Estudio de cunetas en vías terciarias en enrocado y con vegetació

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Universidad de La Salle Universidad de La Salle 
Ciencia Unisalle Ciencia Unisalle 
Ingeniería Civil Facultad de Ingeniería 
2015 
Estudio de cunetas en vías terciarias en enrocado y con Estudio de cunetas en vías terciarias en enrocado y con 
vegetación Stenotaphrum secundatum mediante un modelo vegetación Stenotaphrum secundatum mediante un modelo 
físico físico 
Alfonso Rosales Fonseca 
Universidad de La Salle, Bogotá 
Cesar Eduardo Silva Serna 
Universidad de La Salle, Bogotá 
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 ESTUDIO DE CUNETAS EN VÍAS TERCICARIAS EN ENROCADO Y CON 
VEGETACIÓN (STENOTAPHRUM SECUNDATUM) MEDIANTE UN MODELO 
FÍSICO. 
 
 
 
 
Alfonso Rosales Fonseca 
Cesar Eduardo Silva Serna 
 
 
 
UNIVERSIDAD DE LA SALLE 
 
Facultad de Ingeniería 
 
Programa de Ingeniería Civil 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Bogotá D.C. 
2015 
 
 
 
 
 
Estudio de Cunetas en Vías Terciarias en Enrocado y con Vegetación (Stenotaphrum 
Secundatum) Mediante un Modelo Físico. 
 
 
Alfonso Rosales Fonseca 
Cesar Eduardo Silva Serna 
 
 
Trabajo de grado presentado como requisito para optar a título de 
Ingeniero Civil 
 
Director Temático: 
Ing. Luis Efrén Ayala Rojas Mag. 
 
 
 
 
 
 
Universidad de la Salle 
Facultad de Ingeniería 
Programa de Ingeniería Civil 
 
 
 
Bogotá DC 
2015 
 
I 
 
 
 
 
 
 
 
Agradecimientos 
 
Los autores desean expresar su agradecimiento a: 
Ingeniero Luis Efrén Ayala director del trabajo de investigación “Estudio de Cunetas en Vías 
Terciarias en Enrocado y con Vegetación (Stenotaphrum Secundatum) Mediante un Modelo 
Físico” por la colaboración y apoyo brindado a este trabajo investigativo, quien fue un 
profesor que nos transmitió su valioso conocimiento a lo largo de la carrera y puntualmente 
a este proyecto de grado. 
A todos los docentes e ingenieros que hicieron parte de nuestra formación profesional 
quienes aportaron un grano de arena para adquirir los conocimientos y aptitudes los cuales 
sirvieron para culminar nuestra tesis de grado. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
II 
 
 
 
 
 
 
 
Dedicatoria 
Es mi deseo dedicar este proyecto mi padre Alfonso Rosales Jaimes, sin cuyo incesante 
apoyo y compañía durante todo mi proceso formativo como ingeniero, me dio las fuerzas y 
la inspiración para continuar; a mi madre Clara Inés Fonseca, quien fue mi piedra angular en 
este gran proyecto y sin cuyos esfuerzos no habría alcanzado esta etapa. 
A mis hermanos Camila Andrea y Wolfgang, quienes me aportaron los conocimientos y 
herramientas necesarias para completar cada fase del proceso; a mis amigos Nathaly Carrión 
y Sergio Mora y mis compañeros quienes fueron vitales en el desarrollo de todas las 
actividades que complementaron este proyecto. 
Y en especial, a mi gran amiga especial María Paula Barrera, cuya historia de vida, ha 
inspirado la mia para seguir adelante sin nunca jamás rendirse, sino levantarse después de 
cada caída y no renunciar nunca a los sueños y metas. 
A todas las personas que me acompañaron en mi proceso formativo como ingeniero, y 
que hoy me ven culminar este sueño que comenzó hace cinco años y que aun contínua en 
construcción. 
 
 
Alfonso Rosales Fonseca 
 
 
 
 
III 
 
 
 
Dedicatoria 
 
Dedico este proyecto a mi abuela Marleny Báez Díaz, quien me apoyó desde el principio 
de mi vida y de mi carrera, siendo un soporte incondicional, por ser el motor de mi lucha día 
a día, por ser esa persona que en las adversidades siempre confió en mí y me brindó su más 
sincero amor transmitido en palabras sabias y consejos. Por su esfuerzo y sacrificio constante 
para que yo saliera adelante y cumplir todas mis metas y logros propuestos, a ella doy mil 
gracias por ser quien soy hoy en día. 
A mis padres, Cesar Gilberto Silva Escobar y Liliana Serna Báez, quienes me dieron la 
vida y me inculcaron valores que me ayudaron a ser una persona honesta, educada y 
responsable. 
A mi hermano Sebastián Moreno Serna, quien con su inocencia y amor me enseñó que 
existen personas en la vida por quien luchar y seguir adelante, por sus muchas cualidades que 
me demuestran lo valioso que es en mi vida. 
A mi tío Jaime Serna Báez y Judy Adriana Cardona Arias, quienes fueron una un apoyo 
fundamental para lograr las metas que he conseguido hoy en día; por su apoyo incansable 
con muchos miembros de nuestra hermosa familia. 
Jaime Serna Baez, quien me guió en el camino de mi carrera dándome la mano cuando 
más lo necesité. 
A mi tío Raúl Antonio Báez Díaz, quien con su honestidad e infinito apoyo me ayudó a 
lograr objetivos de gran importancia en mi vida. 
A mis compañeros y amigos Iván Caamaño, Danilo Buitrago, Cristhian Triana y Alfonso 
Rosales Fonseca, quienes estuvieron presentes en mi formación profesional y personal; y 
además fueron uno de los pilares que ayudaron a edificar los logros y metas planteados, 
gracias a la amistad incondicional y mutua confianza que surgió y se consolidó. 
César Eduardo Silva Serna 
 
IV 
 
 
 
 
 
 
 
 
V 
 
 
 
Tabla de Contenido 
 
Agradecimientos ..................................................................................................................... I 
Dedicatoria ............................................................................................................................. II 
Dedicatoria ............................................................................................................................ III 
Tabla de Contenido ................................................................................................................ V 
Lista de Tablas .................................................................................................................... VII 
Lista de Figuras .................................................................................................................. VIII 
Lista de Anexos ..................................................................................................................... X 
Introducción ............................................................................................................................ 1 
1. Descripción del Problema ............................................................................................... 2 
2.1 Formulación del Problema ................................................................................ 2 
2.2 Objetivos ........................................................................................................... 3 
2.2.1Objetivo General ......................................................................................................... 3 
2.2.2 Objetivos Específicos ................................................................................................. 3 
2. Marco Referencial .......................................................................................................... 4 
3.1 Antecedentes Teóricos ...................................................................................... 4 
3.1.1 Cunetas con recubrimiento y uso de caudal ................................................................ 5 
3.1.2 Recubrimiento en enrocado ........................................................................................ 9 
3.1.3 Cunetas con Vegetación ............................................................................................ 12 
3.1 Marco Teórico ................................................................................................. 13 
3.2 Marco Conceptual ........................................................................................... 15 
3.3 Marco Legal .................................................................................................... 17 
3. Materiales y Metodología ............................................................................................. 18 
3.1.1 Fase I: Investigación de Campo y Estado del Arte ......................................... 18 
3.1.2 Fase II: Modelación Física en laboratorio ...................................................... 18 
3.1.3 Fase III: Obtención y Análisis de Resultados ................................................. 19 
3.2 Vía modelo en Jenesano – Boyacá ................................................................. 21 
3.2.1 Registro Fotográfico ................................................................................................. 22 
3.2.2 Características geométricas de la vía en estudio ....................................................... 26 
3.2.3 Modelación en 3D de la vía: ..................................................................................... 28 
3.3 Cálculo Del Caudal Diseño ............................................................................. 31 
3.3.1 Cálculo del caudal por el método racional ................................................................ 32 
3.3.2 Escala de caudal, similitud de Froude ...................................................................... 36 
3.4 Enrocado ......................................................................................................... 38 
3.5 Vegetación en Modelo Físico: Stenotaphrum Secundatum ............................ 45 
Escala de Vegetación ............................................................................................................ 46 
3.6 Modelación en Laboratorio ............................................................................. 48 
3.6.1 Limpieza del equipo .................................................................................................. 48 
3.6.2 Elaboración del modelo: ........................................................................................... 51 
3.7 Procedimiento en Laboratorio y Toma de Datos ............................................ 57 
3.8 Toma de Datos .............................................................................................................. 60 
3.8.1 Profundidad del Flujo ..................................................................................... 61 
3.8.2 Área Mojada ................................................................................................... 62 
3.8.3 Velocidad del Flujo ......................................................................................... 62 
VI 
 
 
 
3.8.4 Eficiencia de la cuneta. ................................................................................... 64 
4. Análisis de Resultados .................................................................................................. 65 
4.1 Profundidad Crítica ......................................................................................... 65 
4.2 Modelación en Enrocado ................................................................................ 66 
4.2.1 Profundidad del flujo ................................................................................................ 66 
4.2.2 Velocidad del Flujo. .................................................................................................. 67 
4.3 Modelación con Vegetación ........................................................................... 70 
4.3.1 Profundidad Hidráulica. ............................................................................................ 70 
4.3.2 Velocidad del flujo. ................................................................................................... 72 
4.4 Eficiencia de la cuneta. ................................................................................... 73 
5. Conclusiones ................................................................................................................. 75 
6. Recomendaciones ......................................................................................................... 77 
7. Bibliografía ................................................................................................................... 78 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
VII 
 
 
 
