Estudio definitivo de la carretera Las Juntas – Callayuc en el distrito de Callayuc, provincia de Cutervo, región Cajamarca

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(1)ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL. TOMO I “ESTUDIO DEFINITIVO DE LA CARRETERA LAS JUNTAS – CALLAYUC EN EL DISTRITO DE CALLAYUC, PROVINCIA DE CUTERVO, REGIÓN CAJAMARCA”. TESIS PRESENTADA POR: FUENTES ACUÑA FRANZ JOHNATAN TORRES CONTRERAS JHONATAN HUMBERTO. PARA OPTAR EL TÍTULO DE:. INGENIERO CIVIL ASESORADO POR: ING. SALAZAR BRAVO WESLEY A.. LAMBAYEQUE, MARZO DEL 2019..

(2) ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL PROYECTO DE TESIS: “ESTUDIO DEFINITIVO DE LA CARRETERA LAS JUNTAS – CALLAYUC EN EL DISTRITO DE CALLAYUC, PROVINCIA DE CUTERVO, REGIÓN CAJAMARCA”. MIEMBROS DEL JURADO:. PRESIDENTE DE JURADO. :. _____________________________ ING. OSCAR CUBAS DELGADO. MIEMBRO DE JURADO. :. _____________________________. ING. ALEJANDRO PEDRO MORALES UCHOFEN. MIEMBRO DE JURADO. :. _____________________________ ING. EMILIO DE LA ROSA RÍOS. ASESOR. :. _____________________________ ING. WESLEY SALAZAR BRAVO. LAMBAYEQUE, MARZO DEL 2019..

(3) ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL PROYECTO DE TESIS: “ESTUDIO DEFINITIVO DE LA CARRETERA LAS JUNTAS – CALLAYUC EN EL DISTRITO DE CALLAYUC, PROVINCIA DE CUTERVO, REGIÓN CAJAMARCA”. RESPONSABLES. :. ________________________________ BACH. FUENTES ACUÑA FRANZ JOHNATAN.. __________________________________ BACH. TORRES CONTRERAS JHONATAN HUMBERTO. LAMBAYEQUE, MARZO DEL 2019..

(4) DEDICATORIA. Dedico este proyecto de tesis a mis queridos padres por el esfuerzo, motivación y apoyo incondicional mostrado para poder culminar con mis estudios superiores; así poder cumplir con nuestras metas trazadas y llegar a ser buenos profesionales. Mi gratitud y cariño para ellos. A mis familiares, amigos y a la Universidad Nacional Pedro Ruiz Gallo. FUENTES ACUÑA FRANZ J.. Dedicamos este proyecto de tesis a mis padres por todo el apoyo incondicional y por su cariño mostrado. A mi esposa por su apoyo incondicional en este arduo proyecto y así poder obtener mi título profesional. A mis hijos, Ana Lucía Paola y Emilio Nicolás por ser parte de mi motivación en mi vida. A la Universidad Nacional Pedro Ruiz Gallo, por ser mi alma mater. TORRES CONTRERAS JHONATAN H.. i.

(5) AGRADECIMIENTO. Agradezco a todas las personas que de alguna forma colaboraron para que este proyecto sea posible. FUENTES ACUÑA FRANZ J.. A mis padres, esposa y amigos que me apoyaron en todo momento para cumplir mis objetivos. TORRES CONTRERAS JHONATAN H.. ii.

