9 todo alcantarillas uso instalación

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Culverts — Proper Use and Installation
Wisconsin Transportation Bulletin • No. 15
epdfiles.engr.wisc.edu/pdf_web_files/tic/bulletins/Bltn_015_Culverts.pdf
Alcantarillas – Adecuados Uso e Instalación
Traducción: Francisco Justo Sierra – Ingeniero Civil UBA - franjusierra@arnet.com.ar
Las alcantarillas se usan para transferir agua
desde un lado al otro de la carretera, para igua-
lar los estanques y pantanos en ambos lados
de un camino, y para permitir el paso de gana-
do, fauna silvestre o vehículos por debajo del
camino.
Generalmente, la instalación de alcantarillas es
muy simple y la mayoría de los reemplazos son
sin complicaciones. Desafortunadamente, la
instalación de alcantarillas en un camino local a
veces es vista como un proyecto rápido, de un
día.
Un día puede ser bastante para poner la alcan-
tarilla en su lugar, pero sólo si ya se completó
la revisión del diseño, se aseguraron los permi-
sos y el correcto equipo, y se tienen los mate-
riales en el lugar.
Es esencial comenzar planificando bien antes
de la fecha de instalación.
Pueden requerirse permisos ambientales, y no
se puede decir cuáles proyectos los requerirán
con sólo mirar el lugar. Puede ser necesaria
una revisión de ingeniería para asegurar la
buena operación y evitar imprevistos impactos
corriente arriba o abajo.
Además, es necesario dar tiempo para revisar
las líneas de servicios públicos existentes en el
derecho-de-vía.
Conocimiento, planificación y cronograma son
las claves reales de un trabajo exitoso.
Este boletín trata las condiciones para revisar
la selección y dimensionamiento de alcantari-
llas, consideraciones críticas de diseño para la
instalación, métodos de instalación, intereses
ambientales y permisos requeridos, y factores
de mantenimiento importantes.
Planificación y permisos
Los proyectos de alcantarillas en caminos loca-
les de Wisconsin pueden afectar la calidad del
agua, navegación, pantanos, inundaciones,
riego y drenaje de cultivos, erosión, pesca,
otros organismos acuáticos, anidamiento de
pájaros, poner en peligro el hábitat de espe-
cies, y la belleza escénica natural.
Algunos de estos impactos potenciales pueden
no ser obvios.
Por ejemplo, algunas zonas secas durante la
mayor parte del año pueden ser en realidad
pantanos o corrientes de navegación intermi-
tente protegidas por la ley.
En cualquier proyecto es importante el control
adecuado de la erosión producida por el agua
de lluvia; quienes perturben más de un acre
(0.4 ha) de suelo serán requeridos a elaborar
con anticipación un plan de control de erosión y
obtener un permiso de construcción.
Algunos condados requieren permisos para
incluso áreas menores. También puede jugar
un papel la zonificación de costas y planicies
de inundación.
Uno es responsable de preparar los planos
requeridos y conseguir los permisos adecua-
dos, antes de comenzar cualquier instalación
de alcantarilla.
Sin embargo, la mayoría de los organismos
oficiales tratan de facilitar la obtención de los
permisos necesarios.

Actualmente se dispone de planos para contro-
lar la erosión, normas técnicas y aceptables
productos.
Selección del tipo de alcantarilla
Aunque las alcantarillas se hacen de una varie-
dad de materiales, los más comunes son hor-
migón, hormigón armado, y tubos de metal co-
rrugado (CMP).
Las alcantarillas metálicas pueden ser de acero
galvanizado o aluminio, y pueden revestirse
con asfalto, aluminio, o polímeros para resistir
la corrosión.
Se dispone de tubos de plástico para alcantari-
llas de diámetros pequeños para caminos de
más bajo volumen (TMDA 4500 o menos).
La selección de un tipo de alcantarilla com-
prende la revisión de varios factores.
Costo de material e instalación, características
especiales del lugar, facilidad de instalación, y
las necesidades de peces u otros organismos
acuáticos son los más significativos.
A menudo, la preferencia local y consideracio-
nes ambientales dictan qué tipo elegir.
Los precios de los tubos de hormigón y metáli-
cos corrugados son altamente competitivos.
Donde la situación permite su uso, los costos
de los tubos plásticos pueden ser más bajos.
El tubo de hormigón puede tener una ventaja
de precio debido a los menores costos de
transporte, si la obra está dentro de los 80 a
120 km desde el lugar de fabricación.
La alcantarilla de hormigón requiere más mano
de obra para la instalación, que una de metal
corrugado, porque sus secciones son más cor-
tas. También requiere un equipo más pesado y
por ello difícil de manejar.
Para obtener el mejor precio, diseñe una insta-
lación para ambos tipos de alcantarillas y solici-
te presupuesto para las dos opciones.
Otros temas que afectan la selección de un
tubo son la corrosión y el pasaje de peces.
La corrosión es un asunto de interés en zonas
con un bajo pH, o donde el drenaje se origina
en cenagales, pantanos o granjas.
Para estos lugares, elija hormigón, aluminio,
plástico o acero revestido, a menos que el tubo
galvanizado haya dado previamente un acep-
table servicio, por los menos durante 20 años.
En la mayoría de las situaciones de pasaje de
peces, las alcantarillas de metal corrugado son
preferidas sobre las de fondo suave, en condi-
ciones de agua poco profunda.
La superficie corrugada lentifica la velocidad
del agua y la hace más amistosa para los pe-
ces.
Las alcantarillas de tubos también vienen en
una variedad de formas, tales como circular,
elíptica, y arco.
Aunque la circular es la más común, puede ser
necesario usar otras formas, o múltiples tubos
más pequeños, cuando la altura del camino es
una restricción.
La selección de una forma de alcantarilla se
basa en la profundidad del agua, altura del te-
rraplén del camino, comportamiento hidráulico,
e intereses relativos a los peces y vida salvaje.
Generalmente es preferible una alcantarilla
grande.