Lista de Tablas 
 
Tabla 1. Dimensiones del modelo para cálculo de escala. .............................................. 31 
Tabla 2. Dimensiones escaladas. ..................................................................................... 31 
Tabla 3. Dimensiones de cuneta en modelo físico. ......................................................... 38 
Tabla 4.Dimensiones de Sección Optima ....................................................................... 39 
Tabla 5. Características de Vegetación. .......................................................................... 46 
Tabla 6. Escala de características de Vegetación. ........................................................... 46 
Tabla 7. Valores de la lámina de agua en cada caso modelado. ..................................... 61 
Tabla 8. Valores del área mojada en cada caso (m²). ...................................................... 62 
Tabla 9. Valores obtenidos de Velocidad de acuerdo con la ecuación de Chezy 
Manning. ............................................................................................................................... 63 
Tabla 10. Porcentaje del caudal drenado por la cuneta en los diferentes casos, medidas 
del caudal en lps. ................................................................................................................... 64 
Tabla 11. Valores de la Profundidad crítica real y en modelo. ....................................... 65 
Tabla 12. Valores de Velocidad en Modelo y con escala real para cada caso modelado.
 .............................................................................................................................................. 68 
Tabla 13. Valores de Saturación de la profundidad del flujo con respecto a la capacidad 
máxima de la cuneta. ............................................................................................................ 71 
Tabla 14. Porcentaje de reducción de velocidad de flujo de enrocado vs. Vegetación. . 73 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
VIII 
 
 
 
Lista de Figuras 
 
Figura 1. Forma de aprovechamiento de escorrentía en vías en afirmado en Brasil ........ 6 
Figura 2. Cuneta en piedra en vía pavimentada. ............................................................. 10 
Figura 3. Cuneta con revestimiento de roca. ................................................................... 11 
Figura 4. Bioswales contribuyen a purificar el agua. ......................................................12 
Figura 5. Valores del coeficiente de fricción para diferentes revestimientos. ................ 14 
Figura 6. Valores de Velocidades máximas permisibles de acuerdo con el tipo de 
superficie de drenaje (INVIAS). ........................................................................................... 15 
Figura 7. Secciones típicas de cunetas. ........................................................................... 16 
Figura 8. Esquema de ejecución de proyecto. ................................................................. 20 
Figura 9. Ubicación geográfica de la vía en estudio en Jensano, Boyacá. ................. 21 
Figura 10. Vía Terciaria, Jenesano - Boyacá. ................................................................. 22 
Figura 11. Vía Terciaria Tierra Negra- Jenesano, detalle del ancho de vía. .................. 22 
Figura 12. Vía Terciaria Tierra Negra- Jenesano, transito movilizado…… ................... 23 
Figura 13. Costado Norte de la vía. ................................................................................ 24 
Figura 14. Vía Tierra Negra, Jenesano, detalle de zonas aledañas ….. ............................ 25 
Figura 15. Estado actual de la vía. .............................................................................. 25 
Figura 16. Plano Técnico, Vista en Planta de Vía Terciaria, Jenesano - Boyacá….. ..... 26 
Figura 17. Plano Técnico, Corte A-A’ de Vía Terciaria, Jenesano - Boyacá. ….. ........... 27 
Figura 18. Plano Técnico, Corte Longitudinal de Vía Terciaria, Jenesano - Boyacá. .... 28 
Figura 19. Ángulo superior vía 3D, Vía Terciaria, Jenesano - Boyacá. ..................... 29 
Figura 20. Ángulo bajo, cuneta y calzada de Vía Terciaria, Jenesano - Boyacá….. ...... 29 
Figura 21. Ángulo superior inverso, calzada Vía Terciaria, Jenesano - Boyacá….. ...... 30 
Figura 22. Corte transversal 3D Vía Terciaria, Jenesano - Boyacá. …. ......................... 30 
Figura 23. Dimensiones del modelo de acuerdo con la escala. ...................................... 32 
Figura 24. Valores del coeficiente de escorrentía en áreas rurales. ................................ 33 
Figura 25. Curvas de IDF Estación Villa Luisa, Jenesano - Boyacá….. ........................ 34 
Figura 26. Espacio de cuneta en la vía actual. ............................................................... 40 
Figura 27. Dimensiones de la cuneta triangular en la via modelo. ................................. 41 
Figura 28. Dimensiones de la sección triangular. ........................................................... 41 
Figura 29. Stenotaphrum Secundatum. ........................................................................... 45 
Figura 30. Vegetación de polietileno y Stenotaphrum Secumdatum.. ............................ 47 
Figura 31. Limpieza del Equipo de Modelación. ............................................................ 48 
Figura 32. Limpieza de Equipo de modelación. ............................................................. 49 
Figura 33. Limpieza de Equipo, Capas de Mortero e Icopor. ....................................... 49 
Figura 34. Limpieza de Equipo, Vacío de Calzada. ...................................................... 50 
Figura 35. Equipo posterior al proceso de limpieza........................................................ 51 
Figura 36. Detalles del plano del modelo en laboratorio. ............................................... 52 
Figura 37. Fijación de los módulos de Poliestireno en el modelo; se puede apreciar el 
espacio dispuesto para la cuneta, de acuerdo con las especificaciones de los planos anexo 52 
Figura 38. Preparación de la mezcla de mortero con relación 1:3 y un contenido de agua 
recomendado del 9%. ............................................................................................................ 53 
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file:///D:/Documents/Universidad/Tesis/TESIS-FINAL-final%20(con%20correciones).docx%23_Toc425452202
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file:///D:/Documents/Universidad/Tesis/TESIS-FINAL-final%20(con%20correciones).docx%23_Toc425452211
IX 
 
 
 
Figura 39. Fundición de cuneta sobre los módulos de poliestireno. ............................... 53 
Figura 40. Fundición del mortero base de la media calzada. .......................................... 53 
Figura 41. Incrustación del material rocoso en el mortero de pega de la cuneta. ........... 54 
Figura 42. Cuneta en enrocado terminada. ..................................................................... 54 
Figura 43. Recubrimiento de la vía con mortero de pega. .............................................. 55 
Figura 44. Recubrimiento del mortero de la vía con gravas de tamaño inferior a 1/2 in 55 
Figura 45. Modelo finalizado. ......................................................................................... 55 
Figura 46. Lechada sobre la capa de calzada en modelo. ............................................... 56 
Figura 47. Manguera negra de 1" externa para regular caudal de bomba. ...................... 57 
Figura 48. Llave de paso reguladora de caudal. ............................................................. 58 
Figura 49. Materiales utilizados en la cuneta del modelo. .............................................. 59 
Figura 50. Modelo con diferentes pendientes implementadas para los ensayos de 
laboratorio. ...........................................................................................................................59 
Figura 51. Esquema de procedimiento. ........................................................................... 60 
Figura 52. Valores de la profundidad del flujo en enrocado respecto a la profundidad 
crítica……………………………………………………………………………………….66 
Figura 53. Valores de Velocidad según pendiente longitudinal en modelo de enrocad . 69 
Figura 54. Saturación de la cuneta en cada caso modelado. ........................................... 71 
Figura 55. Caudal drenado por la cuneta en cada caso. .................................................. 74 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
file:///D:/Documents/Universidad/Tesis/TESIS-FINAL-final%20(con%20correciones).docx%23_Toc425452221
file:///D:/Documents/Universidad/Tesis/TESIS-FINAL-final%20(con%20correciones).docx%23_Toc425452225
file:///D:/Documents/Universidad/Tesis/TESIS-FINAL-final%20(con%20correciones).docx%23_Toc425452225
X 
 
 
 
Lista de Anexos 
 
Anexo A – Toma de datos para pendiente longitudinal del 3% con material Rocoso. 
Anexo B – Toma de datos para pendiente longitudinal del 6% con material Rocoso. 
Anexo C – Toma de datos para pendiente longitudinal del 10% con material Rocoso. 
Anexo D – Toma de datos para pendiente longitudinal del 3% con Vegetación. 
Anexo E – Toma de datos para pendiente longitudinal del 3% con Vegetación. 
Anexo F – Toma de datos para pendiente longitudinal del 3% con Vegetación. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1 
 
 
 
Introducción 
 
Las vías terciarias en Colombia presentan graves problemas debido a la época invernal 
del país dado que estas se convierten en trochas y senderos intransitables, por su alta 
pendiente, el material con el que están construidas y por los elevados niveles de escorrentía 
que por ellas descienden. Debido a la baja importancia que se le da a esta temática, y la escaza 
investigación que se tiene actualmente, se propone que una alternativa para el manejo de esta 
problemática sea adaptar cunetas a los lados de la vía que permitan una evacuación rápida de 
la escorrentía superficial, permitiendo a las personas que transitan, a menudo a pie por estas 
vías, atravesarlas con mayor facilidad, ya que en su mayoría el material con el que están 
construidas es afirmado; la colocación de una cuneta en una vía de estas características puede 
contribuir a otorgarle mayor estabilidad, debido a que desvía el cauce, evitando el transporte 
de sedimentos, que resultan muy perjudiciales para la vía. 
 
