llama aguas servidas, fecales o cloacales. Son residuales, habiendo sido usada el agua, constituyen un residuo, algo que no sirve para el usuario directo; y cloacales porque son transportadas mediante cloacas (del latn cloaca, alcantarilla), nombre que se le da habitualmente al colector. Algunos autores hacen una diferencia entre aguas servidas y aguas residuales en el sentido que las primeras solo provendran del uso domstico y las segundas corresponderan a la mezcla de aguas domsticas e industriales. En todo caso, estn constituidas por todas aquellas aguas que son conducidas por el alcantarillado e incluyen, a veces, las aguas de lluvia y las infiltraciones de agua del terreno. El trmino aguas negras tambin es equivalente debido a la coloracin oscura que presentan. Todas las aguas naturales contienen cantidades variables de otras sustancias en concentraciones que varan de unos pocos mg/litro en el agua de lluvia a cerca de 35 mg/litro en el agua de mar. A esto hay que aadir, en las aguas residuales, las impurezas procedentes del proceso productor de desechos, que son los propiamente llamados vertidos. Las aguas residuales pueden estar contaminadas por desechos urbanos o bien proceder de los variados procesos industriales. La composicin y su tratamiento pueden diferir mucho de un caso a otro, por lo que en los residuos industriales es preferible la depuracin en el origen del vertido que su depuracin conjunta posterior. Por su estado fsico se puede distinguir:

Fraccin suspendida: desbaste, decantacin, filtracin. Fraccin coloidal: precipitacin qumica. Fraccin soluble: oxidacin qumica, tratamientos biolgicos, etc.

Caractersticas de las aguas residuales [editar] Sustancias qumicas (composicin) Las aguas servidas estn formadas por un 99% de agua y un 1% de slidos en suspensin y solucin. Estos slidos pueden clasificarse en orgnicos e inorgnicos. Los slidos inorgnicos estn formados principalmente por nitrgeno, fsforo, cloruros, sulfatos, carbonatos, bicarbonatos y algunas sustancias txicas como arsnico, cianuro, cadmio, cromo, cobre, mercurio, plomo y zinc.

Los slidos orgnicos se pueden clasificar en nitrogenados y no nitrogenados. Los nitrogenados, es decir, los que contienen nitrgeno en su molcula, son protenas, ureas, aminas y aminocidos. Los no nitrogenados son principalmente celulosa, grasas y jabones. La concentracin de orgnicos en el agua se determina a travs de la DBO5, la cual mide material orgnico carbonceo principalmente, mientras que la DBO20 mide material orgnico carbonceo y nitrogenado DBO2. Aniones y cationes inorgnicos y compuestos orgnicos [editar] Caractersticas bacteriolgicas Una de las razones ms importantes para tratar las aguas residuales o servidas es la eliminacin de todos los agentes patgenos de origen humano presentes en las excretas con el propsito de cortar el ciclo epidemiolgico de transmisin. Estos son, entre otros:

Coliformes totales Coliformes fecales Salmonellas Virus

[editar] Materia en suspensin y materia disuelta A efectos del tratamiento, la gran divisin es entre materia en suspensin y materia disuelta.

La materia en suspensin se separa por tratamientos fsicoqumicos, variantes de la sedimentacin y filtracin. En el caso de la materia suspendida slida se trata de separaciones slido - lquido por gravedad o medios filtrantes y, en el caso de la materia aceitosa, se emplea la separacin L-L, habitualmente por flotacin. La materia disuelta puede ser orgnica, en cuyo caso el mtodo ms extendido es su insolubilizacin como material celular (y se convierte en un caso de separacin S-L) o inorgnica, en cuyo caso se deben emplear caros tratamientos fsicoqumicos como la smosis inversa.

Los diferentes mtodos de tratamiento atienden al tipo de contaminacin: para la materia en suspensin, tanto orgnica como inorgnica, se emplea la sedimentacin y la filtracin en todas sus variantes. Para la materia disuelta se emplean los tratamientos biolgicos (a veces la oxidacin qumica) si es orgnica, o los mtodos de membranas, como la smosis, si es inorgnica.