Es menos probable de atascarse por hielo, ba-
sura o actividad de los castores, y acomoda
mejor el pasaje de peces en los arroyos.
Donde la separación vertical es plana, pueden
usarse tubos múltiples.
Donde la alcantarilla conduce un arroyo, un
tubo simple grande o uno de múltiples conduc-
tos debiera enterrarse entre 0.15 a 0.30 m en el
lecho, y alinearse con el canal del arroyo tanto
como sea posible.
Esto permite a los peces y otros organismos
acuáticos pasar a través durante los períodos
de flujo bajo.
Las alcantarillas de fondo abierto se prefieren
donde importa la migración de los peces y otra
vida silvestre, porque se preserva el sustrato
natural y no de perturba el cauce.
Las estructuras sin fondo son 30 a 50 % más
costosas que un tubo redondo u ovalado.
Las formas comunes incluyen arco semicircu-
lar, arco elíptico, y alcantarillas cajón de hormi-
gón.
Estos tipos de estructuras deben ser soporta-
dos por bases, y durante la instalación suele
requerirse la construcción de un desvío de cau-
ce o arreglo similar.
En ciertas corrientes de alto valor, los puentes
son la opción preferida.
Características especiales del lugar
Tenga cuidado al seleccionar el tipo de tubo
para una instalación particular.
Revise el flujo alto y bajo, condición del suelo, y
posibilidad de fragmentación de la corriente.
Haciendo concordar el ancho de la alcantarilla
con el ancho lleno de la corriente se minimiza-
rán los impactos de la erosión.

Dado que el tubo de hormigón es relativamente
suave comparado con el metal corrugado, tiene
buenas características hidráulicas y permite
que por un dado tamaño escurra más agua que
por un tubo corrugado.
Además, el tubo de hormigón resiste mejor la
corrosión debida a ácidos en suelos pantano-
sos, aunque en condiciones extremas también
puede ser afectado.
El tubo plástico con un suave interior también
tiene caudales más altos, y resiste la corrosión.
Es buena idea verificar el pH del lugar, si se
sospecha que puede haber problemas de co-
rrosión.
La corrosión debida a sal del camino puede ser
un problema, particularmente al envejecer los
tubos.
El recubrimiento protector de los tubos de ace-
ro se erosiona, permitiendo que la sal dañe la
base metálica y el tubo metálico se deteriore o
desarrolle fisuras que permitan a la sal atacar
el refuerzo de acero.
Sin embargo, en casi todos los casos, el tubo
sobrevivirá al camino bajo el cual está instala-
do.
Esta alcantarilla biselada está emplazada lo
suficientemente baja como para minimizar
afectar el canal aguas arriba, permitirá a los
peces pasar, debido a la buena profundidad
y baja velocidad, tiene tamaño adecuado
para pasar los flujos de inundación, y buen
control de erosión (taludes laterales 1:2, rip-
rap, vegetación).
Cronograma instalación alcantarilla
Una instalación de alcantarilla debe considerar
varios temas de tiempo: períodos de flujo alto
de agua, control de erosión, impactos de la
corriente, y estación de anidamiento para mi-
gración de los pájaros.
Evite las estaciones de agua alta para minimi-
zar los problemas de instalación.
Para controlar la erosión en suelos perturbados
en el lugar de instalación, generalmente es
mejor completar los trabajos antes de media-
dos de marzo.
Esto da tiempo para que la siembra germine y
estabilice los suelos.
Pueden usarse esteras de erosión pero se au-
mentan los costos.
El permiso dará un período de tiempo para que
la instalación minimice el impacto sobre los
peces y otros organismos acuáticos en la co-
rriente específica.
Similares precauciones deben adoptarse con
los anidamientos de pájaros.
Diseño
Una alcantarilla de tubos adecuadamente dise-
ñada, instalada y mantenida proveerá un com-
portamiento satisfactorio por muchos años.
Sin embargo, la desatención de cualquiera de
estas condiciones puede resultar en un fracaso.
La necesidad de remplazar una alcantarilla
puede deberse a una variedad de factores:
• Inadecuada capacidad hidráulica del conducto
• Falla estructural por exceso de carga de suelo
•Lavado por desborde del camino
• Erosión de salida por pobre tratamiento
• Juntas inadecuadas y bombeo a lo largo del
exterior del tubo
• Erosión por excesivo transporte de sedimen-
tos de arena y grava
• Corrosión por ácidos y sales
• Inadecuados muros extremos, embanques
• Pobre instalación y/o encauce
Selección del diámetro de la alcantarilla
En caminos locales, a menudo la selección del
tamaño de la alcantarilla se basa en la expe-
riencia o en reglas prácticas.
Usualmente esto resulta en el reemplazo de
una alcantarilla vieja por una nueva del mismo
tamaño.
El tamaño viejo puede ser adecuado, pero an-
tes de suponer esto, examine completamente
su historia durante períodos de alto flujo, tales
como durante derretimiento de nieve o ocasio-
nales lluvias intensas, como también durante el
flujo bajo, para protección de peces u otros
organismos acuáticos.

Observe y averigüe el comportamiento de al-
cantarillas o puentes aguas arriba y abajo del
mismo curso de agua.
También considere si hubo cambios recientes
en el uso del suelo o desarrollo, o son proba-
bles en el futuro próximo, como para que influ-
yan en el derrame superficial.
Revise cualesquiera registros para determinar
su hubo inundaciones corriente arriba de esta
alcantarilla, o si el agua sobrepasó el camino.
Considere si estas condiciones pueden atribuir-
se a capacidad insuficiente de la alcantarilla
actual. Alguna evidencia reveladora de flujos
pasados son: depósitos de pasto y basura en
los alambrados, marcas de agua-alta en los
muros de cabecera y postes de servicios públi-
cos, y erosión de suelo y depósitos en zonas
alejadas de la línea normal de flujo o corriente.
Las conversaciones con los vecinos también
son útiles.
Luego, revise la condición corriente abajo.