Con este proyecto se pretende demostrar que la construcción de cunetas con material 
rocoso en vías terciarias construidas en afirmado facilita la evacuación de aguas desviando 
el flujo hacia un sistema de recolección natural. De igual forma, se procura demostrar que el 
material rocoso del cual se constituyen las cunetas cumple doble función, otorgándole 
estabilidad y a su vez actuando como disipador de energía la cual se presenta en altos niveles 
debido a la pendiente del terreno. Además, se analizará el efecto de la vegetación en estas 
cunetas, específicamente de la especie Stenotaphrum secundatum en la disipación de energía 
del agua en vías de alta pendiente (mayor a 6%) (INVIAS, 2008). Todo lo anterior, se 
estudiará por medio de la adecuación de un modelo físico a escala. Se tomó como referencia 
la vía terciaria Tierra Negra - Jenesano en el departamento de Boyacá, ya que debido sus 
características geométricas y de material, es representativa para el tipo de vía que se quiere 
modelar. La vía referida se modeló con pendientes de 3%, 6% y 10% y un rango de ancho de 
vía de 5 metros a escala en la cual se modelaron las condiciones de flujo de escorrentía que 
se desvió hacia la cuneta en enrocado, así como también se estudió el efecto de la presencia 
de césped de la especie Stenotaphrum Secundatum en la reducción de energía del flujo. 
El alcance del proyecto llegó hasta determinar los efectos que tiene la inclusión de la 
cuneta en enrocado en la vía y la posterior presencia de vegetación. 
2 
 
 
 
1. Descripción del Problema 
 
Las vías terciarias en Colombia no cuentan con programas de mantenimiento constante 
debido al bajo presupuesto destinado para ello. De acuerdo con el INVIAS (Instituto 
Nacional de Vías, 2013), el escaso número de intervenciones que se realizan se destina a la 
colocación de una carpeta asfáltica o de huellas en concreto. No existe programa alguno 
respecto drenaje superficial en dichas vías. 
 
Por la topografía y ubicación geográfica, en extensas zonas montañosas y escarpadas, de 
las cordilleras de los Andes, existe una gran cantidad de municipios en los cuales se hallan 
vías terciarias, que pueden considerarse como de alta pendiente, es decir, la inclinación 
longitudinal supera el 6%. Lo cual también es de relevancia en el drenaje de afluentes de las 
cuencas hidrográficas, ya que tienden a verter sus aguas sobre dichas vías que en muchas 
ocasiones; por definición, carecen de un diseño geométrico y de un sistema de drenaje. En 
época invernal algunas vías en la mayoría de los municipios del país se convierten en 
senderos intransitables debido al alto nivel de escorrentía que se presenta. 
Por medio de este proyecto se propone el estudio de la construcción de cunetas en 
enrocado en vías terciarias analizando los efectos que su implementación, y los que la 
posterior presencia de vegetación sobre la cuneta, tomando como referencia la especie 
Stenotaphrum Secundatum, por sus características representativas de varias especies de las 
zonas de estudio (Ministerio de Agricultura, 2011) tenga en las características del flujo sobre 
la vía. 
2.1 Formulación del Problema 
¿Cómo mejorar el sistema de drenaje en las vías terciarias de alta pendiente, 
contribuyendo al desarrollo social y económico de las personas vulnerables y los campesinos 
que habitan en las veredas municipales de poblaciones ubicadas en sectores montañosos, 
quienes desean transportar sus productos hacia los cascos municipales para su posterior 
comercio? 
 
 
3 
 
 
 
2.2 Objetivos 
 
2.2.1 Objetivo General 
 
Estudiar el diseño de cunetas en vías terciarias de alta pendiente con y sin 
vegetación mediante un modelo físico a escala con el fin de determinar su eficiencia 
y adaptabilidad a las vías existentes, tomando como referencia la vía Tierra Negra 
ubicada en el municipio de Jenesano, Boyacá. 
 
2.2.2 Objetivos Específicos 
 
Modelar un sistema de drenaje superficial para un vía terciaria en afirmado 
consistente en cunetas fabricadas en concreto con parámetro de enrocado, con el fin 
de estudiar la eficiencia en la reducción de la escorrentía sobre la vía. 
 
Modelar en laboratorio las condiciones de la vía Tierra Negra en el municipio 
de Jenesano, Boyacá a fin de obtener datos relevantes respecto a las características 
hidráulicas que permitirán la construcción del sistema de cunetas. 
 
Determinar la eficiencia del uso de la sección triangular en cunetas para una 
vía de alta pendiente por medio de las ecuaciones establecidas por Colebrook-White 
y Chezy-Manning para el cálculo de parámetros geométricos de canales abiertos. 
 
Estudiar el cambio en drenaje vial luego de colocar la cuneta con pendientes 
de 3, 6 y 10%, así como las variaciones en la energía y la eficiencia hidráulicas frente 
a la posterior presencia de Stenotaphrum Secundatum. 
 
 
 
 
 
 
4 
 
 
 
 
 
 
2. Marco Referencial 
 
3.1 Antecedentes Teóricos 
 
El Ministerio de Transporte por medio del Instituto Nacional de Vías (INVIAS), permiten la 
existencia de vías en afirmado y en alta pendiente, clasificándolas como vías terciarias, cuya 
característica principal es la de comunicar las zonas alejadas de los municipios con sus cascos 
municipales. Esto se debe al uso de semovientes para el transporte de carga y la dificultad en 
la construcción de vías en terrenos montañosos y de alta pendiente. 
 
El drenaje es un sistema importante en la conservación de lavida útil de una vía, 
contribuyendo a la movilidad y calidad de vida de las personas que transitan por ella. La 
construcción de cunetas o drenajes en vías terciarias es un tema de poca inversión monetaria 
en el país, para el año 2014 de $47,6 billones de pesos de inversión del presupuesto General 
de la Nación, $17,5 billones de pesos corresponden al tema de infraestructura vial, de allí se 
destinan $2,68 billones para la red terciaria y el programa Caminos para la Prosperidad 
(INVIAS, 2013), lo que indica que se utiliza el 15.3% del presupuesto vial y el 5,6% del 
presupuesto General para Infraestructura. Con base en estos datos, se puede evidenciar que 
hay muy poco presupuesto destinado al mantenimiento de la red vial terciaria y a la 
construcción de sistemas de drenaje para estas vías. 
 
Se puede tomar como ejemplo de lo anterior el caso de municipios como Sotaquirá o 
Ráquira en el Departamento de Boyacá, el presupuesto destinado al mantenimiento de vías 
es de apenas un 2,87% del presupuesto general. Este monto está pensado principalmente para 
el mantenimiento de vías urbanas, cuyo diseño, construcción y mantenimiento demanda 
grandes inversiones; de acuerdo con el Plan de Ordenamiento Territorial (POT) del 
municipio de Sotaquirá, las vías terciarias que comunican el casco urbano con las veredas de 
los municipios, no reciben mayor intervención y en la mayoría de los casos, su mejora y 
5 
 
 
 
manutención es realizada por los mismos habitantes de la zona con las herramientas de que 
disponen. (Sotaquirá, Concejo Municipal de, 2013) 
 
Debido a lo anterior, no se tiene en cuenta la construcción de estructuras complementarias 
en este tipo de vías, lo cual dificulta su tránsito en épocas invernales, dado que estas se 
convierten en el medio de drenaje de la escorrentía. 
 
 
3.1.1 Cunetas con recubrimiento y uso de caudal 
 
Si bien en Colombia no se han realizado grandes avances respecto a la construcción de 
sistemas de drenaje vial para las vías de tercer orden, otras naciones del continente han 
realizado algunos avances del tema. 
No existe normativa para la construcción de cunetas en vías terciarias, países como Brasil, 
Argentina y Venezuela ha propuesto soluciones que involucran la desviación de la 
escorrentía, su recolección y posterior uso en el subsuelo (International Environmental 
Technology Centre U. , 1997). 
Figura 1. Imágenes de la socavación causada por la escorrentía superficial en vía en afirmado. 
Fuente: (Suarez, 2015) 
6 
 
 
 
 
Figura 2. Forma de aprovechamiento de escorrentía en vías en afirmado en Brasil 
Fuente:(International Environmental Technology Centre U. , 1997) 
 
En la figura 1 se puede observar cómo se hace la distribución de las galerías de infiltración 
a lo largo de la vía, a través de la cual se realiza la recolección del agua por medio de cunetas. 
El mecanismo adaptado en estos países es el de la recolección de la escorrentía superficial 
por medio de cunetas en ambos lados de la vía, junto con su conexión a recolectores que 
almacenan el agua en galerías subterráneas para su posterior aprovechamiento como riego 
para plantas. 
En otros paises como España y la comunidad europea, el manejo de escorrentia en vias en 
afirmado se realiza por medio de cunetas con recubrimiento de enrocado, un estudio de la 
empresa Naturalea de Barcelona revela los métodos constructivos que se tienen en cuenta 
para el manejo de escorrentia en vías en afirmado por medio de cunetas. 
7 
 
 
 
De acuerdo con Naturalea, (Naturalea, 2010) las características de este sistema de drenaje 
son un drenaje de talud o de margen construido mediante la instalación de una cuneta 
rellenada con piedra. Se utiliza para drenajes de carreteras, bajantes de taludes, de carreteras 
en espacios naturales, de terraza de vertederos, etc. Además de la piedra generalmente se 
instala en la base de la cuneta una malla geotextil para evitar el soterramiento de la piedra 
del canal a largo plazo. Se utiliza sobre todo en caminos con pendiente moderada, donde se 
puede considerar realizar previamente un reperfilado del suelo con un peralte para favorecer 
que el agua acabe en la cuneta. En caminos de mucha pendiente se realizan estructuras de 
piedra collada para sujetar la piedra suelta. Mantener piedra suelta es importante pues disipa 
mejor la energía. 
Los tipos de cunetas adaptados, cumplen con la función de disipar energía, y de almacenar 
agua en el suelo bajo las rocas utilizadas, reduciendo el riesgo de socavación en la via o el 
desgaste producido por la escorrentía superficial 
Figura 3. Cunetas en vías terciarias de España Fuente: (Naturalea, 
2010) 
8 
 
 
 