(6) ÍNDICE TOMO I DEDICATORIA…………………………………………………………………………………...i AGRADECIMIENTO……………………………………………………………………………..ii RESUMEN………………………………………………………………………………………...1 INTRODUCCIÓN…………………………………………………………………………………2 CAPITULO I: GENERALIDADES……………………………………………………………...3 1.1. Presentación 1.2. Antecedentes 1.3. Problema 1.4. Hipótesis 1.5. Justificación e importancia 1.6. Objetivos 1.6.1. Objetivo general 1.6.2. Objetivos específicos CAPITULO II: ESTUDIOS DE PLANEACIÓN………………………………………………..8 2.1. Estudio geográfico físico 2.1.1. Situación geográfica 2.1.2. Ubicación 2.1.3. Relieve de la zona 2.1.4. Meteorología y climatología 2.2. Estudios económicos 2.2.1. Actividades económicas de la zona 2.2.2. Poblaciones beneficiarias y sus características CAPITULO III: ESTUDIO TOPOGRÁFICO Y DISEÑO GEOMÉTRICO………………...16 3.1. Reconocimiento de campo 3.2. Levantamiento topográfico 3.2.1. Trabajos topográficos 3.2.2. Eje preliminar 3.2.3. Instrumentos empleados iii.

(7) 3.2.4. Eje definitivo 3.3. Consideraciones técnicas 3.3.1. Clasificación de las carreteras 3.3.1.1. Clasificación por demanda 3.3.1.2. Clasificación por orografía 3.4. Diseño geométrico 3.4.1. Parámetros básicos para el diseño 3.4.2. Geometría del trazo 3.5. Eje definitivo 3.5.1. Trazo definitivo 3.5.2. Nivelación del eje definitivo 3.5.3. Diseño geométrico en planta 3.5.4. Diseño geométrico en perfil 3.5.5. Diseño geométrico de la sección transversal 3.5.6. Volumen de movimiento de tierras 3.5.7. Compensación de volumen de tierra 3.5.7.1. Compensación transversal 3.5.7.2. Compensación longitudinal 3.5.8. Diagramas de masa CAPITULO IV: ESTUDIO DE MECÁNICA DE SUELOS…………………………………..70 4.1. Generalidades 4.2. Presencia de agua en el suelo 4.3. Clasificación de los suelos 4.3.1. Clasificación AASHTO 4.3.1.1. Descripción de los grupos de clasificación. 4.3.2 Clasificación unificada de suelos (SUCS 4.4. Investigaciones de campo. 4.4.1 Calicata o pozo de exploración 4.4.2 Muestreo y registro de exploración 4.5. Descripción de ensayos de laboratorio 4.5.1 Ensayos estándar 4.5.2 Ensayos especiales 4.6. Descripción de la conformación del sub suelo del área de estudio. iv.

(8) CAPITULO V: ESTUDIO DE CANTERAS…………………………………………………..106 5.1. Generalidades 5.2. Localización de canteras en la zona 5.3. Metodología 5.4. Trabajos de campo 5.5. Ensayos de laboratorio 5.6. Características de la cantera 5.7. Resultados de los ensayos de laboratorio CAPITULO VI: ESTUDIO DEL PAVIMENTO……………………………………………..110 6.1. Generalidades 6.2. clasificación de los pavimentos 6.3. Factores a tomarse en cuenta para el diseño de un pavimento 6.3.1. Características del terreno de cimentación 6.3.2. El clima 6.3.3. El trafico 6.4. Pavimento Flexible. 6.4.1. Generalidades 6.4.2. Asfalto 6.4.3. Clasificación del Pavimento Flexible 6.4.4. Funciones y características de las diferentes capas del pavimento flexible 6.4.5. Diseño del pavimento flexible CAPITULO VII: ESTUDIO DE HIDROLOGÍA Y DRENAJE……………………………….139 7.1. Introducción 7.2. Objetivos del estudio 7.3. Descripción general de la zona de estudio 7.3.1. Hidrografía 7.3.2. Clima y precipitación 7.3.3. Vegetación 7.3.4. Relieve 7.4. Análisis hidrológico 7.4.1.. Información básica. 7.4.2.. Micro cuencas hidrográficas v.

