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1. CAUDAL PARA EL DISEÑO DE CUNETAS PARA DRENAJE
(PARA TRAPEZOIDAL DE CONCRETO).
CUNETAS
Las cunetas son zanjas longitudinales revestidas o sin revestir abiertas en el
terreno, ubicadas a ambos lados o a un solo lado de la carretera, con el objeto
de captar, conducir y evacuar adecuadamente los flujos del agua superficial. Se
proyectarán para todos los tramos al pie de los taludes de corte,
longitudinalmente paralela y adyacente a la calzada del camino y serán de
concreto vaciadas en el sitio, prefabricados o de otro material resistente a la
erosión. Serán del tipo triangular, trapezoidal o rectangular, siendo
preferentemente de sección triangular, donde el ancho es medido desde el borde
de la rasante hasta la vertical que pasa por el vértice inferior. La profundidad es
medida verticalmente desde el nivel del borde de la rasante al fondo o vértice de
la cuneta.
Capacidad de las cunetas se rige por dos límites:
 Caudal que transita con la cuneta llena
 Caudal que produce la velocidad máxima admisible
Para el diseño hidráulico de las cunetas utilizaremos el principio del flujo en
canales abiertos, usando la ecuación de Manning:
Donde:
 Q : Caudal (m3 /seg)
 V : Velocidad media (m/s)
 A : Área de la sección (m2 )
 P : Perímetro mojado (m)
 Rh : A/P Radio hidráulico (m) (área de la sección entre el perímetro
mojado).
 S : Pendiente del fondo (m/m)
 n : Coeficiente de rugosidad de Manning

2. Diseño de Cunetas
Velocidad máxima permisible
Es la velocidad máxima promedio que se desarrolla dentro del canal y no causa
erosión a éste. Lo primero es determinar el área aferente o tributaria de la cuneta,
para este paso son necesarios los planos de planta y perfil de la carretera.
Mediante estos se establecerá el ancho del impluvium característico del sector.
En el diseño de cunetas, el caudal hidrológico se iguala al caudal hidráulico, y
así despejar la longitud de la cuneta L, que corresponde a la separación entre
alcantarillas.
Donde:
 C: Coeficiente de escorrentía que depende del tipo de terreno.
 I: Intensidad de diseño en mm/hora.

3.  ATributaria: Área tributaria o aferente de la cuneta en m2.
 V: Velocidad media en la cuneta en m/seg.
 ACuneta: Área de la cuneta en m2
 B: Ancho del Impluvium en metros.
 L: Longitud de la cuneta en metros.
 n: Coeficiente de rugosidad de Manning.
 R: Radio hidráulico de la cuneta
 S: Pendiente longitudinal de la cuneta en tanto por uno.
CUNETAS TRAPEZOIDALES
Las cunetas se diseñan teniendo en cuenta que la pendiente longitudinal
favorezca el escurrimiento, en principio es la misma de la vía pero en ningún
caso debe ser menor del 0.05%; La capacidad hidráulica debe ser suficiente y la
remoción del material o sedimento producto de la erosión depositada en ellas
debe ser fácil de remover. La capacidad hidráulica se determina con base en la
fórmula de Manning Queda determinada por los mismos parámetros que
caracterizan la rectangular b,h a los que se agregan los taludes laterales z1, z2.
Se entiende entonces que los taludes se escogen para garantizar la estabilidad
geotécnica de la sección transversal. A pesar de esto es necesario proteger las
paredes con algún tipo de material, cuando la magnitud de la pendiente pueda
inducir velocidades elevadas. Se prefire usar en la aplicación practica una
seccion trapezoidal por su estabilidad y cuando sea factible evitar el
recubrimiento.

4. EMPLEO DE CUNETAS TRAPEZOIDALES.
Cunetas o zanjas de coronación.
Las cunetas o zanjas de coronación son canales que se construyen en la parte
superior de los taludes de corte, para recoger las aguas que bajan por las
pendientes naturales y conducirlas hacia la quebrada o descarga más próxima
del sistema general de drenaje, evitando de este modo la erosión del terreno,
especialmente en zonas de pendiente pronunciada.
Zanjas de drenaje
Las zanjas de drenaje son canales que se construyen en la parte inferior de los
taludes de relleno en forma longitudinal lateral o transversal al alineamiento de
la carretera, para recoger las aguas que bajan por el talud y terrenos adyacentes
para conducirlas hacia la quebrada o descarga más próxima del sistema general
de drenaje, evitando de este modo la erosión del terreno. Normalmente son de
forma rectangular, pero también pueden ser trapezoidales, si se requiere una
mayor dimensión.

5. ELEMENTOS GEOMÉTRICOS DE UNA SECCIÓN TRAPEZOIDAL.
Estos elementos son muy importantes para el cálculo del flujo. En un canal
artificial se definen en términos de la profundidad de flujo y las dimensiones de
la sección; en canales naturales se determinan curvas que representen la
relación entre los elementos y la profundidad del flujo.
 Área (A): Es el área mojada o área de la sección transversal del flujo,
perpendicular a la dirección de flujo.
 Perímetro mojado (P): Es la longitud de la línea de intersección de la
superficie de canal mojada y de un plano transversal perpendicular a la
dirección de flujo.
 Ancho superficial (T). Es el ancho de la seccióndel canal en la superficie
libre.
𝐓 = 𝐛 + 𝟐𝐳𝐲
 Profundidad hidráulica (D). Es la relación entre el área mojada y el
ancho en la superficie.
𝑫 = (𝒃 + 𝒛. 𝒚)(𝒚) / (𝒃 + 𝟐𝒛𝒚)
 Factor de sección (Z). Se utiliza para el cálculo de flujo crítico. Es el
producto del área mojada y la raiz cuadrada de la profundidad hidráulica.
𝑍 = 𝐴 √𝑫

6.  Profundidad de flujo (y). Es la distancia vertical desde el punto más bajo
de una sección del canal hasta la superficie libre.
 Pendiente normal (S) Cuando se conocen el caudal y la rugosidad, la
ecuación de Manning puede utilizarse para determinarla pendiente en un
canal prismático en el cual el flujo es uniforme a determinada profundidad
de flujo dn. La pendiente determinada de esta manera algunas veces se
llama específicamente pendiente normal Sn. La pendiente del fondo del
canal es una de las variables principales, ya que en función de ella se
calcula la velocidad media del canal. Al variar la pendiente del canal hasta
cierto valor, es posible cambiar la profundidad normal y hacer que el flujo
uniforme ocurra en un estado crítico para el caudal y la rugosidad
determinados. La pendiente así obtenida es la pendiente critica Sc, y la
profundidad normal correspondiente es igual a la profundidad crítica
 Factor de sección para el cálculo de flujo uniforme (A.R2/3): Es el
producto del área mojada y el radio hidráulico elevado a la potencia (2/3).
𝑨.𝑹 𝟐/