Subdrenes o drenes horizontales: tipos, materiales y diseño
Los subdrenes o drenes horizontales son zanjas drenantes rellenas de material filtrante —con o sin tubo colector— que interceptan y evacúan el agua subterránea del cuerpo de una carretera o de un talud. Reducen la presión de poros y evitan la saturación de la subrasante, la subbase y los terraplenes. Su profundidad típica llega hasta unos seis metros.
Tipos de subdrenes
Según el material de filtro y el uso o no de tubo colector, un subdrén interceptor puede resolverse de seis maneras:
- Con material de filtro y tubo colector.
- Con material grueso permeable sin tubo (filtro francés).
- Con geotextil como filtro, material grueso y tubo colector.
- Con geotextil, material grueso y sin tubo.
- Tubo colector con capa gruesa de geotextil a su alrededor.
- Dren sintético con geomalla, geotextil y tubo colector.
¿Dónde se usan? Casos de aplicación
Los sistemas de subdrenes se emplean principalmente en estos casos:
- Longitudinalmente al pie de los taludes de corte que vierten hacia la carretera, para interceptar filtraciones.
- Longitudinalmente en un terraplén, del lado desde donde fluye el agua subterránea.
- Longitudinalmente bajo la subbase de la carretera, para sanear el área.
- Transversalmente en las transiciones de corte a terraplén, para evitar la saturación del contacto entre el terraplén y el terreno natural.
- Formando un sistema con drenes transversales y longitudinales, o dispuestos en espina de pescado, para sanear toda la faja del camino.
El dimensionamiento del subdrenaje depende del caudal de diseño de las obras de drenaje, que define cuánta agua deberá evacuar el sistema.
Tuberías para subdrenes
Para el tubo colector se recomienda PVC de diámetro mínimo 4″, con cámaras de limpieza e inspección cada 70 metros. Según el material del tubo:
Tubos de PVC
Deben ajustarse a la norma ASTM D-2729, con diámetro interno de 6″, preferentemente del tipo caja y espiga, perforados según cuatro generatrices. También se admiten tubos ranurados.
Tubos perforados de hormigón
Cumplirán los requerimientos de AASHTO M-175 o ASTM C-444 en cuanto a diámetros y clases de resistencia especificadas.
Tubos de hormigón no perforados
De sección circular con circunferencias concéntricas, encajables del tipo caja y espiga. El hormigón se dosifica con cemento Pórtland, agregados y agua conforme a la Especificación ES-16 (Hormigones y Morteros). No deben presentar fracturas ni deformaciones en la alineación mayores a 0,3 cm en un largo de 30 cm, y sus extremos deben quedar a escuadra con el eje longitudinal del tubo.
Material filtrante, drenante y geotextil
El material drenante para subdrenes envueltos en geotextil debe presentar las granulometrías Nº3 o Nº4 de la norma AASHTO M-43, exento de materia orgánica, terrones de arcilla u otros materiales perjudiciales.
La manta de geotextil cumple función filtrante: debe ser no tejida y cumplir la especificación ES-027 y la norma AASHTO M-288. Los muros de salida del subdrén serán de hormigón u hormigón ciclópeo, según la Especificación ES-17.
Criterios del material filtrante (sin geotextil)
Cuando la zanja no lleva envoltura de geotextil, el material filtrante se compone de grava o piedra triturada y arenas limpias, duras y durables, y debe cumplir los siguientes criterios de filtro (tipo Terzaghi):
- Permeabilidad: d15 del filtro ≥ 5 · d15 del suelo. Además, como máximo el 5 % puede pasar el tamiz Nº200.
- No entupimiento (retención): d15 del filtro ≤ 5 · d85 del suelo.
- Uniformidad: 4 ≤ d60/d10 del filtro ≤ 20.
Donde dx es el diámetro correspondiente al porcentaje x % que pasa; el subíndice F indica material filtrante y S el suelo a drenar.
Como complemento, el subdrenaje trabaja junto al drenaje superficial en carreteras (cunetas, alcantarillas y sumideros), que evacua el agua de lluvia sobre la calzada.
Preguntas frecuentes
¿Qué es un subdrén longitudinal?
Es el subdrén dispuesto paralelo al eje de la vía —al pie del talud de corte o bajo la subbase— para interceptar el flujo subterráneo a lo largo de todo el tramo y conducirlo hacia un punto de salida.
¿Qué diferencia hay entre un subdrén y el drenaje superficial?
El subdrén evacúa el agua subterránea que fluye bajo la superficie del camino; el drenaje superficial (cunetas, sumideros, alcantarillas) evacúa el agua de lluvia que escurre sobre la calzada. Son sistemas complementarios.
¿Qué tubería se usa en un subdrén?
PVC perforado o ranurado según ASTM D-2729 (diámetro interno hasta 6″), o tubo de hormigón perforado según AASHTO M-175 / ASTM C-444. El colector se recomienda de PVC de 4″ mínimo, con cámaras de inspección cada 70 metros.
¿Cuándo se envuelve el subdrén con geotextil?
Cuando el material filtrante no cumple por sí solo los criterios de filtro frente al suelo. El geotextil no tejido (AASHTO M-288) actúa como filtro y evita el arrastre de finos hacia el núcleo drenante.