[editar] Principales parmetros Los parmetros caractersticos, mencionados en la Directiva Europea, son:

Temperatura pH Slidos en suspensin totales (SST) o Materia orgnica valorada como DQO y DBO (a veces TOC) Nitrgeno total Kjeldahl (NTK) Nitrgeno amoniacal y nitratos

Tambin hay otros parmetros a tener en cuenta como fsforo total, nitritos, sulfuros, slidos disueltos. [editar] Influencias en el medio receptor Definicin de contaminacin segn el Reglamento del Dominio Pblico Hidrulico: "Se entiende por contaminacin, a los efectos de la Ley de Aguas, la accin y el efecto de introducir materias o formas de energa, o inducir condiciones en el agua que, de modo directo o indirecto, impliquen una alteracin perjudicial de su calidad en relacin con los usos posteriores o con su funcin ecolgica."1 1. Vertido de sustancias orgnicas degradables: producen una disminucin del oxgeno disuelto, ya que los microorganismos que degradan la materia orgnica consumen oxgeno para su oxidacin. Si la demanda de oxgeno es superior a la aireacin por disolucin de oxgeno atmosfrico, se puede llegar a un ciclo anaerobio: se consume oxgeno combinado en lugar de molecular, crendose un ambiente reductor, con la aparicin de amonaco, nitrgeno y cido sulfhdrico, y la reduccin de sulfatos a sulfuros; el agua se torna oscura, de olor desagradable y con grmenes patgenos. 2. Incorporacin de compuestos txicos, tanto orgnicos como inorgnicos. Eliminan los organismos depuradores, o bien inhiben su desarrollo impidiendo reacciones enzimticas. Intoxican tambin a varios niveles de la cadena trfica, desde microorganismos hasta animales superiores. 3. Incorporacin de materia en suspensin, que reduce la entrada de luz y atasca los rganos respiratorios y filtradores de muchos animales. 4. Alteracin del equilibrio salino (balance en sodio, calcio, etc) y del pH.

[editar] Anlisis ms frecuentes para aguas residuales [editar] Determinacin de slidos totales Mtodo 1. Evaporar al bao Mara 100 ml de agua bruta tamizada. 2. Introducir el residuo en la estufa y mantenerlo a 105 C durante 2 horas. 3. Pasarlo al desecador y dejar que se enfre. 4. Pesar. Sea Y el peso del extracto seco a 105 C 5. Calcinar en un horno a 525 25 C durante 2 horas. 6. Dejar que se enfre en el desecador. 7. Pesar. Sea Y el peso del residuo calcinado. 8. Clculos Peso de la fraccin orgnica de los slidos totales de la muestra=Y-Y, siendo Y el peso de las materias totales de la muestra e Y el peso de la fraccin mineral de las materias totales de la muestra. [editar] Determinacin de la DBO Artculo principal: Demanda biolgica de oxgeno La demanda biolgica de oxgeno (DBO), es un parmetro que mide la cantidad de materia susceptible de ser consumida u oxidada por medios biolgicos que contiene una muestra lquida, disuelta o en suspensin. Se utiliza para medir el grado de contaminacin, normalmente se mide transcurridos cinco das de reaccin (DBO5), y se expresa en miligramos de oxgeno diatmico por litro (mgO2/l). El mtodo de ensayo se basa en medir el oxgeno consumido por una poblacin microbiana en condiciones en las que se ha inhibido los procesos fotosintticos de produccin de oxgeno en condiciones que favorecen el desarrollo de los microorganismos. Es un mtodo que constituye un medio vlido para el estudio de los fenmenos naturales de destruccin de la materia orgnica, representando la cantidad de oxgeno consumido por los grmenes aerobios para asegurar la descomposicin dentro de condiciones bien especificadas de las materias orgnicas contenidas en el agua a analizar. El mtodo pretende medir, en principio, exclusivamente la concentracin de contaminantes orgnicos. Sin embargo, la oxidacin de la materia orgnica no es la nica causa del fenmeno, sino que tambin intervienen la oxidacin de nitritos y de las sales amoniacales, susceptibles de ser tambin oxidadas por las bacterias en disolucin. Para evitar este hecho se aade N-aliltiourea

como inhibidor. Adems, influyen las necesidades de oxgeno originadas por los fenmenos de asimilacin y de formacin de nuevas clulas. [editar] Determinacin de la DQO Artculo principal: demanda qumica de oxgeno La demanda qumica de oxgeno (DQO) es un parmetro que mide la cantidad de materia orgnica susceptible de ser oxidada por medios qumicos que hay en una muestra lquida. Se utiliza para medir el grado de contaminacin y se expresa en miligramos de oxgeno diatmico por litro (mg O2/l). Aunque este mtodo pretende medir exclusivamente la concentracin de materia orgnica, puede sufrir interferencias por la presencia de sustancias inorgnicas susceptibles de ser oxidadas (sulfuros, sulfitos, yoduros...). La DQO est en funcin de las caractersticas de las materias presentes, de sus proporciones respectivas, de las posibilidades de oxidacin, etc. Es por esto que la reproductividad de los resultados y su interpretacin no podrn ser satisfechos ms que en condiciones de metodologa bien definidas y estrictamente respetadas. [editar] Tratamiento del agua residual