Busque señales de erosión o inundación que
indiquen problemas con la alcantarilla existen-
te. Si la inmediata alcantarilla corriente abajo
sirvió adecuadamente, entonces probablemen-
te el reemplazo de la alcantarilla no tiene que
dimensionarse más grande.
Una liberación más rápida del derrame corrien-
te arriba puede causar inundación en las alcan-
tarillas corriente abajo, si ellas son muy peque-
ñas. A menudo, esta situación se encuentra
cuando por desarrollos residenciales, comercia-
les, institucionales o industriales se reemplazan
alcantarillas existentes.
La erosión, una señal de capacidad inade-
cuada, socavó el extremo de esta alcantari-
lla de tubo.
Si de la revisión de la historia de la alcantarilla
no resulta claramente aparente qué tamaño de
alcantarilla instalar, debería buscar ayuda de
un proyectista. Las fuentes habituales de ayuda
incluyen ingenieros consultores, y personal de
los organismos viales oficiales de la zona.
El tamaño y la forma determinan la capacidad
de una alcantarilla para manejar el agua.
Para calcular la capacidad requerida, determine
los caudales medios y caudales altos.
Considere factores locales, tales como regis-
tros históricos de lluvias, superficie y pendiente
de la cuenca de drenaje hasta la alcantarilla, y
el tipo de superficie (pasto, bosque, pavimento)
en la cuenca.
La capacidad de una alcantarilla esté directa-
mente relacionada con la superficie de su aber-
tura.
Usualmente, las aberturas circulares son las
más eficientes.
Pequeños incrementos de diámetro pueden
incrementar significativamente la capacidad de
la alcantarilla.
Una alcantarilla que estará parcialmente ente-
rrada en un cauce tendrá menos capacidad
porque su diámetro efectivo es más pequeño.
El diámetro mínimo de alcantarilla recomenda-
do bajo caminos públicos es de 0.6 m, excepto
donde esté limitado por condiciones tales como
tapada disponible o limitaciones de las zanjas.
Las alcantarillas de menos de 0.6 m pueden
tener problemas de mantenimiento y limpieza.
En corrientes permanentes, seleccione un diá-
metro de alcantarilla que haga juego con el
ancho medio de la corriente.
Mida los anchos de corriente en el tope de las
barrancas para representar su tamaño durante
el agua de altura normal, o condiciones de ba-
rranca llena.
Es necesario especial cuidado al instalar alcan-
tarillas más grandes sobre arroyos con flujo
estacional bajo.
Se recomienda una profundidad mínima de
agua de 15 cm durante los períodos secos de
flujo-bajo.
A veces, pueden ser necesarias alcantarillas
múltiples. En tan caso, tenga en cuenta que es
más probable se acumulen entre las entradas
los sólidos arrastrados por el agua, lo cual pue-
de causar inundación y erosión.
Antes de decidir instalar una nueva alcantari-
lla más grande que la vieja, tenga en cuenta
que el mayor flujo puede causar problemas
corriente abajo.

A menudo, una alcantarilla se emplaza más
baja para mantener un mínimo de profundidad
de agua durante los períodos de flujo-bajo.
El espaciamiento entre alcantarillas múltiples
debe ser suficientemente ancho como para
permitir una buena compactación.
Una regla práctica para alcantarillas circulares
es un espaciamiento de medio diámetro, pero
con 0.3 m mínimo y 0.9 máximo; el espacia-
miento para un tubo-arco debiera ser un tercio
de la luz.
Longitud, pendiente y alineamiento
Su diseño necesita especificar la longitud, pen-
diente y alineamiento de la alcantarilla.
Estos elementos se relacionan dado que una
alcantarilla perpendicular al camino es más
corta que una enviajada.
Longitud. Determinar la longitud de la alcanta-
rilla puede no ser tan simple como suena. No
trate de usar un enfoque simple tal como “si el
camino es de 7.3 m de ancho, ponemos un
tubo de 9 m.”
Cada camino es diferente. Para empezar este
proceso, hay que determinar la altura de la su-
perficie del camino sobre el cauce de la corrien-
te o fondo de cuneta. Luego es necesario de-
terminar cuál será el talud del camino una vez
instalada la alcantarilla. Es deseable un talud
1:3 o más tendido para seguridad de los vehí-
culos.
Ciertamente, 1:2 es el talud más empinado
práctico.
En caminos donde el tránsito sea denso, o de
movimiento veloz, los taludes debieran ser más
tendidos para cuando un vehículo errante lo
transite.
Vea la Figura 1 para el cálculo de la longitud (J)
de la alcantarilla.
A pesar de lo simple de este cálculo, a menudo
se lo omite en la fase de diseño.
La razón para extender la alcantarilla para que
abarque las banquinas es simplemente por
seguridad.
Si el extremo del tubo no se extendiera abar-
cando la banquina, a menudo la fuerza del
agua erosionará el extremo del tubo y puede
cortar la plataforma, creando una condición
peligrosa y posibilidad de accidentes.
Se crea una condición que requiere frecuente
inspección y reparación después de cada lluvia
intensa.
La longitud J de la alcantari-
lla iguala la longitud hori-
zontal de los dos taludes,
más el ancho de plataforma.
Si el talud es de 3 m a cada
lado y la plataforma de 13
m, la longitud de la alcanta-
rilla será de 19 m.
Figura 1: Tenga en cuenta los taludes al calcular la longitud de la alcantarilla.
Pendiente El diseño de la alcantarilla debe
especificar la pendiente del tubo. El objetivo es
hacer coincidir la pendiente de la alcantarilla
con la línea de flujo de las cunetas linderas o
corrientes.
Una pendiente errónea, o con extremo muy alto
o muy bajo, puede causar inundación, frega-
miento y erosión.
Inspeccione cuidadosamente el lugar, y use las
técnicas básicas de relevamiento para determi-
nar qué cota debiera tener, y luego esté seguro
de que la alcantarilla se emplace correctamen-
te.
¡No determine las cotas a ojo! En muchos tra-
bajos, un nivel de mano será suficiente para
tomar las medidas necesarias.