El tipo de piedra utilizada debe ser de entre 5 y 15 cm de diámetro, y debe colocarse de 
forma que no quede compactada para favorecer la infiltración del agua. (Naturalea, 2010). 
 En países como Ecuador, se opta por utilizar también, cunetas en concreto liso 
únicamente para vías en afirmado, lo cual brinda mayor estabilidad al terreno pero resulta de 
poca utilidad cuando se está trabajando con altas pendientes, ya que esto acelera el flujo en 
la cuneta, aumentando a su vez la energía del mismo, lo cual produce un desgaste mayor en 
la superficie de la cuneta. 
Figura 4. Esquema de organización de las rocas en una cuneta para via en afirmado. 
Fuente: (Naturalea, 2010) 
9 
 
 
 
 
3.1.2 Recubrimiento en enrocado 
 
Los caminos pavimentados y no pavimentados, tienden a escurrir agua hacia sus lados 
debido al bombeo de la vía. La escorrentía puede redireccionarse a estructuras de drenaje o 
galerías subterráneas. Se ha utilizado un número de métodos con este propósito, en muchos 
de estos sistemas, los componentes incluyen un área de recolección, un sistema de drenaje, 
un área de almacenaje y un sistema de distribución. 
Cuando están formalizadas, la mayoría de las cunetas son de forma trapezoidal con una 
longitud de 40 m, un ancho de 1 m, al igual que una profundidad promedio de 1 m. Pueden 
ser tanto perpendiculares como paralelas a la vía. Las cunetas almacenan temporalmente y 
disipan la energía hidrológica a través del uso de rocas u otras estructuras diseñadas para 
ralentizar la velocidad con la que el agua sale de la superficie de la carretera, y transportan el 
agua a las zonas de almacenamiento. Dichas zonas se construyen perpendiculares a las zanjas 
de drenaje, y toman la forma de conductos o galerías subterráneas; que por lo general tienen 
alrededor de 15 m de longitud y 1,3 m de profundidad y ancho. Adicional a esto, una pared 
de mampostería de piedra se coloca en la entrada de la galería. Esta pared es sólida a una 
profundidad de aproximadamente 0,8 m, por debajo del cual la pared está perforada para 
Figura 5. Cunetas en vías en afirmado utilizadas en Ecuador. 
Fuente: (arqhys, 2015) 
10 
 
 
 
permitir que el agua entre en la galería descartando las partículas grandes, animales o 
escombros. La base es un lecho de piedra, de aproximadamente 0,4 m de espesor. 
(International Environmental Technology Centre U. , 1997) 
 
En Estados Unidos, se utilizan sistemas de drenaje en carreteras de poca intervención y 
bajo tránsito, estos sistemas son construidos en piedra o material rocoso como se observa en 
la Figura 2, muchos de los cuales tienen siglos de antigüedad. El sistema utilizado es simple 
y se asemeja al adoptado en Suramérica, desviando el agua captada a zonas verdes paralelas 
a la vía. Regularmente, esta práctica se utiliza en vías pavimentadas, aunque también es 
válida para vías en afirmado. (White, 2012) 
 
 
Figura 6. Cuneta en piedra en vía pavimentada. 
Fuente: (White, 2012) 
 
11 
 
 
 
 
 
 
El uso de material rocoso como revestimiento para cunetas puede ser una buena opción 
en vías en afirmado o de bajo tránsito, ya que son de fácil construcción y contribuyen a la 
reducción de la energía del flujo haciendolas veces de disipadores (Figura 2). En algunas 
zonas del mundo ya se han planteado como solución para el problema de drenaje en vías en 
afirmado. 
Con la implementación de este material en las cunetas planteadas, se podrá contribuir a la 
reducción de la velocidad y energía hidráulica del flujo que descenderá por la cuneta; de igual 
forma, dado que la cuneta está construida en afirmado, es común que haya arrastre de material 
al momento de un evento de alta precipitación, el material rocoso contribuye también a la 
Figura 7. Cuneta con revestimiento de roca. 
Fuente: (White, 2012) 
12 
 
 
 
retención de este material, otorgando mayor estabilidad a la cuneta y un flujo más limpio al 
momento de llegar a su disposición final. 
 
3.1.3 Cunetas con Vegetación 
En cuanto a la presencia de vegetación en las cunetas, se plantea la opción de que esta sea 
usada en conjunto con las rocas para la disminución de la energía del flujo y su limpieza, 
reteniendo todos los sedimentos que se pudieran transportar. En países desarrollados, se ha 
perfeccionado una técnica conocida como Bioswales o canales Bio (University of Florida, 
2008), los cuales son canales abiertos que sirven de drenaje de vías o parqueaderos en los 
cuales se usa un revestimiento vegetal, que sirve para purificar el agua transportada por el 
canal y reducir su velocidad. 
 
Esta tecnología es principalmente utilizada en Estados Unidos, aunque existen 
estudios en otras zonas que han arrojado muy buenos resultados. El uso de vegetación 
en cunetas de vías en afirmado con alta pendiente no ha sido estudiado aún; en el 
presente proyecto se plantea la utilización de césped Stenotaphrum secundatum, el 
cual es una especie muy común en los climas cálidos de nuestro país. 
 
 
 
Figura 8. Bioswales contribuyen a purificar el agua. 
Fuente: (University of Florida, 2008) 
13 
 
 
 
3.1 Marco Teórico 
 
El Manual de Drenaje para Carreteras del Instituto Nacional de Vías (INVIAS) del 2009 
y por medio del Ministerio de Transporte argumenta que la cuneta juega un papel muy 
importante en la seguridad vial ya que si se construye con sección inapropiada generaría 
problemas de encunetamiento de los vehículos y en casos más graves vuelcos de los mismos, 
razón por la cual existen diferentes formas o secciones tales como las trapezoidales o 
rectangulares, éstas últimas en caso de ser empleadas dificultan de cierta manera el paso de 
los vehículos cerca de ellas y obligan a incluir barreras de seguridad, bordillos o 
guardaruedas; por tanto, las secciones más recomendadas son las secciones parabólicas (con 
una construcción complicada y de baja capacidad hidráulica) y las secciones triangulares, en 
éstas últimas es necesario limitar las pendientes de la cuneta y la profundidad de la misma, 
para ello existen normas internacionales, dentro de las más exigentes se imponen pendientes 
máximas del lado de la calzada de 5H:1V y del lado del talud 3H:2V . 
Otras normas limitan la pendiente del lado de la calzada a 4H: 1V y las profundidades a 
20 cm o 1/5 del ancho total, mientras que las recomendaciones más usuales limitan la 
pendiente por el lado de la calzada a 25%. 
En el medio colombiano es usual la cuneta triangular de 1.0 m de ancho total, distribuido 
0.96 m al lado de la calzada y 0.04 m del lado del talud y 0.20 m de profundidad 
(constituyendo un vértice de 90°), con lo que se obtiene una pendiente lateral de 20.8%. Se 
aceptan modificaciones a estas dimensiones, siempre y cuando la pendiente al lado de la 
calzada sea menor o igual al 25%. Esta normativa no es clara con respecto a su aplicabilidad 
en vías en afirmado. (Instituto Nacional de Vias, 2009) 
 
Para la construccion de canales a superficie abierta se utilizan diversas ecuaciones y 
métodos, algo que es común en ellos es la fuerza de friccion de la superficie de revestimiento, 
lo cual es una propiedad del material del que está hecha. En este caso, al ser una superficie 
en rocas, de acuerdo con Manuel Benagaray (Bengaray, 2001): 
 
 
 
14 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 9. Valores del coeficiente de fricción para diferentes revestimientos. 
Fuente: (Bengaray, 2001) 
 
Como se puede observar en la Figura 5, este valor corresponde a 0,033 para gaviones o 
enrocado. El cual será de gran importancia en los cálculos que se llevarán a cabo para 
determinar la sección hidráulica óptima, ya que contribuirá a la reducción de la energía 
hidráulica del flujo. 
15 
 
 
 
 
 
Figura 10. Valores de Velocidades máximas permisibles de acuerdo con el tipo de superficie de drenaje (INVIAS). 
Fuente: (Vias, 2009) 
En cuanto a la velocidad del flujo, el Manual de drenaje para carreteras, establece 
velocidades máximas permisibles para cunetas en vías de distintos revestimientos (Figura 
6), lo cual será relevante al momento de evaluar la viabilidad de la cuneta, tanto en 
enrocado, como con vegetación. 
 
3.2 Marco Conceptual 
 
Drenaje longitudinal: El sistema de drenaje longitudinal está constituido por aquellos 
elementos que se desarrollan en forma aproximadamente paralela al eje de la carretera. El 
más notorio es la cuneta, canal que atrapa el caudal que discurre por la vía y lo canaliza. Por 
lo general la entrega se realiza aguas arriba o agua abajo de una alcantarilla en una zona 
preparada para resistir el paso del agua. 
 
Cunetas: Se define como una zanja de drenaje cortada a lo largo del borde de un canal, 
carretera o similar (Real Academia de Ingenieros, 2002). Son canales abiertos construidos 
en los costados de las carreteras. El objetivo principal de estas obras es: 
16 
 
 
 
 
 Recoger las aguas de escorrentía procedentes de la calzada, evitando así 
encharcamientos en la vía que disminuyen el nivel de servicio de la misma y que 
pueden causar problemas por infiltración a las capas subyacentes. 
 Recoger las aguas de escorrentía procedentes de los taludes de cortes y laderas 
adyacentes. 
 Su sección transversal es variable según lo determine el diseño, siendo común la de 
forma triangular, porque facilita su limpieza por medios mecánicos, aunque también 
se pueden construir de forma trapecial y cuadrada. La figura 6 muestra algunas 
secciones típicas de cunetas: 
 
Figura 11. Secciones típicas de cunetas. 
Fuente: (INVIAS, 2013) 
 
Sección Transversal: Proyección de una sección de un objeto que se ha realizado mediante 
un corte perpendicular al eje largo del mismo. 
Coeficiente De Rugosidad: La rugosidad de las paredes de los canales y tuberías es función 
del material con que están construidos, el acabado de la construcción y el tiempo de uso. 
Estructura Hidráulica: Son las obras de ingeniería necesarias para lograr el 
aprovechamiento de los recursos hídricos y controlar su acción destructiva. 
 