(9) 7.5. Hidrología estadística 7.5.1.. Análisis de la información pluviométrica. 7.5.2.. Precipitación máxima en 24 horas. 7.5.3.. Periodo de retorno. 7.5.4.. Análisis de precipitación extrema. 7.5.5.. Tiempo de concentración. 7.5.6.. Precipitación e intensidad de lluvia. 7.6. Análisis de caudales extremos o de diseño 7.7. Obras de arte 7.7.1.. 7.7.2.. 7.7.3.. Alcantarillas 7.7.1.1.. Generalidades. 7.7.1.2.. Tipos de alcantarilla. 7.7.1.3.. Diseño hidráulico. Badenes 7.7.2.1.. Generalidades. 7.7.2.2.. Consideraciones para el diseño. 7.7.2.3.. Diseño hidráulico. Puentes 7.7.3.1.. Superestructura. 7.7.3.2.. Subestructura. 7.7.3.3.. Cimentación. 7.7.3.4.. Elementos auxiliares. 7.7.3.5.. Carga en los puentes. 7.7.3.6.. Clasificación de puentes. CAPITULO VIII: ESTUDIO DE SEÑALIZACIÓN Y SEGURIDAD VIAL……………….168. 8.1. Generalidades 8.2. Función de las señales de tránsito 8.3. Clasificación de las señales de tránsito 8.3.1. Señales reguladoras o de reglamentación 8.3.2. Señales preventivas 8.3.3. Señales informativas 8.4. Marcas en el pavimento 8.4.1. Marcas en pavimento y bordes de pavimento 8.4.2. Espaciamiento de delineadores. vi.

(10) CAPITULO IX: EVALUACIÓN DE IMPACTO AMBIENTAL……………………………189 9.1. Generalidades 9.2. Marco legal 9.3. Descripción del medio ambiente 9.4. Identificación de impactos ambientales 9.5. Evaluación de impactos ambientales 9.6. Interpretación de resultados 9.7. Plan de manejo ambiental CAPITULO X: ESPECIFICACIONES TÉCNICAS………………………………...……207. TOMO II CAPITULO XI: ANÁLISIS ECONOMICO Y CONOGRAMA DE OBRA …………….326 Metrados………………………………………………………………….…………...327 Presupuesto de obra…………………………………………………………………367 Gastos generales……………………………………………………………………..372 Insumos……………………………………………………...…………………….…..376 Fórmula Polinómica…………………………………………………………………..379 Análisis de costos unitarios…………………………………….…...……………….381 Programación de obra………………………………………………………………..420 CAPITULO XII: CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES………………………..424 REFERENCIAS BIBLIOGRAFÍCAS…………………………………………………….426 ANEXOS…………………………………………………………………………………….428. vii.

(11) TOMO III DESCRIPCION DE PLANO PLANO DE UBICACIÓN PLANTA Y PERFIL 0+000 - 1+000 PLANTA Y PERFIL 1+000 – 2+000 PLANTA Y PERFIL 2+000 – 3+000 PLANTA Y PERFIL 3+000 – 4+000 PLANTA Y PERFIL 4+000 – 5+000 PLANTA Y PERFIL 5+000 – 6+000 PLANTA Y PERFIL 6+000 – 7+000 PLANTA Y PERFIL 7+000 – 8+000 PLANTA Y PERFIL 8+000 – 9+000 PLANTA Y PERFIL 9+000 – 10+000 PLANTA Y PERFIL 10+000 – 11+000 PLANTA Y PERFIL 11+000 – 12+000 PLANTA Y PERFIL 12+000 – 12+500 SECCIONES TRANSVERSALES SECCIONES TRANSVERSALES SECCIONES TRANSVERSALES SECCIONES TRANSVERSALES SECCIONES TRANSVERSALES SECCIONES TRANSVERSALES SECCIONES TRANSVERSALES SECCIONES TRANSVERSALES SECCIONES TRANSVERSALES SECCIONES TRANSVERSALES SECCIONES TRANSVERSALES SECCIONES TRANSVERSALES SECCIONES TRANSVERSALES SECCIONES TRANSVERSALES SECCIONES TRANSVERSALES SECCIONES TRANSVERSALES SECCIONES TRANSVERSALES SECCIONES TRANSVERSALES SECCIONES TRANSVERSALES. LAMINA U-1 PP -01 PP- 02 PP- 03 PP -04 PP-05 PP-06 PP-07 PP -08 PP-09 PP-10 PP-11 PP-12 PP-13 SEC-1 SEC-2 SEC-3 SEC-4 SEC-5 SEC-6 SEC-7 SEC-8 SEC-9 SEC-10 SEC-11 SEC-12 SEC-13 SEC-14 SEC-15 SEC-16 SEC-17 SEC-18 SEC-19. TOMO IV DESCRIPCION DE PLANO SECCIONES TRANSVERSALES SECCIONES TRANSVERSALES SECCIONES TRANSVERSALES SECCIONES TRANSVERSALES SECCIONES TRANSVERSALES SECCIONES TRANSVERSALES SECCIONES TRANSVERSALES SECCIONES TRANSVERSALES SECCIONES TRANSVERSALES SECCIONES TRANSVERSALES SECCIONES TRANSVERSALES. LAMINA SEC-20 SEC-21 SEC-22 SEC-23 SEC-24 SEC-25 SEC-26 SEC-27 SEC-28 SEC-29 SEC-30. viii.