Diagrama de una planta convencional de tratamiento de aguas residuales. Artculos principales: Tratamiento de aguas residuales y Saneamiento ecolgico Toda agua servida o residual debe ser tratada tanto para proteger la salud pblica como para preservar el medio ambiente. Antes de tratar cualquier agua servida debemos conocer su composicin. Esto es lo que se llama

caracterizacin del agua. Permite conocer qu elementos qumicos y biolgicos estn presentes y da la informacin necesaria para que los ingenieros expertos en tratamiento de aguas puedan disear una planta apropiada al agua servida que se est produciendo. Una Planta de tratamiento de Aguas Servidas debe tener como propsito eliminar toda contaminacin qumica y bacteriolgica del agua que pueda ser nociva para los seres humanos, la flora y la fauna de manera que el agua sea dispuesta en el ambiente en forma segura. El proceso, adems, debe ser optimizado de manera que la planta no produzca olores ofensivos hacia la comunidad en la cual est inserta. Una planta de aguas servidas bien operada debe eliminar al menos un 90% de la materia orgnica y de los microorganismos patgenos presentes en ella. Como se ve en este grfico, la etapa primaria elimina el 60% de los slidos suspendidos y un 35% de la DBO. La etapa secundaria, en cambio, elimina el 30% de los slidos suspendidos y un 55% de la DBO. Etapas del tratamiento del agua residual El proceso de tratamiento del agua residual se puede dividir en cuatro etapas: pretratamiento, primaria, secundaria y terciaria. Algunos autores llaman a las etapas preliminar y primaria unidas como etapa primaria. Etapa preliminar La etapa preliminar debe cumplir dos funciones: 1. Medir y regular el caudal de agua que ingresa a la planta 2. Extraer los slidos flotantes grandes y la arena (a veces, tambin la grasa). Normalmente las plantas estn diseadas para tratar un volumen de agua constante, lo cual debe adaptarse a que el agua servida producida por una comunidad no es constante. Hay horas, generalmente durante el da, en las que el volumen de agua producida es mayor, por lo que deben instalarse sistemas de regulacin de forma que el caudal que ingrese al sistema de tratamiento sea uniforme. Asimismo, para que el proceso pueda efectuarse normalmente, es necesario filtrar el agua para retirar de ella slidos y grasas. Las estructuras encargadas de esta funcin son las rejillas, tamices, trituradores (a veces), desgrasadores y desarenadores. En esta etapa tambin se puede realizar la preaireacin, cuyas funciones son: a) Eliminar los compuestos voltiles

presentes en el agua servida, que se caracterizan por ser malolientes, y b) Aumentar el contenido de oxgeno del agua, lo que ayuda a la disminucin de la produccin de malos olores en las etapas siguientes del proceso de tratamiento. Etapa primaria Tiene como objetivo eliminar los slidos en suspensin por medio de un proceso de sedimentacin simple por gravedad o asistida por coagulantes y floculantes. As, para completar este proceso se pueden agregar compuestos qumicos (sales de hierro, aluminio y polielectrolitos floculantes) con el objeto de precipitar el fsforo, los slidos en suspensin muy finos o aquellos en estado de coloide. Las estructuras encargadas de esta funcin son los estanques de sedimentacin primarios o clarificadores primarios. Habitualmente estn diseados para suprimir aquellas partculas que tienen tasas de sedimentacin de 0,3 a 0,7 mm/s. Asimismo, el perodo de retencin es normalmente corto, 1 a 2 h. Con estos parmetros, la profundidad del estanque flucta entre 2 a 5 m. En esta etapa se elimina por precipitacin alrededor del 60 al 70% de los slidos en suspensin. En la mayora de las plantas existen varios sedimentadores primarios y su forma puede ser circular, cuadrada a rectangular. Etapa secundaria Tiene como objetivo eliminar la materia orgnica en disolucin y en estado coloidal mediante un proceso de oxidacin de naturaleza biolgica seguido de sedimentacin. Este proceso biolgico es un proceso natural controlado en el cual participan los microorganismos presentes en el agua residual, y que se desarrollan en un reactor o cuba de aireacin, ms los que se desarrollan, en menor medida en el decantador secundario. Estos microorganismos, principalmente bacterias, se alimentan de los slidos en suspensin y estado coloidal produciendo en su degradacin anhdrido carbnico y agua, originndose una biomasa bacteriana que precipita en el decantador secundario. As, el agua queda limpia a cambio de producirse unos fangos para los que hay que buscar un medio de eliminarlos. En el decantador secundario, hay un flujo tranquilo de agua, de forma que la biomasa, es decir, los flculos bacterianos producidos en el reactor, sedimentan. El sedimento que se produce y que, como se dijo, est formado fundamentalmente por bacterias, se denomina fango activo.