Comience registrando la cota existente en la
entrada y salida del tubo actualmente en su
lugar, o registre la cota de la cuneta o cauce de
corriente en las nuevas instalaciones.
Aunque un tubo de reemplazo generalmente se
ubica a la misma cota que el original, puede
haber razones para subir o bajar el nuevo tubo,
tales como corregir un problema de erosión o
mejorar las condiciones del pasaje de peces.
Si la alcantarilla es larga, puede necesitar una
pendiente mayor para mantener el agua en
movimiento por ella.
En corrientes “normales” de flujo permanente,
registre las cotas por lo menos 30 m a cada
lado de la alcantarilla.

Ubique la parte más profunda del cauce, luego
ubique la alcantarilla entre 15 y 30 cm por de-
bajo de esa profundidad y haga coincidir la
pendiente con la del arroyo.
Esto permitirá se forme un canal dentro del
tubo con una aceptable velocidad de agua para
el pasaje de los peces.
Un cauce “normal” tiene una pendiente de 0.5
% o menos, sustrato de materiales fijos (tal
como arena-arcilla), y un curso serpenteante.
El agua en una corriente con una pendiente
mínima podría parecer quieta, sin ondas super-
ficiales.
Las corrientes que no cumplen estos criterios
probablemente necesitarán un análisis de inge-
niería para determinar la correcta instalación de
la alcantarilla.
Alineamiento Un problema común de las al-
cantarillas es que el agua restriega fuera de las
barrancas de la corriente y terraplén, alrededor
de los extremos del tubo.
Una causa es la turbulencia creada por el agua
que cambia de dirección al entrar, y cambia de
nuevo de dirección al salir, para volver a su
curso normal.
Un buen diseño de alcantarilla esviajará el con-
ducto a través del cauce para alinearla más
cerca al curso de agua (Figura 2).
Esto incrementará el costo, al requerir una al-
cantarilla más larga, pero ayudará a evitar futu-
ros cortes y restregamientos.
También evita la creación de barreras para el
pasaje de peces y otros organismos acuáticos.
Tratamiento de los extremos
Es importante cómo se tratan los extremos de
una alcantarilla.
Deben diseñarse para impedir inadecuados
flujos que pueden resultar en inundación, ero-
sión excesiva, y restregamiento de los extre-
mos.
En pequeñas alcantarillas es común prolongar
la alcantarilla más allá de la plataforma; esto se
llama proyección del tubo.
En tanto que esto es de bajo costo, puede no
ser eficiente en manejar el agua, y el extremo
puede ser un peligro para la seguridad.
Una opción es el corte a bisel del extremo para
que concuerde con el talud lateral.
Los extremos biselados pueden tener 10 %
más de capacidad y es menos probable que
resulten atascados por hielo, basura o por las
obras de castores.
IZQ. Las proyecciones de los
extremos son un peligro.
CEN. Los extremos biselados
tienen mayor capacidad
hidráulica, pero menor capa-
cidad estructural.
DER. Los extremos acampa-
nados mejoran el flujo.
Figura 2: La instalación en línea con el cau-
ce ayuda a reducir la turbulencia en la en-
trada y en la salida.
Los extremos acampanados en la embocadura
de una alcantarilla mejoran el flujo al guiarlo a
entrar en la alcantarilla, minimizando la turbu-
lencia.
Los extremos acampanados en la salida distri-
buyen el flujo sobre una abertura más amplia,
reduciendo la velocidad de la descarga, lo cual
ayuda a impedir el restregamiento.
Este tratamiento extremo puede construirse de
hormigón o piezas prefabricadas de hormigón o
metal corrugado.

Asegúrese de que la profundidad del agua es
adecuada para el pasaje de peces.
El tratamiento extremo de alcantarillas múltiples
requiere especial atención. Las condiciones de
flujo alto tenderán a erosionar el suelo entre las
alcantarillas de instalaciones múltiples.
Asegúrese de proteger los extremos con rip-rap
u hormigón.
Un tratamiento para cauce y barrancas es usar
geotextiles sobrepuestos con rip-rap.
El geotextil se ubica sobre el terreno y se ex-
tiende afuera del tubo de la alcantarilla por lo
menos 3 m. Esto elimina el restregamiento en
la zona inmediata del extremo de la alcantarilla.
El rip-rap reduce la velocidad.
Cuando se haya completado la instalación de la
alcantarilla, asegúrese de instalar postes mar-
cadores, para referencia de los equipos de
mantenimiento y alertar a los motoristas.
Instalación
Una consideración crítica al diseñar una insta-
lación es si la alcantarilla es un tubo rígido o
flexible. El tubo de hormigón es rígido; el tubo
metálico (CMP) es flexible y el tubo plástico
(HDPE) es flexible.
Comprender las características de estos dos
tipos de alcantarillas y cómo resisten las cargas
es importante porque requieren diferentes re-
llenos y asientos.
También es importante determinar si el suelo
en el lugar es apto para una adecuada funda-
ción del nuevo tubo.
A veces, esto es difícil de determinar antes de
la excavación.
Tenga una buena fuente de material granular
fácilmente disponible en caso que tenga que
cambiar suelo pobre.
Otro ítem clave en la planificación es excavar
una superficie bastante grande de modo que se
pueda trabajar a lo largo de los costados del
nuevo tubo y compactar adecuadamente, ya
sea a mano o con equipo. Instalar alcantarillas
en condiciones secas es menos costoso, y es
más fácil de obtener una buena compactación
del suelo. Para condición seca y corrientes de
flujos intermitentes es deseable programar los
reemplazos de alcantarillas durante las condi-
ciones secas. Las corrientes permanentes re-
querirán desvíos o bombeo.
Mantenga adecuado flujo corriente abajo con
por lo menos 25 %, pero preferiblemente todo
el volumen de flujo.
Los fabricantes han desarrollado tablas y gráfi-
cos simplificados para ayudar a los usuarios a
seleccionar la alcantarilla de resistencia ade-
cuada. La Figura 3 es una tabla típica para se-
leccionar tubos de acero corrugado.