(12) SECCIONES TRANSVERSALES SECCIONES TRANSVERSALES SECCIONES TRANSVERSALES SECCIONES TRANSVERSALES SECCIONES TRANSVERSALES SECCIONES TRANSVERSALES SECCIONES TRANSVERSALES SECCIONES TRANSVERSALES PLANTA, PERFIL Y DETALLES DE ALCANTARILLA TÍPICA ESTRUCTURAS Y DETALLES DE ALCANTARILLA TÍPICA PLANTA, PERFIL Y DETALLES DE ALCANTARILLA DE ALIVIO PLANTA DE BADEN N°01 Y N°02 PLANTA DE BADEN N°03 Y N°04 CORTES BADENES N°01,02 Y 03 CORTE BADEN N°04 PUENTE – SUPER ESTRUCTURAS PUENTE – SUPER ESTRUCTURAS PUENTE – SUB ESTRUCTURAS PUENTE – SUB ESTRUCTURAS SEÑALIZACION TRAMO KM 0+000 – KM 3+100 SEÑALIZACION TRAMO KM 3+100 – KM 8+400 SEÑALIZACION TRAMO KM 8+400 – KM 12+500 PLANO DE CALICATAS Y BOTADEROS M 0+000 AL 5+000 PLANO DE CALICATAS Y BOTADEROS M 5+000 AL 12+500. SEC-31 SEC-32 SEC-33 SEC-34 SEC-35 SEC-36 SEC-37 SEC-38 ALC -1 ALC -2 ALI B - 01 B - 02 B - 03 B - 04 SE - 01 SE - 02 SB - 01 SB - 02 SÑ - 01 SÑ - 02 SÑ - 03 CyB - 01 CyB - 02. ix.

(13) RESUMEN El trabajo de investigación “ESTUDIO DEFINITIVO DE LA CARRETERA LAS JUNTAS – CALLAYUC EN EL DISTRITO DE CALLAYUC, PROVINCIA DE CUTERVO, REGIÓN CAJAMARCA" consiste en la realización de diferentes estudios como son: Topográfico, Hidrológico y Drenaje, Mecánica de Suelos y Canteras, para finalmente llegar al Diseño Geométrico, Diseño de Pavimento, Diseño de Obras de Arte y Drenaje, Presupuesto Base y Programación de Obra de la carretera. En esta investigación se aplicó todos los conocimientos y experiencias adquiridas en el transcurso de la universidad como estudiantes de la carrera de ingeniería civil, logrando elaborar este proyecto que será guía para la ejecución de esta obra, lo cual generará un mayor nivel de seguridad, comodidad y transitabilidad en los usuarios.. ABSTRACT The research work "ESTUDIO DEFINITIVO DE LA CARRETERA LAS JUNTAS – CALLAYUC EN EL DISTRITO DE CALLAYUC, PROVINCIA DE CUTERVO, REGIÓN CAJAMARCA" consists in the realization of different studies such as: Topographic, Hydrological and Drainage, Mechanics of Soils and Quarries, for finally reach the Geometric Design, Pavement Design, Design of Works of Art and Drainage, Base Budget and Work Site Programming. In this research, all the knowledge and experience acquired in the course of the university as students of civil engineering career was applied, managing to elaborate this project that will be a guide for the execution of this work, which will generate a higher. level. of. security,. comfort. and. walkability. in. users.. 1.