Los microorganismos del reactor aireado pueden estar en suspensin en el agua (procesos de crecimiento suspendido o fangos activados), adheridos a un medio de suspensin (procesos de crecimiento adherido) o distribuidos en un sistema mixto (procesos de crecimiento mixto). Las estructuras usadas para el tratamiento secundario incluyen filtros de arena intermitentes, filtros percoladores, contactores biolgicos rotatorios, lechos fluidizados, estanques de fangos activos, lagunas de estabilizacin u oxidacin y sistemas de digestin de fangos. Etapa terciaria Tiene como objetivo suprimir algunos contaminantes especficos presentes en el agua residual tales como los fosfatos que provienen del uso de detergentes domsticos e industriales y cuya descarga en cursos de agua favorece la eutrofizacin, es decir, un desarrollo incontrolado y acelerado de la vegetacin acutica que agota el oxgeno, y mata la fauna existente en la zona. No todas las plantas tienen esta etapa ya que depender de la composicin del agua residual y el destino que se le dar. Principales pasos del tratamiento de aguas residuales Desinfeccin Las aguas servidas tratadas normalmente contienen microorganismos patgenos que sobreviven a las etapas anteriores de tratamiento. Las cantidades de microorganismos van de 10.000 a 100.000 coliformes totales y 1.000 a 10.000 coliformes fecales por 100 ml de agua, como tambin se aslan algunos virus y huevos de parsitos. Por tal razn es necesario proceder a la desinfeccin del agua. Esta desinfeccin es especialmente importante si estas aguas van a ser descargadas a aguas de uso recreacional, aguas donde se cultivan mariscos o aguas que pudieran usarse como fuente de agua para consumo humano. Los mtodos de desinfeccin de las aguas servidas son principalmente la cloracin y la iozonizacin, pero tambin se ha usado la bromacin y la radiacin ultravioleta. El ms usado es la cloracin por ser barata, fcilmente disponible y muy efectiva. Sin embargo, como el cloro es txico para la vida acutica el agua tratada con este elemento debe ser sometida a decloracin antes de disponerla a cursos de agua natural. Desde el punto de vista de la salud pblica se encuentra aceptable un agua servida que contiene menos de 1.000 coliformes totales por 100 ml y con una DBO inferior a 50 mg/L.