17 
 
 
 
Vía Terciaria: De acuerdo con el Ministerio de Transporte y el Instituto Nacional de Vías 
(INVIAS), una vía terciaria se define como aquella que comunica a las cabecera municipales 
con las veredas o comunas de un municipio. Es permitido dentro de la normativa colombiana 
que estas vías sean construidas en afirmado o en materiales similares, en caso de ser 
pavimentadas, se exige que cumplan con los diseños geométricos correspondientes. En 
general, y dependiendo de la zona, las vías terciarias se utilizan para el transporte de carga 
en semovientes y suelen construirse con una alta pendiente, que supera el 6% permitido por 
el INVIAS (Vias, 2009). 
 
3.3 Marco Legal 
 
La normativa correspondiente al tema que se trabajó en el presente proyecto, se limita a 
las Reglamentaciones y Manuales expedidos por el INVIAS que si bien reglamentan el 
diseño geométrico y construcción de carreteras, así como el correcto drenaje de vías 
primarias y secundarias, no ahondan demasiado en la reglamentación del drenaje para 
carreteras terciarias. 
 
El Manual de Diseño Geométrico de Carreteras del INVIAS, se adoptapor medio de la 
resolución N° 744 del 04 de Marzo del 2009 expedida por el Ministerio de Transporte. 
 
El Manual para Drenaje de Carreteras se adopta por medio de la resolución N° 24 del 07 
de Enero del 2011. Este documento fue expedido por el INVIAS y aprobado por el Ministerio 
de Transporte. 
 
 
 
 
 
 
 
18 
 
 
 
 
 
 
3. Materiales y Metodología 
 
3.1 Fases del Proyecto 
El proyecto se desarrolló en tres fases o etapas: 
 
3.1.1 Fase I: Investigación de Campo y Estado del Arte 
 
En esta fase se hizo una recolección de los datos disponibles para establecer el estado del 
arte basándose en investigaciones llevadas a cabo por entidades tanto del orden nacional 
como en otras naciones. De igual forma se realizó una visita técnica al municipio de Jenesano, 
Boyacá con el fin de hacer un registro fotográfico y recolección de datos a una vía terciaria 
de alta pendiente a partir de la cual se elaboró el modelo físico en laboratorio. 
 
3.1.2 Fase II: Modelación Física en laboratorio 
 
Con base en los datos recolectados en la visita técnica, se elaboró un modelo físico en el 
laboratorio de la Universidad en el cual se escalaron las variables consideradas, y se obtuvo 
información del comportamiento de la escorrentía superficial sobre la vía. 
A partir de los resultados obtenidos, se modeló el diseño con materiales sintéticos 
simulando la vegetación de la zona y variando la inclinación de la vía con pendientes de 3, 6 
y 10%. 
 
 
 
 
 
 
19 
 
 
 
3.1.3 Fase III: Obtención y Análisis de Resultados 
 
Se registraron los datos recolectados en la modelación de la cuneta en enrocado y se 
compararon con los de la modelación de la vía con vegetación, de ello se analizó el cambio 
en la energía del flujo así como sus características principales. 
 
Se realizó un análisis de los resultados obtenidos, evaluando la eficiencia del modelo 
propuesto, sus alcances y aplicaciones. 
La figura 8 presenta el diagrama de flujo esquematizando los pasos que se siguieron en el 
procedimiento: 
 
20 
 
 
 
 
Figura 12. Esquema de ejecución de proyecto. 
Fuente: Propia 
 
 
 
21 
 
 
 
3.2 Vía modelo en Jenesano – Boyacá 
Se escogió como modelo la carretera “Tierra Negra - Jenesano” que comunica de forma 
directa la vereda Piranguatá con la cabecera municipal de Jenesano, Boyacá. Esta vía sirve 
a los jornaleros que movilizan su mercancía con fines comerciales 
Se encuentra ubicada sobre los 1345 msnm, presenta un clima cálido entre los 17 y 25 °C 
y una vegetación abundante, especialmente césped, de la especie Stenotaphrum Secundatum, 
la cual, debido a su gran abundancia en gran parte del territorio nacional pues crece en 
terrenos de poco a muy fértiles y se presenta en las vías terciarias de la región, se tomó como 
parámetro para la modelación. 
El municipio de Jenesano, al igual que la gran mayoría de los municipios en Colombia y 
siguiendo los parámetros y clasificaciones establecidas por el Instituto Nacional de Vías, 
depende de vías terciarias, es decir en afirmado o material granular y de baja envergadura 
para comunicar sus veredas y zonas periféricas con la cabecera municipal. 
A continuación se presenta un completo registro fotográfico en el cual se puede observar 
la vía descrita anteriormente y de igual forma todos los detalles que fueron relevantes en el 
proyecto de estudio, características geométricas, estado del arte de la vía y de las estructuras 
de desagüe existentes y características morfológicas de la vegetación presentada. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 13. Ubicación geográfica de la vía en estudio en Jensano, Boyacá. 
Fuente: Google inc. 
22 
 
 
 
3.2.1 Registro Fotográfico 
 
Las figuras pertenecen a la vía de tercer orden, es decir, su superficie está hecha con 
material granular de la zona. La vía en Jenesano reunió las características requeridas del 
estudio, debido a que posee alta pendiente (6% medida en terreno) y carece de un buen 
sistema de drenaje o cuneta. 
El registro fotográfico tomado a la vía se muestra como sigue: 
Figura 14. Vía Terciaria, Jenesano - Boyacá. 
Fuente: Propia 
Figura 15. Vía Terciaria Tierra Negra- Jenesano, detalle del ancho de vía. 
Fuente: Propia 
23 
 
 
 
La Figura 10 muestra la longitud total del tramo que se estudió, al fondo se pueden apreciar 
un par de casas aledañas a la vía, y en la mayor parte del tramo se observa un muro de un 
lote privado. 
 
 
En las Figura 10 y 11, se puede apreciar que: 
 En la comunidad hay vehículos pesados que se usan para el transporte de material; sin 
embargo; transitan esporádicamente. 
 La vía carece de un sistema de drenaje excepto por un canal artesanal ubicado a un 
costado y recubierto de vegetación 
 Se encuentra construida en afirmado, a partir de materiales disponibles en la zona 
 La pendiente promedio medida en terreno es del 6 %, por lo cual, se clasifica como alta 
pendiente de acuerdo con la clasificación del Invias (Instituto Nacional de Vias, 2009), 
sus dimensiones transversales se describen en la siguiente sección (Características 
Geométricas de la vía). 
 
Figura 16. Vía Terciaria Tierra Negra- Jenesano, transito movilizado. 
Fuente: Propia 
24 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
La vegetación presentada en gran parte de los tramos de vía observados es Stenotaphrum 
secundatum o pasto, que se despliega gran abundancia en esta zona 
Figura 17. Costado Norte de la vía. 
Fuente: Propia 
25 
 
 
 
La Figura 13 muestra que al lado derecho de la vía se encuentra una ladera con capa 
vegetal, sobre la cual aumenta el flujo de agua en épocas de invierno o de alta precipitación 
recayendo la mayoría en este tramo de la vía, deteriorándola y arrastrando material granular 
o sedimentos que perjudican otras zonas en laderas más bajas. 
Figura 19. Estado actual de la vía. 
Fuente: Propia 
Figura 18. Vía Tierra Negra, Jenesano, detalle de zonas aledañas 
Fuente: Propia 
26 
 
 
 
Se evidencia que el estado de esta vía, en la cual se apreció que uno de los factores en 
estudio es la presencia de cunetas improvisadas paralelas a la vía, que se encuentran en mal 
estado ya que no presentan ninguna clase de diseño que contribuya a la disminución del 
deterioro de la vía por causa de la escorrentía superficial que por ellas desciende. 
 
3.2.2 Características geométricas de la vía en estudio 
 
En las figuras 15, 16 y 17 se presentan los planos técnicos de la vía en estudio descrita 
anteriormente, la cual se tomó como la vía modelo para la elaboración del presente proyecto. 
 
Figura 20. Plano Técnico, Vista en Planta de Vía Terciaria, Jenesano - Boyacá. 
Fuente: Propia 
27 
 
 
 
La Figura 15 representa el plano técnico de la vía estudiada en el cual se pueden apreciar las 
medidas generales de este tramo, es decir, las características principales: Un ancho de calzada 
de 5 metros, ancho de cuneta lateral (encontrada en el costado inferior de la figura) de 0,6 
metros. Por otro lado, se muestra el corte A-A’ realizado al plano: 
 
El corte transversal A-A’, mostrado en la Figura 16 se tienen en cuenta varias 
características, tales como, ancho de calzada de 5 metros, ancho de cuneta de 0,6 metros, 
altura de cuneta de 0,17 metros y de igual forma se presenta en el costado derecho del Plano 
Técnico un muro hecho de ladrillos artesanales que divide un lote privado con el espacio 
público de este tramo, al costado izquierdo se observa una zona verde, con árboles de 5 
Figura 21. Plano Técnico, Corte A-A’ de Vía Terciaria, Jenesano - Boyacá. 
Fuente: Propia 
28 
 
 
 
metros de altura aproximadamente, una cerca que divide los espacios privado y público 
respectivamente. 
 