(14) INTRODUCCION La zona en estudio actualmente carece de criterios técnicos en el diseño vial tanto en el trazado horizontal como vertical, en la carretera que une Las Juntas – Callayuc se observa la existencia de baches, ahuellamientos, agregados de regular tamaño sobre la superficie, pérdida de materiales de la superficie y erosión de la superficie de rodadura por efecto de pase de agua. Su drenaje de la vía es inadecuado e insuficiente debido a que no cuenta con cunetas, ocasionando que el agua erosione la superficie y en algunos sectores causando su inundación. En este sentido “Estudio Definitivo de la Carretera Las Juntas – Callayuc, en el Distrito de Callayuc, Provincia de Cutervo, Región Cajamarca”, tiene gran importancia por ser gestor de desarrollo socio económico, lo cual significaría un impulso para estas zonas permitiendo mejorar el transporte a los diferentes caseríos y centros poblados aledaños.. 2.

(15) CAPITULO I: GENERALIDADES 1.1.. ANTECEDENTES. Los afectados por el problema se desplazan por un camino vecinal en mal estado de conservación que no cuenta con el mantenimiento respectivo, en épocas de lluvia el traslado de sus productos se realiza con acémilas (burros y mulas) y esfuerzo físico propio, porque la carretera se vuelve intransitable. Las dificultades para el traslado de la producción, trae consecuencias como la baja rentabilidad de los productos y por ende el bajo nivel de vida socio económico de la población; otra de las dificultades que se suscita es el acceso de la población a los servicios que brinda el estado como: salud, educación, etc. En el 2015 PROVIAS ejecuto el mantenimiento periódico Las Juntas – Callayuc – Cumbe - Laguna Negra, en una longitud de 32.850 Km, así mismo los mantenimientos rutinarios de la vía son muy esporádicos y se realizan con presupuesto asignado en convenio entre el IVP Cutervo y las Municipalidad de Callayuc, lo cual no cubre la totalidad de los gastos. Los recursos para las actividades de mantenimiento provienen de PROVIAS descentralizado, así mismo para efectos de mantenimiento rutinario y de emergencia la municipalidad distrital de Callayuc dispone de equipo mecánico como tractores, cargador frontal y volquete, por otro lado el transportista se ve perjudicado por los gastos vehiculares que afronta en reparar sus unidades, al no contar Callayuc con servicios que cubran estas necesidades los transportistas se ven obligados a realizar las reparaciones fuera de este distrito con lo cual se incrementa el gasto del transporte.. 1.2. DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO El distrito de Callayuc pertenece políticamente a la Provincia de Cutervo, Región Cajamarca y fue creado mediante Ley del 11 de febrero de 1855.. Ubicación Geográfica Departamento /Región: Provincia: Distrito: Región Geográfica:. Cajamarca Cutervo Callayuc Costa () Sierra( x) Selva( ). Altitud:. 1, 535 m.s.n.m.. 3.

(16) Coordenadas geográficas:. UBICACIÓN DE LA CIUDAD Departamento Cajamarca. Provincia. Distrito. Cutervo. Callayuc. Longitud -79.0700. Latitud -6.133321. Figura 1: Ubicación del Departamento de Cajamarca. 4.