La instalación es de primaria importancia cuan-
do se completa la construcción, rehabilitación o
reemplazo. Si las alcantarillas se instalan tem-
prano en la construcción y se permite el paso
de equipo pesado sobre ellas, ubique un almo-
hadón de 0.9 m sobre el tope de la alcantarilla
para minimizar el impacto de la carga viva.
Instalación de un tubo flexible
El tubo flexible depende de su flexibilidad para
acomodar las cargas ubicadas en el tope de él
– tanto la carga viva (vehículos) como la carga
muerta (suelos y pavimento).
Al aplicar cargas en el tope, el tubo flexiona,
transfiriendo la carga al suelo junto a él.
Sin embargo, debe limitar el grado de flexibili-
dad a 5-7 % para evitar una excesiva deforma-
ción del tubo y la falla de las juntas.
El suelo compactado debajo y a los costados
del tubo es esencial para soportarlo y retenerlo,
ayudando a transferir la carga. La adecuada
compactación del suelo, especialmente bajo las
ancas de la alcantarilla (sus curvas más bajas),
es la clave para resistir una flexión excesiva.
Figura 3. Los fabricantes y comerciantes de
alcantarillas proveen gráficos para ayudar a
seleccionar el adecuado tamaño del tubo.
Los factores importantes son el tamaño de
la corrugación, el diámetro del tubo y el es-
pesor del metal.

El paso siguiente es emplazar el tubo y alinear-
lo adecuadamente. Si se usa más de una sec-
ción de tubo de acero, asegúrese de que la
banda de conexión de instale apretadamente y
sobre el centro de la junta.
Nunca comience un relleno sin que el tubo esté
en la posición correcta, y toda su longitud des-
canse firmemente sobre la fundación.
Nunca ubique un tubo de metal corrugado so-
bre pilotes o un asiento de hormigón. Debiera
instalarse sobre una cama de buen suelo com-
pactado de 10-15 cm de espesor para proveer
un soporte uniforme y adecuado. El tubo de
hormigón puede instalarse sobre pilotes.
Instalación de un tubo rígido
En un tubo rígido el asiento es de extrema im-
portancia. Distinto del tubo flexible, el rígido no
puede flexionar y transmitir parte de la carga
impuesta sobre él desde arriba.
Es especialmente importante conformar el sue-
lo u otro material bajo el tubo para soportar su
fondo. También es importante compactar el
suelo completamente bajo sus ancas. Como lo
demuestra la Figura 4, el tubo puede soportar
cargas más grandes cuando se mejora el
asiento.
Tender la alcantarilla de hormigón en una cama
de hormigón (Clase A) provee el soporte más
fuerte. Hasta 10 m de terraplén con un peso
específico medio de 2.1 t/m3
puede cargarse
sobre tal emplazamiento. El asiento menos
fuerte es un Clase D, en el cual simplemente la
alcantarilla se ubica sobre una zanja de fondo
plano sin ninguna preparación especial.
La cama Clase D permite menos de 2 m de
terraplén de mismo peso.
Si usa tubo de hormigón, asegúrese de que las
juntas estén apretadas. Se está volviendo una
práctica estándar envolver cada junta con tejido
de filtración que no permite la migración de los
suelos finos dentro del tubo.
En instalaciones de diámetro más grande, tam-
bién es prudente ordenar tubos que puedan
atarse de modo que las secciones no se sepa-
ren.
Distinto del tubo flexible, el rígido no transmite
ninguna carga impuesta sobre el por el prisma
de suelo directamente encima. Sin embargo,
con adecuados métodos de compactación y
condiciones de zanjeo controlado, el prisma
directamente encima del tubo puede ser lite-
ralmente levantado por los suelos adyacentes,
aliviando así parte de esta carga muerta.
Compactación
La capacidad de cualquier alcantarilla para so-
portar cargas depende del relleno adecuado,
especialmente en la superficie bajo las ancas
(tercio inferior).
El suelo que rodea la alcantarilla le provee so-
porte crítico. Para máxima resistencia e impedir
el lavado y asentamiento, el relleno debe ubi-
carse y compactarse, adecuada y cuidadosa-
mente.
El proceso es más eficiente en condiciones de
zanja seca.
El manual de instalación de la Asociación Na-
cional de Tubos de Acero Corrugado nos dice:
“¡La compactación deficiente causa más pro-
blemas a las instalaciones de tubos –flexibles y
rígidos- que todos los otros factores combina-
dos!”
En el relleno hay dos cosas importantes a con-
siderar:
• compactar uniformemente y bien -
particularmente bajo el anca del tubo- es-
pesores no mayores de 15 cm por vez.
• el material de relleno debe estar libre de
rocas mayores de 8 cm de diámetro. El ma-
terial debe volcarse cuidadosa y uniforme-
mente a lo largo de ambos costados del tu-
bo. Evite volcar grandes cantidades de una
vez contra o sobre el tubo.
Figura 4. El asiento es extremadamente im-
portante para tubos rígidos. El de hormigón,
Clase A, permite a la alcantarilla de hormi-
gón soportar tres veces más carga que el de
suelo sin preparar, Clase D.

Figura 5. Instalar relleno apisonado debajo
de las ancas de los tubos de cualquier for-
ma y tipo ayuda a soportar las cargas del
suelo y del tránsito.
El material apisonado también debiera tener
bastante humedad para una buena compacta-
ción, pero no demasiada como para que se
vuelva inestable. Esto puede ser difícil de lo-
grar, pero produce excelentes resultados. Du-
rante la instalación observe el tiempo, particu-
larmente la probabilidad de intensa lluvia.
El apisonado manual es adecuado, y a menudo
el mejor método para compactar y sellar el re-
lleno contra la mitad inferior del tubo. Si usa
compactador mecánico, trabaje paralelo al tu-
bo, no contra él. Si usa equipo de compacta-
ción grande, no compacte arriba para que el
tubo no comience a levantarse o sea empujado
lateralmente fuera del alineamiento.