 
En la Figura 17 se observa el Corte Longitudinal del plano técnico de la vía, el cual 
muestra que el tramo tiene una pendiente de aproximadamente 6%.3.2.3 Modelación en 3D de la vía: 
 
La modelación en 3D utilizando el software Sketch Up® de que se realizó de la vía tuvo 
como objetivo representar el tramo en estudio, cuyas vistas en planta, isométricas y en detalle, 
se muestran en las figuras 18, 19 y 20: 
Figura 22. Plano Técnico, Corte Longitudinal de Vía Terciaria, Jenesano - Boyacá. 
Fuente: Propia 
29 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 24. Ángulo bajo, cuneta y calzada de Vía Terciaria, Jenesano - Boyacá. 
Fuente: Propia 
Figura 23. Ángulo superior vía 3D, Vía Terciaria, Jenesano - Boyacá. 
Fuente: Propia 
30 
 
 
 
 
 
 
En la Figura 21 se muestra un corte transversal de la vía, en la cual se denota el bombeo 
que esta tiene, y donde se aprecia que solo a un costado existe una cuneta artesanal, es decir, 
un canal hecho sin algún tipo de diseño que redirecciona el flujo de agua en época invernal, 
pero que funciona indebidamente ya que no esta correctamente habilitada para recibir la 
cantidad de agua que se presenta en esta epoca. 
 
Figura 25. Ángulo superior inverso, calzada Vía Terciaria, Jenesano - Boyacá. 
Fuente: Propia 
Figura 26. Corte transversal 3D Vía Terciaria, Jenesano - Boyacá. 
Fuente: Propia 
31 
 
 
 
3.3 Determinación de la escala del modelo 
Teniendo en cuenta las dimensiones de la vía real, mostradas en la figura 18 y las 
características y medidas del modelo disponible en laboratorio, se determinó la escala más 
apropiada para la realización de la práctica. En la tabla 1 se muestran las dimensiones tanto 
de la vía como de la cuneta en terreno y las dimensiones del modelo disponible en laboratorio 
sobre el cual se realizó la práctica: 
Tabla 1. Dimensiones del modelo para cálculo de escala. 
CUNETA Dimensión en terreno (m) Dimensión del modelo (m) 
Largo 6 2.32 
Ancho 0.6 0.21 
Alto 0.17 0.38 
VIA 
Largo 6 2.32 
Ancho 2.5 0.79 
Alto N/A 0.38 
Fuente: Propia 
Debido a que el parámetro del largo de la vía carece de relevancia puesto que el interés 
principal consiste en determinar las características hidráulicas de la sección, se procedió a 
calcular la escala más óptima comparando las dimensiones reales vs. Las del modelo y 
verificando en cada caso si se puede llegar a modelar en dicha escala cada parámetro: 
𝐸𝑠𝑐𝑎𝑙𝑎 =
𝐷𝑖𝑚𝑒𝑛𝑠𝑖𝑜𝑛 𝑒𝑛 𝑇𝑒𝑟𝑟𝑒𝑛𝑜
𝐷𝑖𝑚𝑒𝑛𝑠𝑖𝑜𝑛 𝑑𝑒𝑙 𝑚𝑜𝑑𝑒𝑙𝑜
 (1) 
A partir de los resultados obtenidos para cada parámetro, se determinó que la escala más 
apropiada es de 3,165, la cual resulta de la aplicación de la ecuación 1 al parámetro del ancho 
de la vía, puesto que al comparar las demás dimensiones con esta escala, todas caben dentro 
de las dimensiones del modelo, resultando lo siguiente: 
Tabla 2. Dimensiones escaladas. 
Escala 1: 3,165 
 Medida modelo (m) Medida necesaria (m) 
CUNETA Cumple 
Largo 2.32 1.9 SI 
Ancho 0.21 0.19 SI 
Alto 0.38 0.05 SI 
32 
 
 
 
VIA 
Largo 2.32 1.9 SI 
Ancho 0.79 0.79 SI 
Fuente: Propia. 
Por lo anterior, las dimensiones del modelo quedan como se muestra en la figura 27: 
 
Figura 27. Dimensiones del modelo de acuerdo con la escala. Fuente: Propia 
La escala elegida se aplicó para el cálculo del tamaño y demás dimensiones de los 
materiales a emplear subsecuentemente. 
3.4 Cálculo Del Caudal Diseño 
 
3.3.1 Cálculo del caudal por el método racional 
 
En el manual para el drenaje de carreteras (Instituto Nacional de Vías, 2013) se 
encuentran las recomendaciones estipuladas para una cuneta en vías terciarias, de allí se 
decidió tomar el valor de 1 ha (para el área aferente máxima permisible en una cuneta en 
vías terciarias) con el fin de aplicarlo en el área aferente de la cuneta a modelar. 
De acuerdo con el método racional, el caudal de diseño de la cuneta se puede calcular 
como sigue: 
 
33 
 
 
 
𝑄 = 𝐶 ∗ 𝑖𝑐 ∗ 𝐴 (1) 
 
En donde: 
𝑄=𝐶𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝐷𝑖𝑠𝑒ñ𝑜 
𝐶 = 𝐶𝑜𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝐸𝑠𝑐𝑜𝑟𝑟𝑒𝑛𝑡í𝑎 
𝑖𝑐 = 𝐼𝑛𝑡𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑝𝑟𝑒𝑐𝑖𝑝𝑖𝑡𝑎𝑐𝑖ó𝑛 (
𝑚𝑚
ℎ
) 
𝐴 = Á𝑟𝑒𝑎 𝐴𝑓𝑒𝑟𝑒𝑛𝑡𝑒 
 
De igual forma, el valor de Coeficiente de escorrentía se obtiene de la Figura 22 
establecida por el INVIAS (Vias, 2009), en la cual se relacionan los valores del coeficiente 
de escorrentía en áreas rurales: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 28. Valores del coeficiente de escorrentía en áreas rurales. 
Fuente: (Vias, 2009) 
------
----------
----------
----------
----------
----------
- 
34 
 
 
 
Al tratarse de una vía estándar en la cual se busca representar la gran mayoría de vías 
terciarias de la nación, se tomó un material “Franco Arenoso” con una topografía 
“Ondulada”, cuyos valores de pendiente se encuentran entre el 5 y el 10%, lo cual coincidió 
con lo que se pretendió representar al utilizar 3 valores de pendiente diferentes (3, 6 y 10%); 
por tanto el valor del coeficiente de escorrentía de acuerdo con la Figura 22, es de: 
 
𝐶 = 0.4 
 
Valor tomado de la Figura 22. Valores del coeficiente de escorrentía en áreas rurales (Vias, 
2009). 
Finalmente, fue necesario obtener el dato de Intensidad de precipitación, el cual fue 
obtenido a partir de las curvas de IDF (Intensidad, Duración, Frecuencia) proporcionadas por 
el IDEAM extraídos de la estación Villa Luisa ubicada en zona rural del municipio de 
Jenesano: 
 
 
Figura 29. Curvas de IDF Estación Villa Luisa, Jenesano - Boyacá. 
Fuente: (IDEAM) 
35 
 
 
 
 
De acuerdo con el Manual de Drenaje para Carreteras del INVIAS, se tiene un tiempo de 
retorno de 25 años para estructuras de drenaje vial con de menor envergadura (Instituto 
Nacional de Vias, 2009), mientras que se tomó una periodo de duración de la precipitación 
de 30 min. De acuerdo con lo anterior, el dato de Intensidad es: 
𝐷𝑢𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛 = 30 𝑚𝑖𝑛 
 
𝑇𝑟 = 25 𝐴ñ𝑜𝑠 
 
𝑖𝑐 = 17.2
𝑚𝑚
ℎ
 
𝑖𝑐 = 17,2
𝑚𝑚
ℎ
∗
1𝑚
1000 𝑚𝑚
∗
1ℎ
3600 𝑠
 
 
𝑖𝑐 = 4,77 × 10
−6 𝑚/𝑠 
 
Figura 30. Cuenca Hidrográfica del río Garagoa en Boyacá, sobre la cual está ubicada la vía. 
Fuente: (Corpoboyacá, 2015) 
36 
 
 
 
Por tanto, el cálculo del caudal de diseño (Ecuación 1), queda como se indica a 
continuación: 
𝑄 = 0.4 ∗ 4,77 × 10−6
𝑚
𝑠
∗ 10000 𝑚2 
 
𝑄 = 0.019 
𝑚3
𝑠
 
 
3.3.2 Escala de caudal, similitud de Froude 
 
Siguiendo la Similitud de Froude, en la cual, si se tiene un modelo real con determinadas 
características geométricas y se busca representarlo a escala, la relación de Froude se 
conserva; por tanto, despejando tal relación en términos del caudal, es posible hallar el caudal 
que se ha de trabajar en el modelo a escala: 
Ϝ =
𝑉
√𝑔 ∗ 𝐷
 (2) 
 
En donde: 
Ϝ = 𝑁ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝐹𝑟𝑜𝑢𝑑𝑒 
𝑉 = 𝑉𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑀𝑒𝑑𝑖𝑎 
𝑔 = 𝐺𝑟𝑎𝑣𝑒𝑑𝑎𝑑 
𝐷 = 𝑃𝑟𝑜𝑓𝑢𝑛𝑑𝑖𝑑𝑎𝑑 𝐻𝑖𝑑𝑟á𝑢𝑙𝑖𝑐𝑎 
Teniendo en cuenta que: 
𝑄 = 𝐴 ∗ 𝑉 ∴ 𝑉 =
𝑄
𝐴
 (3) 
𝐷 =
𝐴
𝑇
 (4) 
37 
 
 
 
La ecuación 2 queda como sigue: 
Ϝ =
𝑄
𝐴 ∗ √𝑔 ∗ √
𝐴
𝑇
 (5) 
 
Para una sección triangular como la que se trabajó, el área es de: 
 
𝐴 = 𝑧𝑦2 (6) 
 