La estructura que se usa para efectuar la cloracin es la cmara de contacto. Consiste en una serie de canales interconectados por los cuales fluye el agua servida tratada de manera que sta est al menos 20 minutos en contacto con el cloro, tiempo necesario para dar muerte a los microorganismos patgenos. Tratamiento de los fangos Los sedimentos que se generan en las etapas primaria y secundaria se denominan fangos. Estos fangos contienen gran cantidad de agua (99%), microorganismos patgenos y contaminantes orgnicos e inorgnicos. Se han desarrollado varios mtodos para el tratamiento de los fangos e incluyen: digestin anaerobia, digestin aerobia, compostaje, acondicionamiento qumico y tratamiento fsico. El propsito del tratamiento de los fangos es destruir los microbios patgenos y reducir el porcentaje de humedad. La digestin anaerobia se realiza en un estanque cerrado llamado digestor y no requiere la presencia de oxgeno pues es realizada por bacterias que se desarrollan en su ausencia. Para el ptimo crecimiento de estos microorganismos se requiere una temperatura de 35 C. Las bacterias anaerobias degradan la materia orgnica presente en el agua servida, en una primera fase, a cido propinico, cido actico y otros compuestos intermedios, para posteriormente dar como producto final metano (60 70 %), anhdrido carbnico (30%) y trazas de amonaco, nitrgeno, anhdrido sulfuroso e hidrgeno. El metano y el anhdrido carbnico son inodoros; en cambio, el cido propinico tiene olor a queso rancio y el cido actico tiene un olor a vinagre. La digestin aerobia se realiza en un estanque abierto y requiere la presencia de oxgeno y, por tanto, la inyeccin de aire u oxgeno. En este caso la digestin de la materia orgnica es efectuada por bacterias aerobias, las que realizan su actividad a temperatura ambiente. El producto final de esta digestin es anhdrido carbnico y agua. No se produce metano. Este proceso bien efectuado no produce olores. El compostaje es la mezcla del fango digerido aerbicamente con madera o llantas trituradas, con el objetivo de disminuir su humedad para posteriormente ser dispuesto en un relleno sanitario. El acondicionamiento qumico se puede aplicar tanto a los fangos crudos como digeridos e incluye la aplicacin de coagulantes tales como el sulfato de aluminio, el cloruro frrico y los polmeros, los que tienen como funcin ayudar a la sedimentacin de las materias en suspensin y solucin en el

fango; la elutriacin o lavado del fango, la cloracin y la aplicacin de floculante. El tratamiento fsico incluye el tratamiento por calor y el congelamiento de los fangos. Una vez concluida la etapa de digestin microbiana, ya sea aerobia o anaerobia, los fangos an contienen mucha agua (alrededor de un 90%) por lo que se requiere deshidratarlos para su disposicin final. Para ello se han diseado dos mtodos principales: secado por aire y secado mecnico. Deshidratacin de los fangos Se han hecho diversas estructuras para el secado por aire de los fangos. Entre ellas estn: lechos de arena, lechos asistidos de arena, lagunas de fangos, lechos adoquinados y eras de secado. Para el secado mecnico existen filtros banda, filtros prensa, filtros de vaco y centrfugas. Los fangos deshidratados deben disponerse en una forma ambientalmente segura. Para ello, segn el caso, pueden llevarse a rellenos sanitarios, ser depositados en terrenos agrcolas y no agrcolas o incinerados. La aplicacin en terrenos agrcolas requiere que el fango no presente sustancias txicas para las plantas, animales y seres humanos. Lo habitual es que s las contengan por lo que lo normal es que sean dispuestos en rellenos sanitarios o incinerados. Qu es acueductos? Los acueductos son tneles artificiales que llevan agua de un lugar a otro. Ellos son utilizados para que areas secas pueden obtener agua de reas que tienen ms. Pensamos acueductos eran slo utilizado en tiempos antiguos. Entonces ellos eran lindos puentes de agua que estaban encima del suelo. Los romanos antiguos construyeron algunos de estos y ellos pueden ser vistos todava. Los acueductos se han utilizado para el abastecimiento de agua o para el transporte de un lugar a otro. Algunos de nuestros miembros equipos visitaron Acueducto de Roebling Delaware y tomaron el retrato a la derecha. Este se dise originalmente para el viaje a travs del Ro Delaware cuando ellos encontraron que el Transbordador no era capaz de llevar a todas las personas que querian cruzar. As que todos

acueductos no se utilizaron para beber agua. Cmo trabaja un acueducto para agua de beber beber? Las aperturas del acueducto pueden estar en una corriente, en el depsito, o en rea grande con agua. El agua mueve cuesta abajo por gravedad para que algunos acueductos empiece ms alto arriba que donde el agua va. Cundo la tierra es plana yl no se puede mover cuesta abajo, las bombas se utilizan para empujar el agua por el acueducto. Hay dos clases de acueductos: el encima de-suelo y las clases subterrneas. Los acueductos del encima de-suelo se parecen a veces a puentes. El agua en esta clase de acueducto quizs este fuera, en la superficie [agua de superficie] o est dentro de un tubo como un tubo de tunnel. Los acueductos de superficie del agua necesitan el tratamiento de agua por que todas las cosas [las ramitas, excremento animal, la tierra] caen adentro y necesitan ser sacadas. Como es un acueducto subterrneo ? Muchos acueductos son verdaderamente millas y millas de tubos o canales que ligan dos lugares uno con el otro. Estos tneles pueden estar hecho de piedra, de ladrillo, de madera, o de metal. Los acueductos subterrneos no necesitan tanto tratamiento de agua porque ellos son cerrados y las cosas como hojas, y como excremento animal no les pueden entrar. Visitamos el acueducto Viejo de Croton y tomamos algunas fotografias interesantes. Este acueducto tiene 38 millas de longitud y tom agua del Ro de Croton a la Ciudad de Nueva York. Encima de-suelo y acueductos subterrneos,los dos tipos tienen puertas y vlvulas para controlar cunta agua atraviesa.