Esto es particularmente importante para arcos
de tubos flexibles.
Continúe rellenando en capas uniformes hasta
terminar la instalación. Es mejor tener por lo
menos 0.6 m de relleno sobre un tubo, aun en
caminos rurales de bajo volumen.
El problema más común con las operaciones
de relleno es que los obreros que vuelcan el
material trabajan muy rápido y no dejan com-
pactar adecuadamente el primer material, antes
de echar más en la zanja. Para impedir esto,
instruye a los equipos de relleno esperar hasta
que una capa esté adecuadamente compacta-
da antes de agregar otra.
Métodos de instalación alternativos
Jacking, boring and tunneling are other methods
of culvert installation which are not commonly used.
These untrenched construction methods are special-
ties, and most road agencies will hire private con-
tractors. Many communities are turning to these
methods as alternatives to street cuts, to avoid dis-
rupting traffic and to eliminate settling of pavement
patches. Supervising traffic engineers should keep
track of local contractors’ and utilities’ abilities to do
untrenched construction since it demands special
skills.
Jacking is one of the most popular untrenched
methods for installing pipes in rock-free, compressi-
ble soils. A casing or corrosion-resistant carrier must
be used. A pilot shoe is installed on the pipe. Force
is then applied to the other end of the pipe using
steady thrust, hammering or vibrating. Care must be
exercised as the casing may wander far from the
desired line and grade, depending on the resistance
of the soils.
Boring is a popular alternative, especially for street
cuts. Line and grade are easy to control. Large pipes
can be jacked through oversize bores which are
carved progressively ahead of the pipe. The spoil is
mucked back through the pipe. The auger shouldn’t
be more than one inch larger than the outside di-
ameter of the following pipe. Good practice dictates
using grout backfill.
Tunneling is also now being used as an alternative.
This method uses a drill bit followed by the pipe
culvert, eliminating the need for a casing.
Control de erosión
En los EUA, los proyectos que perturban más
de 0.4 ha de suelo tienen que planear un con-
trol de erosión y conseguir permiso administra-
tivo.
La estabilización del suelo es importante desde
el mismo comienzo del proyecto, sea requerida
o no, para evitar problemas de mantenimiento y
protección de corrientes.
Complete su instalación rápidamente, y espe-
cialmente evite dejar suelos expuestos durante
el invierno. El derretimiento de la nieve y las
intensas lluvias de primavera pueden erosionar
fácilmente el suelo desprotegido. La instalación
de adecuados controles de erosión y sedimen-
tación en suelos perturbados antes de terminar
los trabajos en el lugar puede reducir costos a
largo plazo.
A menudo, impedir la erosión mediante la vege-
tación del lugar es más fácil que tratar de con-
trolar el movimiento del suelo.
La adecuada compactación es esencial para
emplazar alcantarillas. A menudo, el apiso-
namiento a mano es lo mejor.

Controle la erosión durante y después de la
construcción.
Consideraciones ambientales y permisos
Culvert projects on Wisconsin local roads may have
significant environmental effects, some of which may
not be obvious.
That is why state law requires municipalities to notify
Wisconsin DNR before they do any construction
near lakes, wetlands, and navigable streams. A
stream is considered navigable if “it has a discerni-
ble bed and banks and is capable of floating a
recreational craft of the shallowest draft on an
annual recurring basis.”
The District DNR Transportation Liaison (DNR TL)
will help you determine whether a project site in-
volves a navigable stream or wetland, and will ad-
vise you about other permits that may be needed.
Your county zoning administrator can tell you whet-
her the area is part of a mapped floodplain.
Contact the DNR TL well before the planned start of
any culvert project.
Late fall (November–December) is an optimum time
to notify them about next year’s culvert and road
projects.
Early contact can save time and expense and avoid
potentially costly mistakes.
Proceso de aprobación Trans 207
Trans 207 is a Wisconsin administrative rule that
applies to all bridges, arches, and culverts con-
structed in or over navigable streams by counties,
towns, cities and villages, where the construction is
under the control of the municipality.
The Departments of Transportation and Natural
Resources jointly developed the rule in 1981.
The basic effect of Trans 207 is to replace formal
permit procedures with a less formal cooperative
approach between the Department of Natural Re-
sources and municipalities.
Under Trans 207, the county, town, village or city
construction authority notifies DNR TL of the in-
tended construction or reconstruction. This can be
done by either submitting a conceptual plan for the
proposed project, or by obtaining a “waiver” through
early coordination with the DNR liaison, indicating
the planned activities will have no adverse effect. In
some situations early coordination will not resolve all
difficulties and detailed conceptual plans will still be
required. Also, some projects may impact wetlands,
lakes or private property and may require permits
under other sections of state law, such as Chapter
30, or may require review and approval by the U.S.
Army Corps of Engineers. The DNR TL should be
able to advise you about other required permits.
“Reemplazos menores” de alcantarillas
There is a simplified process for projects that are
considered “minor replacements” under Trans 207.
This is a simple replacement of an existing structure
that meets ALL of the following conditions:
• An equivalent or larger-sized, manufactured struc-
ture at the same location.
• The existing structure has a cross-sectional area
no greater than 50 square feet.
• The existing road grade line will not be raised in
the area adjacent to the culvert so that overflow
sections remain to permit flood waters to pass over
the road.
• Water conveyance of the new structure will be at
least as effective as the existing structure.
• The structure will be manufactured elsewhere; that
is, concrete structures will not be poured on site.
For a minor replacement, submit a map with the site
location, a description of the existing and proposed
structures, and proposed changes in flow elevations.
For all other projects, Trans 207.05(2) requires a
more detailed conceptual plan.
The following section lists the required elements.
DNR can waive the requirement for a conceptual
plan if early coordination clearly indicates that the
activity will have no adverse effect.
Las esteras-contra-erosión y la roca contro-
lan efectivamente la erosión.

Requerimientos para un proyecto de alcan-
tarilla nueva o más grande
If the proposed structure is new, or will reduce exist-
ing navigational clearance, public notice is required.