(17) Figura 2: Ubicación de la Provincia de Cutervo en el Mapa Departamental de Cajamarca.. UBICACIÓN DE LA CARRETERA. Figura 3: Ubicación de la Carretera en el Mapa Provincial de Cutervo. La carretera Las Juntas - Callayuc tiene una longitud aproximada de 12.5 Km y en la actualidad los pobladores sufren el aislamiento con los centros de comercialización y servicios básicos como salud y educación, por no tener una infraestructura vial que permita el traslado de sus productos y de ellos mismos. 5.

(18) El proyecto “ESTUDIO DEFINITIVO DE LA CARRETERA LAS JUNTAS – CALLAYUC EN EL DISTRITO DE CALLAYUC, PROVINCIA DE CUTERVO, REGIÓN CAJAMARCA’’, consiste en la realización de diferentes estudios como son: Topográfico, Hidrología y Drenaje, Mecánica de Suelos y Canteras, para finalmente llegar al Diseño Geométrico, Diseño de Pavimento,. Diseño de. Obras de Arte y Drenaje, Presupuesto Base y. Programación de Obra de la carretera.. 1.3. JUSTIFICACIÓN DEL PROYECTO La carretera Las Juntas – Callayuc actualmente carece de criterios técnicos en el diseño vial tanto en el trazado horizontal como vertical, se observa la existencia de baches, ahuellamientos, agregados de regular tamaño sobre la superficie, pérdida de materiales de la superficie y erosión de la superficie de rodadura por efecto de pase de agua. Su drenaje de la vía es inadecuado e insuficiente debido a que no cuenta con cunetas, ocasionando que el agua erosione la superficie y en algunos sectores causando su inundación. Además el camino vecinal presenta pases de agua proveniente de las lluvias y cruza una quebrada mediante un puente de aproximadamente 20m. 1.4.. IMPORTANCIA DEL PROYECTO. . ¿POR QUÉ?. Porque actualmente la carretera Las Juntas – Cayalluc se encuentra en estado deteriorado, presentando baches y ahuellamientos a lo largo de su recorrido, zonas que no cuentan con drenaje y que se agravan en épocas de lluvias. Pese a ello esta carretera no cuenta con un Estudio Definitivo. Por ello se ha visto por conveniente realizar el presente estudio que nace como una necesidad de la población de la zona, contribuyendo así a mejorar el desarrollo socioeconómico de la localidad de Callayuc caseríos cercanos.. . ¿PARA QUÉ?. Para mejorar la interconexión del distrito de Callayuc, elevando de esta manera el nivel de vida de la población de la zona. Esto permitirá disminuir el problema de transitabilidad de los pobladores, facilitando además el transporte de sus productos agrícolas a los mercados más cercanos. 6.

(19) 1.5.. OBJETIVOS DEL PROYECTO. 1.5.1. OBJETIVOS GENERALES Elaborar el “Estudio Definitivo de la Carretera Las Juntas – Callayuc, en el Distrito de Callayuc, Provincia de Cutervo, Región Cajamarca”. 1.5.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS     . . Realizar el Estudio de Tráfico. Realizar el Estudio Topográfico. Realizar los Estudios de Mecánica de Suelos y Canteras. Realizar los Estudios de Hidrología. Realizar el Diseño Geométrico de la Carretera:  Diseño en Planta  Diseño en Perfil longitudinal  Diseño en Sección transversal Realizar el Diseño de la Estructura del Pavimento. Diseñar las Estructuras de Obras de Arte y Drenaje. Realizar la Evaluación de Impacto Ambiental. Realizar los Estudios de Señalización y Seguridad Vial.. . Realizar el Presupuesto Base y la Programación de Obra..   . 7.