Acueductos y construccion. El trmino de acueducto, proviene de la palabra griega acuarelasae, que quiere decir transporte de agua. Un acueducto, es un sistema o un conjunto de sistemas articulados, por medio del cual es transportada el agua en forma de flujo continuo, partiendo desde un lugar en que se accede a la misma con facilidad, hasta llegar al destino en que ser consumida.

En cualquier parte en que encuentre algn asentamiento humano, sin importar las dimensiones del mismo, necesita tener a disposicin un sistema por el cual sea provedo con agua, para poder satisfacer las necesidades bsicas. Una de las soluciones que se empleaban en estos casos era el establecimiento de la poblacin en lugares aledaos a los ros o a un manantial, para as conducir el agua con mayor facilidad a los distintos puntos de consumo. Otra de las medidas que se adoptan, es la excavacin de pozos en toda el rea habitada o la construccin de aljibes. En los casos que la poblacin en cuestin, se convierte en una ciudad, se procede a utilizar sistemas de conduccin en los que el agua sea obtenida desde los puntos ms convenientes y que pueda ser guiada hasta el sitio en que se encuentra establecida la ciudad. De hecho, en los casos que el poblado se ubicaba en las orillas de algn ro, la elaboracin de las conducciones era la mejor manera de que el suministro de la misma fuera garantizado, para evitar que el agua sea extrada directamente del ro. En algunos casos se creaban los acueductos debido a que el agua del ro era de menor calidad. A pesar de que se tienen muestras de algunos precedentes de civilizaciones antiguas pertenecientes al Prximo Oriente, adems de que los ingenieros griegos crearon algunas conducciones eficientes, fueron los romanos quienes ayudados por la implementacin del hormign, pudieron poner en marcha distintas tcnicas que luego se difundieron alrededor de todas las

ciudades del Mediterrneo. La mayor parte del recorrido que hacan los conductos, era por medio de canales, que solan ser cubiertos, y la construccin de los mismos se realizaba por las laderas de los montes, tomando como gua la lnea de la pendiente; luego eran ubicadas peridicamente las cajas de agua o arcas de agua, que son unos pequeos depsitos en los que se regularizaban los caudales. Los planteamientos que efectuaron los romanos en sus acueductos, continuaron siendo utilizados hasta el siglo XIX, pues en el siglo XX, al producirse avances en cuanto a la produccin de cementos, el hormign armado, con el surgimiento de nuevos materiales y de nuevas tcnicas, fue posible crear unas estaciones de bombeo ms eficientes.

Construccin ciclpea

Castro.

Castro. Vista interior. Se llama construccin ciclpea a la realizada con grandes piedras sin argamasa. Aunque algunos arquelogos, las denominan tambin construcciones megalticas, las construcciones ciclpeas se distinguen de aqullas en que tienen algn aparejo que puede ser ms o menos poligonal y semiescuadrado o bien ciclpeo propiamente dicho; no as las megalticas. Y como se han credo hallar este tipo en las antiguas construcciones de Micenas y Tirinto (Grecia) que se atribuan a los pelasgos o primeros pobladores de dicha regin, de ah provienen los nombres de pelsgicas y micnicas con que tambin se las conoce aunque bien podran ser de origen oriental y debidas a los fenicios por lo menos en Espaa. Civilizacin micnica Es tpico el recinto amurallado de Micenas. Tambin las fortificaciones ciclpeas de Tirinto, con casamatas, aspilleras y en otras fortalezas y acrpolis micnicas, u otras como las de Gla, Troya, la Acrpolis de Atenas (el muro pelsgico), etc. El puente micnico de Kazarma, en la carretera de Micenas y Tirinto a Epidauro, es de la misma factura. An est en uso para las necesidades locales y agrcolas. Clasificacin A este gnero de construcciones pertenecen las conocidas con los siguientes nombres:

murallas ciclpeas, verdaderos muros defensivos de antiguas ciudades como son los restos de las primitivas murallas de Tarragona, Ibrs (Jan), Numancia y Santa Mara de Huerta (Soria). castros de Galicia y citanias en Extremadura y Portugal o ruinas de antiguos pueblos en recintos fortificados con fosos y parapetos de permetro ms o menos circular en montecillos que no siempre datan de pocas prehistricas. talayotes de Baleares, edificios de piedra en forma de cono truncado casi macizos, con alguna rampa o rudimentaria escalera exterior y con una pequea cmara en su interior a la que se accede por una puerta pequea y un estrecho corredor. navetas de Menorca, construcciones de estructura semejante a los talayotes, aunque tienen su cmara interior ms amplia y ofrecen al exterior algn parecido con una pequea nave invertida, de donde les viene el nombre impropio que llevan (pues su planta tiene ms bien forma de herradura)

nuragas, de Cerdea, edificios que en dicha isla corresponden a los talayotes de Baleares, aunque de forma algo ms cnica y a veces semielipsoidal. tumbas de cpula (de falsa bveda cupuliforme), cmaras sepulcrales formadas por series de piedras horizontales y en crculo, salientes unas sobre otras hasta constituir una especie de cpula algo cnica, soterradas y precedidas de una galera cubierta, como lo es la famosa de Micenas conocida como el Tesoro de Atreo. A este ltimo tipo corresponden no pocos monumentos de Andaluca, Extremadura y Portugal, como las tumbas de Los Millares (Almera) y con ms propiedad an la necrpolis del Romeral en Antequera (Mlaga), otro monumento en la vasta necrpolis de Carmona (Sevilla), el dolmen de la Granja de Toniuelo en Jerez de los Caballeros (Badajoz), etc. En ellos se advierte la falsa cpula montada sobre construcciones megalticas, unindose en un solo monumento ambos sistemas constructivos.

En Amrica del Norte, se conocen con el nombre de cliff-duvellers o casas de peascos las ruinas de ciertas viviendas de arquitectura ciclpea, establecidas entre rocas y formando, a veces, casas de varios pisos rodeadas por muros defensivos que se hallan, entre otros, en los estados de Colorado, Nuevo Mxico, Arizona, etc. En el antiguo Per, se encuentran asimismo abundantes restos de construcciones ciclpeas como las murallas de Cuzco y los monumentos funerarios en forma de torres ya cuadradas, ya redondas y ligeramente cnicas, llamadas chulpas. De stas y otros sepulcros en forma de pequeos dlmenes se conservan un buen nmero en las inmediaciones del lago Titicaca. Los Muros de Contencin deben ser diseados de tal forma que resistan la presin lateral de tierra, las presiones de poros, el peso propio de la estructura e incluso las cargas ssmicas a las cuales pueden llegar a ser sometidos. De manera similar, en el diseo de este tipo de estructuras se debe tener en cuenta su vida util de servicio, o tiempo durante el cual se espera que sigan cumpliendo sus funciones de manera ptima. De acuerdo a lo anterior, se deben considerar en los anlisis factores tales como los efectos a largo plazo del deterioro de los materiales que componen la estructura. Galera de Imgenes:

En trminos generales un Muro de Contencin permanente debe ser diseado para una vida til de servicio de no menos de 50 aos, de acuerdo a lo estipulado por el cdigo de la AAHSTO. De forma similar, cuando se plantea la construccin de un Muro de Contencin temporal, se debe tomar en el diseo una vida til de servicio de por lo menos 5 aos. Es importante no olvidar el aspecto esttico en el diseo de este tipo de estructuras, ya que estas deben mantener una apariencia agradable durante su vida til de servicio sin requerir de mayores obras de mantenimiento. Los Muros de Contencin se clasifican en los siguientes grupos:

Muros de Gravedad. Muros de Semigravedad. Muros en Voladizo. Muros Anclados.

La seleccin del tipo de muro apropiado se debe realizar de acuerdo a diversos criterios, tales como la carga de diseo, la profundidad del suelo competente, presencia de factores ambientales que produzcan deterioro, impedimentos fsicos del sitio, geometra y secciones del sitio, asentamientos potenciales, factores estticos, facilidad constructiva, mantenimiento y costos, entre otros.

RECONSTRUCCION DE FALLA DE BORDE

FALLAS DE LA CORTEZA TERRESTRE

TIPOS DE FALLA

Falla transformante

Fallas transformantes (lneas rojas).