New structures must conform to existing floodplain
zoning ordinances.
If a river is used by boaters, a minimum of 5’ of
navigational clearance may be required.
Construction erosion and sedimentation must be
adequately controlled. If the project disturbs more
than one acre of land, then a Notice of Intent to ob-
tain stormwater permit coverage will be needed. The
DNR Transportation Liaison will help coordinate with
appropriate DNR stormwater staff. Erosion control
guidance is provided in the WisDOT’s Standard
Specifications for Road and Bridge Construction and
the Wisconsin DNR Storm Water Construction
Technical Standards. Plans for erosion control
should be submitted to DNR before construction.
Additional activities such as stream relocations, wet-
land fills not directly associated with placing the
structure, dredging beyond that necessary to place
new structure elements, and disturbance not associ-
ated with a public roadway may require permits and
are not automatically covered under the exemptions
of Trans 207.
If the existing structure contains asbestos material,
contact the DNR Air Management Specialist.
Otras responsabilidades ambientales
Wetlands Some stream bottoms qualify as wetland,
if they have aquatic vegetation. Wetland impacts
must be avoided or minimized.
Fish and aquatic organisms The culvert should be
set so that the stream is not fragmented and fish and
other aquatic organisms can migrate upstream and
downstream during low-flow conditions. This re-
quires that the inside bottom of the culvert be at
least 6” (10%-20% of culvert diameter) below the
final stream bed. In addition, the structure should be
rocked on both the upstream and downstream mar-
gins, as well as the downstream face in the water.
The desired end-result is that during high-flow condi-
tions, the currents don’t cause a large pool to de-
velop downstream of the edge of the structure,
which creates an impassable barrier to aquatic or-
ganisms during low flows in the fall.
Spawning periods To avoid spawning periods, do
in-stream work between June 15 and September 15
on warm water streams, and between April 15 and
September 15 on coldwater/trout streams. However,
to be safe, consult the DNR TL about your particular
stream.
Birds Swallows or other migratory birds often nest
on the existing structure. Destruction of swallows
and other migratory birds, or their nests, is unlawful
under the U.S.
Migratory Bird Treaty Act, unless a permit is ob-
tained from the U.S. Fish & Wildlife Service
(USFWS). Therefore, the project should either use
measures to prevent nesting (such as removing
unoccupied nests during the non-nesting season
and installing barrier netting before May 15), or
should occur only between August 20 and May 15
(non-nesting season). If neither of these options is
possible, then the USFWS must be contacted to
apply for a depredation permit.
Floodplain zoning If the structure is in a mapped
floodplain, the plans must comply with the provisions
of the local community’s floodplain zoning ordi-
nance.
“Appropriate legal arrangements” must be com-
pleted with affected landowners if the new culvert
will cause the backwater to increase 0.01 foot or
more. Contact the county zoning administrator for
information on mapped floodplain locations.
Endangered resources/critical habitat. These are
handled on a case-by-case basis.
Dewatering If dewatering is required, the dirty water
removed should be pumped into a stilling basin.
Water must be clean before it is allowed to enter the
stream.
Waste piles/soil borrow areas Must provide ero-
sion control on these areas.
Mantenimiento
Cualquier sistema de drenaje está condenado a
fallar si no se lo mantiene adecuadamente.
Estas fallas pueden variar desde erosiones de
las barrancas o fondo del arroyo hasta grandes
fallas como el lavado del camino y daños a la
propiedad adyacente. Las grandes alcantarillas
deberían inspeccionarse cada dos años. El
mantenimiento debe incluir inspecciones perió-
dicas para ver que:
• El interior del tubo está libre de obstrucciones.
• Los extremos están libres de escombros y de
obras de castores.
• Los suelos del terraplén no están erosiona-
dos.
• Los muros de cabecera o rip-rap están en su
lugar, y la socavación no lavó el suelo debajo y
alrededor de la alcantarilla, creando un extremo
inclinado o elevado.
Diámetro 10%
Figure 6. Instale la alcantarilla por lo menos
15 cm o 10%-20% de su diámetro (lo que
resulte mayor) debajo de la cama final del
cauce, para que los peces y otros organis-
mos acuáticos puedan nadar contra la co-
rriente en condiciones de flujo bajo.

• No haya desalineamientos o fallas de juntas
del tubo.
• Los materiales de la alcantarilla no estén co-
rroídos o deteriorados.
• No haya fisuras o asentamientos de la super-
ficie sobre la alcantarilla.
El desalineamiento o falla de junta pueden
mostrar puntos flojos en terraplenes relativa-
mente bajos, y bombeo, o movimiento de agua
fuera del tubo, en el exterior del extremo de
descarga del tubo.
Quite las grandes ramas, malezas, y cuales-
quiera otros materiales desde el extremo co-
rriente arriba de la alcantarilla. Esto es para
impedir la reducción del flujo.
Repare los extremos y corrija los problemas de
erosión.
Be prepared to contact DNR for appropriate permits
should the cleanout project expand beyond the
bounds of the culvert opening. Any stream dredging
associated with cleaning a culvert may require per-
mits from DNR under Chapter 30, Wisconsin Stat-
utes. Contact your local DNR Transportation Liaison
for a determination.
Resumen
Generalmente, las instalaciones de alcantarillas
son muy simples y directas.
Sin embargo, este hecho induce a errores.
Aun ingenieros responsables pueden hacer
instalaciones rápidas sin observar las conside-
raciones del diseño original para el dimensio-
namiento y diseño del conducto, o para cam-
bios recientes que hacen obsoleto el diseño
viejo.
Estas fallas humanas pueden resultar en serios
problemas de inundación, daños a la propie-
dad, y fallas del camino.
Así, vale la pena que todas las partes respon-
sables comprendan las consideraciones impor-
tantes del diseño, instalación y mantenimiento
de un sistema de drenaje de alcantarillas de
tubos.