Y el ancho superficial T es de: 
 
𝑇 = 2𝑧𝑦(7) 
 
 
 
Por tanto, la ecuación 5 queda finalmente como: 
 
Ϝ = √
2
𝑔
∗
𝑄𝑅
𝑧 ∗ 𝑦
5
2⁄
 (8) 
 
Entonces, se tiene que el número de Froude es: 
Ϝ = 3.750 
Para poder hallar el caudal que se utilizó en el modelo, se despejó Q de la ecuación 8: 
 
38 
 
 
 
𝑄𝑀 = √
𝑔
2
∗ Ϝ ∗ 𝑧 ∗ 𝑦
5
2⁄ (9) 
 
Teniendo en cuenta, que se manejó una escala de 1: 3.16 en la elaboración del modelo, 
las dimensiones de la cuneta en el modelo son las siguientes: 
Tabla 3. Dimensiones de cuneta en modelo físico. 
Dimensión Unidad Valor 
Ancho Superficial (T) m 0.19 
Altura (y) m 0.03 
Pendiente de cuneta (z) N/A 0.57 
Fuente: Propia 
Por tanto, la ecuación 9 queda como sigue: 
 
𝑄𝑀 = √
9.81 𝑚 𝑠2⁄
2
∗ 3.75 ∗ 0.57 ∗ 0.03
5
2⁄ (10) 
 
El caudal en el modelo fue de: 
 
𝑸𝑴 = 𝟎. 𝟕𝟑𝟖 𝒍𝒑𝒔 
 
 
 
3.5 Cuneta de Sección Triangular 
Con el objetivo de tomar la mejor sección de dos posibles opciones según los cálculos 
desarrollados y las medidas de la cuneta real del tramo de vía, y teniendo en cuenta que los 
parámetros iniciales permiten el cálculo y comparación de las características geométricas de 
39 
 
 
 
cada sección, se presentaron la sección Trapezoidal y Triangular, cuyos valores para cada 
caso se presentan a continuación: 
Tabla 4.Dimensiones de Sección Optima 
Sección 
Profundidad 
del flujo y (m) 
Área 
Mojada (m2) 
Perímetro 
Mojado (m) 
Radio 
Hidráulico (m) 
Ancho 
Superficial (m) 
Triangular 0.15 0.015 0.384 0.041 0.189 
Trapezoidal 0.16 0.075 0.746 0.1 0.595 
Fuente: Propia 
En la tabla 4 se puede evidenciar que los valores presentados para la sección triangular 
son inferiores a los presentados en la sección trapezoidal para un mismo espacio, por lo cual, 
se concluye que bajo las condiciones analizadas de pendiente y disponibilidad de espacio, la 
sección triangular resulta más adecuada que la sección trapezoidal, debido además a su 
facilidad constructiva, por lo cual, se modelo un tipo de sección triangular en enrocado. 
A continuación se presenta el valor respectivo de caudal calculado anteriormente y el 
cálculo de los parámetros generales de la sección triangular. 
 
𝑄 = 𝐶 ∗ 𝑖𝑐 ∗ 𝐴 (1) 
 
En donde: 
𝑄 = 𝐶𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝐷𝑖𝑠𝑒ñ𝑜 
𝐶 = 𝐶𝑜𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝐸𝑠𝑐𝑜𝑟𝑟𝑒𝑛𝑡í𝑎 
𝑖𝑐 = 𝐼𝑛𝑡𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑝𝑟𝑒𝑐𝑖𝑝𝑖𝑡𝑎𝑐𝑖ó𝑛 (
𝑚𝑚
ℎ
) 
𝐴 = Á𝑟𝑒𝑎 𝐴𝑓𝑒𝑟𝑒𝑛𝑡𝑒 
 
 
 
 
40 
 
 
 
Caudal real: 
 
𝑄 = 0.019 
𝑚3
𝑠
 ó 𝑄 = 19.0 𝑙𝑝𝑠 
 
Caudal en el modelo escalado por el Método de Similitud de Froude: 
 
𝑄𝑀 = 0.738 𝑙𝑝𝑠 
 
Sección triangular 
A continuación se presenta el cálculo de los parámetros generales de la cuneta con sección 
triangular escogida previamente y adaptada respecto a las medidas de la cuneta real: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 31. Espacio de cuneta en la vía actual. Fuente: Propia 
41 
 
 
 
En la figura 31 se muestra la cuneta real con medidas: ancho: 0.6 metros y una altura de 
0.17 metros, lo cual se tuvo en cuenta para calcular pendientes de las paredes de la sección 
triangular, es decir queda como se muestra en la siguiente figura: 
 
Con respecto al cálculo respectivo de “z” se calculó de la siguiente forma: 
 
𝑧 = 
0.17
0.13
 
 
𝑧 = 0.57 
 
 
 
 
 
 
Figura 32. Dimensiones de la cuneta triangular en la vía modelo. 
Fuente: Propia 
Figura 33. Dimensiones de la sección triangular. 
Fuente: Propia 
42 
 
 
 
Altura de la lámina de agua ó Profundidad crítica: 
 
𝑦𝑐 = √
𝑄
𝑉 ∗ 𝑧
 
Donde: 
𝑄 = 𝐶𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝐷𝑖𝑠𝑒ñ𝑜 (
𝑚3
𝑠
) 
𝑉 = 𝑉𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑚𝑎𝑥𝑖𝑚𝑎 𝑝𝑒𝑟𝑚𝑖𝑠𝑖𝑏𝑙𝑒 (
𝑚
𝑠
) 
𝑧 = 𝑃𝑒𝑛𝑑𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒𝑙 á𝑟𝑒𝑎 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑣𝑒𝑟𝑠𝑎𝑙 
 
Entonces, la profundidad crítica resultó: 
𝑦𝑐 = √
0.019 (
𝑚
𝑠 )
1.2(
𝑚
𝑠 ) ∗ 0.57
 
 
𝑦𝑐 = 0.11 𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜𝑠 
Área de la sección mojada: 
 
𝐴 = 𝑧 ∗ 𝑦𝑐
2 
 
𝐴 = 0.57 ∗ 0.11 𝑚 2 
 
𝐴 = 0.007352 𝑚2 
43 
 
 
 
 
Perímetro mojado de la sección triangular: 
 
𝑃 = 2 ∗ 𝑦𝑐 ∗ √1 + 𝑧2 
 
𝑃 = 2 ∗ 0.11𝑚 ∗ √1 + 0.572 
 
𝑃 = 0.2618 𝑚 
 
Radio hidráulico: 
𝑅ℎ =
𝐴
𝑃
 
 
𝑅ℎ =
0.007352 𝑚2
0.2618 𝑚
 
 
𝑅ℎ = 0.028 𝑚 
Ancho superficial: 
 
𝑇 = 2 ∗ 𝑧 ∗ 𝑦𝑐 
 
𝑇 = 2 ∗ 0.57 ∗ 0.11𝑚 
 
44 
 
 
 
𝑇 = 0.129𝑚 
 
Profundidad Hidráulica: 
 
𝐷 =
1
2
∗ 𝑦𝑐 
 
𝐷 =
1
2
∗ 0.11𝑚 
 
𝐷 = 0.0569𝑚 
Factor de sección: 
 
𝑍 =
√2
2
∗ 𝑧 ∗ 𝑦𝑐
2.5 
𝑍 =
√2
2
∗ 0.57 ∗ 0.11𝑚2.5 
 
𝑍 = 0.00175 
 
3.6 Enrocado 
Para la construcción de la cuneta se utilizó como material de referencia canto rodado de 
tamaño de 2 a 3 in, ya que es de gran abundancia en la zona de estudio de la vía, y es 
comúnmente implementado en este tipo de construcciones. 
Debido a la facilidad constructiva y la posible falta de recursos en campo así como de 
especialistas en el área que contribuyan a la construcción de las cunetas en este tipo de vías, 
45 
 
 
 
se modeló una cuneta con revestimiento en concreto con parámetro de rocas, dado que es la 
forma más común y que requiere menor gasto de recursos en su construcción. 
Aplicando la escala del modelo al tamaño del material, se tiene que este debe estar entre 
5/8 y 1 in. 
3.7 Vegetación en Modelo Físico: Stenotaphrum Secundatum 
 
Se escogió la planta Stenotaphrum Secundatum como referencia para la modelación física 
debido a que sus características son representativas de la vegetación que se esperaría que 
creciera en los territorios en los cuales se realiza el respectivo análisis (Risk, 2013), es decir, 
clima semitropical, cálido y predominantemente por encima de los 1000 msnm. A 
continuación se mencionan algunas características de la planta Stenotaphrum Secundatum: 
Figura 34. Stenotaphrum Secundatum. 
Fuente: (Ministerio de Agricultura, 2011) 
 
 Es una planta perenne estolonífera con tallos procumbentes de 5 - 30 cm. 
 Es rizomatosa, es decir, el tallo queda bajo el suelo y emite las hojas hacia arriba. Da 
una espiga de 4 a 15 cm de longitud. 
 Tolera pleno sol o media sombra y se considera una de las especies más tolerantes a 
la sombra. Se encuentra en la naturaleza en suelos calcáreos o silicosos cerca de la 
costa; cultivada se da bien en una gran variedad de suelos, desde arcillosos hasta 
ligeramente arenosos. 
http://es.wikipedia.org/wiki/Planta_perenne
http://es.wikipedia.org/wiki/Rizoma
http://es.wikipedia.org/wiki/Suelo
http://es.wikipedia.org/wiki/Sombra
http://es.wikipedia.org/wiki/Naturaleza
http://es.wikipedia.org/wiki/Suelo
http://es.wikipedia.org/wiki/Calc%C3%A1reo
http://es.wikipedia.org/wiki/Arcilla
46 
 
 
 
 En cuanto a temperatura, no tolera las heladas ni el frío. Por debajo de los 10 °C deja 
de crecer y se torna marrón. Se da mejor entre los 20 y 30 °C. 
 Aunque es tolerante a sequía moderada, prefiere los sitios húmedos, y su hábitat 
natural está en regiones húmedas tropicales. (Ministerio de Agricultura, 2011) 
Escala de Vegetación 
 
Para poder hacer una buena representación del efecto que la vegetación pueda causar en 
el flujo de agua que corre a través de la cuneta, se deben reunir las características de forma y 
tamaño de las hojas de Stenotaphrum Secundatum; las cuales fueron previamente 
mencionadas y se resumen en la tabla 2: 
 
Tabla 5. Características de Vegetación. 
 