(20) CAPITULO II: ESTUDIOS DE PLANEACIÓN. 2.1. ASPECTOS GEOGRÁFICOS – FÍSICOS. 2.1.1 SITUACION GEOGRAFICA El proyecto “Estudio definitivo de la carretera Las Juntas – Callayuc en el distrito de Callayuc, Provincia de Cutervo, región Cajamarca’’, se localiza en el distrito de Callayuc que es uno de los 13 distritos de la provincia de Cutervo, tiene una extensión de 316.05 Km2 y está ubicado desde los 1474 hasta los 2510 m.s.n.m. El área de estudio de este proyecto se encuentra entre las Siguientes coordenadas UTM: Norte. Este. Punto de Inicio. 9323311.124. 733788.141. Punto Final. 731189.505. 9316298.494. El punto de inicio de la carretera en estudio se convertiría en la progresiva 0+000 y está ubicado en las coordenadas X= 733788.141; y en Y= 9323311.124 a una altura de 880.150 M.S.N.M; el punto de termino seria la progresiva Nº 12+500.00 y está ubicado en las coordenadas X= 731189.505; Y: 9316298.494 a una altura de 1542.80 M.SN.M.. 2.1.2 ACCESO A LA ZONA DEL PROYECTO El acceso a la zona de estudio es por vía terrestre, partiendo de Chiclayo hacia la ciudad de Jaén por la carretera Fernando Belaunde Terry, aproximadamente a unos 250km se llega al Centro Poblado Chiple en el cual existe un desvió para la Ciudad de Cutervo, Tomando este desvió y dirigiéndose desde Chiple a la ciudad de Cutervo encontramos El Cruce Las juntas Aproximadamente a unos Km, lugar donde se ubica el inicio del recorrido de la carretera en estudio. Tabla 1: Acceso a la zona del proyecto a partir de la ciudad de Chiclayo. DISTANCIA. TRAMO. (KM). TIPO DE VIA. TIEMPO PROMEDIO. CHICALYO. CHIPLE. 252. ASFALTADA. 4.5 HORAS. CHIPLE. LAS JUNTAS. 20. TROCHA. 20 MINUTOS. Partiendo de la ciudad de Jaén por la carretera Fernando Belaunde Terry, aproximadamente unos 150KM se llega al centro poblado Chiple en el cual existe un desvió para la ciudad de 8.

(21) Cutervo, Tomando este desvió y dirigiéndose desde Chiple a la ciudad de Cutervo encontramos El Cruce Las juntas Aproximadamente a unos Km, lugar donde se ubica el inicio del recorrido de la carretera en estudio. Tabla 2: Acceso a la zona del proyecto a partir de la ciudad de Jaén. DISTANCIA. TRAMO. (KM). TIPO DE VIA. TIEMPO PROMEDIO. JAEN. CHIPLE. 150. ASFALTADA. 1 HORA. CHIPLE. LAS JUNTAS. 20. TROCHA. 20 MINUTOS. 2.1.3 RELIEVE DE LA ZONA La fisiografía del distrito de Callayuc en general es ondulada y escarpada, con pendientes entre el 10% y 50%, atravesando zonas de cultivo con laderas de mediana pendiente donde se encuentran algunas viviendas. En esta zona se encuentran enclavados grandes bloques erráticos y afloramientos rocosos, como característica principal de las comunidades que conforman el distrito.. 2.1.4 FLORA Y FAUNA En la parte Baja del distrito de Callayuc (Región natural Yunga Intermedia), se caracteriza por la presencia de árboles frutales y el cultivo de maíz amiláceo, café, plátanos, papa, ocas, habas y la crianza de ganado vacuno. En la parte alta (Región natural Quechua), la vegetación natural más representativa lo constituyen los relictos de aliso, naranjillo, shita, quinual, etc., y de manera aislada plantas de sauco; la vegetación herbácea está determinada por gramíneas (Stipa Ichu, Testuca sp. Trifolium sp). La actividad ganadera está orientada a la crianza de ganado vacuno y ovino, los que son pastoreados en zonas de praderas naturales y algunas áreas cultivadas con la asociación Rye Grass, trébol y pastos naturales. Los cultivos de esta zona son el café, plátano, papa, el maíz, la cebada, el trigo, arveja, oca y olluco.. 2.2 ASPECTOS SOCIO-ECONÓMICOS 2.2.1 CARACTERISTICAS SOCIOECONÓMICAS DE LA POBLACIÓN. 2.2.1.1 POBLACIÓN La población del proyecto está conformada por las poblaciones del distrito de Callayuc proyectada hacia el año 2016 con la tasa de crecimiento del distrito de Callayuc es 1.28. 9.