Comience a planificar temprano – mayo-junio
para las siguientes estaciones de construcción
– para asegurar que pueda coordinar con el
organismo vial y los servicios públicos a lo lar-
go del camino.
Referencias
Compaction Improves Pavement Performance,
Wisconsin Transportation Bulletin No. 11, T.I.C.
Concrete Pipe Design Manual, American Concrete
Pipe Association, 222 W. Las Colinas Blvd., Suite
641, Irving, TX 75039-5423. Phone (972) 506-7216
Disponible online
at: www.concrete-pipe.org/designmanual.htm
Facilities Development Manual, Chapter 10, Wis-
consin Department of Transportation, Madison, WI.
Fish Friendly Culverts: Proper design, installa-
tion, and maintenance can protect both road-
ways and fish, UW-Extension. Contact John Haack,
St. Croix Basin Natural Resources Educator,
715/635-7406,
john.haack@ces.uwex.edu
Handbook of PVC Pipe Design and Construction,
2001, Uni-Bell PVC Pipe Association, 2655 Villa
Creek Drive, Suite 155, Dallas, Texas 75234.
www.uni-bell.org/pubs
Hydraulic Design of Highway Culverts, HDS No.
5, Federal Highway Administration.
www.FHWA.DOT.gov/bridge/hyd.htm
Installation Manual for Corrugated Steel Drain-
age Structures, American Iron and Steel Institute,
13140 Coit Rd., Suite 320, LB 120, Dallas, TX
75240-6737.
www.ncspa.org/publications.htm
Place Culverts Correctly the First Time, Special
Bulletin #43, South Dakota Local Transportation
Assistance Program, South Dakota State University,
Box 2220, Harding Hall, Brookings, SD 57007-0199.
Phone: 605/688-4185, 800/422-0129.
Product Acceptability Lists (PAL), WisDOT. Las
PALs listan productos de control de erosion aproba-
dos por nombre y fabricante. Se actualiza cada 4
meses. Disponible en:
www.dot.wisconsin.gov/business/engrserv/pal.htm
Fisuras y asentamiento en el asfalto indican
fallas en una alcantarilla.

El cieno que rellena esta alcantarilla corta
drásticamente la capacidad de flujo.
Bulletin No. 15 revised September 2004 © Copyright
Wisconsin Transportation Information Center.
Wisconsin Transportation Bulletin is a series of
fact sheets providing information to local town, mu-
nicipal and county officials on street and highway
design, construction, maintenance, and manage-
ment.
These fact sheets are produced and distributed by
the Wisconsin Transportation Information Center, a
project of the University of Wisconsin- Madison,
Department of Engineering Professional Develop-
ment, funded as a Local Technical Assistance Cen-
ter by the Federal Highway Administration, Wiscon-
sin Department of Transportation, and UW-
Extension.
UW-Madison provides equal opportunities in em-
ployment and programming, including Title IX re-
quirements.
Copies are available free while supplies last from the
Transportation Information Center, 432 North Lake
Street, Madison, WI 53706.
Phone: 800/442-4615; e-mail:
tic@epd.engr.wisc.edu;
URL: http://tic.engr.wisc.edu
Wisconsin Transportation Bulletins
#1 Understanding and Using Asphalt
#2 How Vehicle Loads Affect Pavement Perform-
ance
#3 LCC—Life Cycle Cost Analysis
#4 Road Drainage
#5 Gravel Roads
#6 Using Salt and Sand for Winter Road Mainte-
nance
#7 Signing for Local Roads
#8 Using Weight Limits to Protect Local Roads
#9 Pavement Markings
#10 Seal Coating and Other Asphalt Surface Treat-
ments
#11 Compaction Improves Pavement Performance
#12 Roadway Safety and Guardrail
#13 Dust Control on Unpaved Roads
#14 Mailbox Safety
#15 Culverts—Proper Use and Installation
#16 Geotextiles in Road Construction / Maintenance
and Erosion Control
#17 Managing Utility Cuts
#18 Roadway Management and Tort Liability in
Wisconsin
#19 The Basics of a Good Road
#20 Using Recovered Materials in Highway Con-
struction
#21 Setting Speed Limits on Local Roads
Transportation Information Center Publications
Roadway and Roadside Drainage, No. 98-5, Cor-
nell Local Roads Program, 416 Riley-Robb Hall,
Ithaca, NY 14853-5701, TEL: 607/255-8033,
www.clrp.cornell.edu/
Standard Specifications for Road and Bridge
Construction, Wisconsin DOT 2003.
Storm Water Construction Technical Standards,
Wisconsin DNR, 2004.
Standards for storm water erosion control methods
that specify the minimum requirements needed to
plan, design, install, and maintain a wide array of
conservation practices. Available online at
www.dnr.state.wi.us/org/water/wm/nps/stormwater/t
echstds.htm#Post
Sources of assistance
Consider contacting the following for local assis-
tance with placing culverts in streams:
County Highway Department
County Land Conservation Department
County Zoning Department
Wisconsin DNR Transportation Liaison. First point of
contact for projects affecting wetlands and navigable
streams as well as advice on other required envi-
ronmental permits and contacts.
Call your District DNR office for the Liaison respon-
sible for your area.
A map and current listing is available online at:
www.dnr.state.wi.us/org/es/science/DOT_liaison_list
.pdf
Pavement Surface Evaluation and Rating
(PASER)
Asphalt PASER Manual, 2002, 28 pp.
Brick and Block PASER Manual, 2001, 8 pp.
Concrete PASER Manual, 2002, 28 pp.
Gravel PASER Manual, 2002, 20 pp.
Sealcoat PASER Manual, 2000, 16 pp.
Unimproved Roads PASER Manual, 2001, 12 pp.
Drainage Manual Local Road Assessment and
Improvement, 2000, 16 pp.
SAFER Manual Safety Evaluation for Roadways,
1996, 40 pp.
Flagger’s Handbook (pocket-sized guide), 1998, 22
pp.
Work Zone Safety Guidelines for Construction,
Maintenance, and Utility Operations, (pocket-sized
guide), 2003, 58 pp.

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