 
 
 
Fuente: Propia 
De acuerdo con la escala general del proyecto, la cual se definió previamente (1:3,16), las 
dimensiones del material que se buscó para la modelación, fueron: 
 
 
 
 
 
Fuente: Propia 
Dicho lo anterior se buscó un material para simular la vegetación, seutilizó un 
recubrimiento artificial hecho de polietileno en la cuneta, como se muestra en el costado 
izquierdo de la Figura 25: 
CARACTERÍSTICA VALOR 
ALTURA DE HOJA 4 -15 cm 
ANCHO 0.5 – 1 cm 
SUPERFICIE Sin vellosidad 
Tabla 6. Escala de características de Vegetación. 
CARACTERÍSTICA DIMENSION 
REAL (cm) 
DIMENSION 
ESCALADA (cm) 
ALTURA DE LA HOJA 4- 15 1.27 -4.74 
ANCHO 0.5 – 1 0.15- 0.316 
http://es.wikipedia.org/wiki/Helada
http://es.wikipedia.org/wiki/Sequ%C3%ADa
47 
 
 
 
 
La Tabla 3 muestra los valores de medidas escaladas de la vegetación, este material 
utilizado se adaptó muy bien a todas las medidas planteadas y escaladas en la tabla 
mencionada. 
 
 
 
 
 
 
Figura 35. Vegetación de polietileno y Stenotaphrum Secumdatum. 
Fuente: Propia. 
48 
 
 
 
 
3.8 Modelación en Laboratorio 
 
Como se describió previamente, el proceso de modelación se realizó a partir de un equipo 
disponible en laboratorio de Hidráulica de la Universidad de la Salle. A continuación se hace 
una recopilación de los pasos que se siguieron durante el proceso: 
 
3.6.1 Limpieza del equipo 
 
El modelo utilizado en laboratorio presentaba un deterioro significativo debido a su falta 
de uso, por tanto, el primer paso fue pasar por un proceso inicial de limpieza, durante el cual 
le fue removido una cantidad apreciable de material que resultaba obsoleto para los objetivos 
que se buscan en este proyecto. 
El equipo había sido previamente adaptado para los fines de representación de una cuneta 
de una vía secundaria o primaria, por lo cual, la representación de la vía existente se 
encontraba pavimentada. El primer paso fue el de desmontar la estructura vial. 
 
Figura 36. Limpieza del Equipo de Modelación. 
Fuente: Propia 
 
49 
 
 
 
 
El proceso de quebrantamiento de las capas se realizó con un martillo disponible en 
laboratorio. El modelo previo tenía varias capas de poliestireno y de mortero de pega. 
De igual forma entre capas existía silicona la cual servía de sellante y de agente 
impermeabilizante, por lo cual se ralentizo el proceso de remoción, hasta no haber retirado 
toda la silicona. 
En la Figura 27 se observan los pedazos o trozos de poliestireno y mortero que fueron 
removidos. 
Figura 38. Limpieza de Equipo, Capas de Mortero e Icopor. 
Fuente: Propia 
Figura 37. Limpieza de Equipo de modelación. 
Fuente: Propia 
50 
 
 
 
Se dispuso de los materiales retirados del modelo de forma que fuera posible un correcto 
proceso de desecho. 
 
 
La Figura 29 muestra despejada la parte de la calzada, es decir, la remoción de todo el 
material no utilizable. 
En la parte derecha de la Figura y del modelo se observa el Geodren que posteriormente 
fue removido, dado que no se adaptaba a los objetivos del presente proyecto. 
 
 
Figura 39. Limpieza de Equipo, Vacío de Calzada. 
Fuente: Propia 
51 
 
 
 
 
Finalmente, como se evidencia en la Figura 30 el equipo para el modelo que ya se 
encontraba completamente limpio, por lo cual se pudo proceder a la elaboración del modelo. 
 
3.6.2 Elaboración del modelo: 
 
Para la elaboración del modelo, se requirió la utilización de módulos de poliestireno 
(ICOPOR), los cuales servirían de base para la cuneta y la vía en afirmado. (Ver detalle Plano 
1) 
A continuación se presenta el procedimiento que se siguió para la elaboración del modelo 
a escala que representa la mitad de la calzada y la cuneta: 
 
 
 
Figura 40. Equipo posterior al proceso de limpieza. 
Fuente: Propia 
52 
 
 
 
A. Instalación de los módulos de poliestireno expandido (ICOPOR) 
Posterior a la limpieza del modelo, la cual fue descrita previamente, se procedió a la 
instalación de módulos de poliestireno expandido de 1x1 m con un espesor de 5 cm. Tal y 
como se ilustra en la Figura 31: 
 
Figura 42. Fijación de los módulos de Poliestireno en el modelo; se puede apreciar el espacio dispuesto para la 
cuneta, de acuerdo con las especificaciones de los planos anexos. 
Fuente: Propia 
 
Figura 41. Detalles del plano del modelo en laboratorio. 
Fuente: Propia 
53 
 
 
 
B. Preparación del mortero de pega para cuneta y vía. 
Para poder fijar el material rocoso escogido en el diseño de la cuneta y hacer una 
modelación adecuada de las condiciones de la vía, se fabricó un mortero de pega con 
relación 1:3, con el cual se dio la sección geométrica a la cuneta previa a la adhesión del 
material. 
 
Figura 43. Preparación de la mezcla de mortero 
con relación 1:3 y un contenido de agua 
recomendado del 9%. Fuente: Propia 
 
 Figura 44. Fundición de cuneta sobre los módulos 
de poliestireno. Fuente: Propia 
 
Figura 45. Fundición del mortero base de la media calzada. Fuente: Propia 
 
 
54 
 
 
 
C. Adhesión del material rocoso 
 
Posterior a la fundición del mortero de pega, se procedió a incrustar las rocas escogidas 
para modelar las condiciones de la cuneta, de forma que la cantidad de mortero expuesta a 
la superficie sea la mínima. 
 
 
 
 Figura 46. Incrustación del material rocoso en 
el mortero de pega de la cuneta. Fuente: Propia 
 
 
 
Figura 47. Cuneta en enrocado terminada. 
Fuente: Propia 
 
 
 
 
 
 
 
 
55 
 
 
 
D. Modelación de las condiciones de la vía. 
Dado que una vía en afirmado real, como la que se pretendió modelar, posee gran 
cantidad de material que puede generar desprendimiento y por ende dificultar la función 
hidráulica de la cuneta que se evalúa, y ya que tal desprendimiento no es uno de los 
parámetros a evaluar dentro de las consideraciones del proyecto, se elaboró una superficie 
de mortero de pega recubierto de gravas con un tamaño granular inferior a ½ pulgada. 
 
Figura 48. Recubrimiento de la vía con 
mortero de pega. Fuente: Propia 
 
 
Figura 49. Recubrimiento del mortero de la vía 
con gravas de tamaño inferior a 1/2 in. Fuente: 
Propia 
Figura 50. Modelo finalizado. Fuente: Propia 
 
56 
 
 
 
E. Curado 
 Pasadas 24 horas de la fundición se curaron ambas superficies, la de la vía y la de la 
cuneta con el fin de lograr un mejor acabado y asegurar una mayor adhesión de las rocas 
al material cementante. 
Posterior al curado del material de la calzada se procedió a rociar un poco de lechada o 
agua-cemento para dar firmeza a las pequeñas rocas incrustadas sobre la calzada simulando 
material granular sobre la vía. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 51. Lechada sobre la capa de calzada en modelo. 
Fuente: Propia 
57 
 
 
 
3.9 Procedimiento en Laboratorio y Toma de Datos 
 
En primera instancia para la toma de datos en laboratorio fue necesario regular el caudal 
en cada uno de los casos de pendientes diferentes (0.03, 0.06 y 0.1) con una manguera de 1” 
(pulgada) y con una llave de paso paralela a la tubería de salida de la bomba con el fin de 
disminuir el caudal suministrado y así poder llegar al caudal requerido por el estudio de 0,738 
lps. A continuación se presenta la figura de la manguera utilizada y de la llave de paso 
utilizada. 
 
Figura 52. Manguera negra de 1" externa para regular caudal de bomba. Fuente: Propia 
58 
 
 
 
Figura 53. Llave de paso reguladora de caudal. Fuente: Propia 
La llave de paso que se puede observar en la Figura 44 fue utilizada con el fin de regular 
el caudal y poder llegar al requerido por el estudio,. 
Con la ayuda de 2 recipientes, uno para la cuneta y otro para la calzada, se procedió a 
tomar datos de volumen de agua en un tiempo determinado; es decir, aforo de caudal; Para 
ello fue necesario tomar 3 datos diferentes con el fin de poder promediar y obtener un dato 
cercano al real del modelo. 
Conociendo el peso de los recipientes mencionados se procedió a la toma de datos, que se 
realizó tomando un volumen de agua en un tiempo determinado para la escorrentía en la 
cuneta y en la calzada. 
Para los