(22) Tabla 3: Población del Distrito de Callayuc POBLACION DEPARTAMENTO. PROVINCIA. CAJAMARCA. CUTERVO. DISTRITO. TASADE. AÑO 2007 AÑO 2016. CALLAYUC. 3456. CRECIMIENTO. 3875. 1.28. Fuente: INEI - XI Censo de población 2007 El área de estudio del Proyecto como ya se mencionó anteriormente, se ubica en la provincia de Cutervo, Distrito de Callayuc, beneficiando directamente a 4 centros poblados rurales, en la zona de influencia (en una franja de 2.5 km a cada lado y a lo largo del eje de la vía) que se enumeran en el Cuadro siguiente. Tabla 4: Población del área de Influencia del Proyecto DEPARTAMENTO. CAJAMARCA. PROVINCIA. CUTERVO. DISTRITO. LOCALIDAD. CALLAYUC. POBLACION. LAS JUNTAS. 188. HUARTILLAS. 11. CHOLOQUE. 26. SANTA FE. 25. CALLAYUC. 3456. Fuente: INEI-XI Censo de Población 2007 Con las tasas de crecimiento poblacional a nivel de distritos, se proyecta las poblaciones de cada localidad por donde pasa el eje de la vía del camino vecinal, es decir, la población del área de influencia. Tabla 5: Población proyectada del área de Influencia del Proyecto AÑOS LOCALIDAD. 0. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 2016. 2017. 2018. 2019. 2020. 2021. 2022. 2023. 2024. 2025. 2026. LAS JUNTAS. 210. 213. 215. 218. 221. 224. 227. 230. 232. 235. 238. HUARTILLAS. 12. 12. 12. 12. 13. 13. 13. 13. 13. 13. 14. CHOLOQUE. 32. 32. 33. 33. 34. 34. 35. 35. 35. 36. 36. SANTA FE. 28. 28. 29. 29. 29. 30. 30. 31. 31. 31. 32. CALLAYUC. 3875. 3925. 3975. 4026. 4077. 4129. 4182. 4236. 4290. 4345. 4401. 2.2.1.2 NIVELES DE INGRESO FAMILIAR Los niveles de ingreso familiar en la zona de estudio son muy bajo, debido a que no existe otra fuente de trabajo que no sea la agricultura y los jornales diarios de los agricultores 10.

(23) oscilan entre los 15 a 20 soles diario. Los mayores ingresos de los pobladores que realizan actividades económicas remuneradas, en estas localidades están mayormente en el rango de 100 nuevos soles 240 nuevos soles al mes, esto debido a que la actividad predominante es la agricultura, que se realiza en forma tradicional y con tecnología baja.. 2.2.1.3 OCUPACIÓN La Población Económicamente Activa (PEA) representa las fuerzas vivas de un territorio, ya que está compuesto por personas que desarrollan algún tipo de actividad o que están buscando empleo. La Población Económicamente Activa (PEA) está formada por la población cuya edades oscilan entre los 15 a 65 años y está representada por la Población ocupada y desocupada ,por lo cual la población ocupada para el distrito de Callayuc es de 32.90%, así mismo la población desocupada para el distrito de Callayuc es de 6.47%, Cabe señalar que si bien no se está considerando a la población infantil dentro de la PEA, esto no significa que estos no realicen actividades económicas, ya que la gran mayoría de estos menores trabajan en las actividades de la familia. Tabla 6: PEA CALLAYUC CATEGORIA. CASOS. %. PEA Ocupada. 3446. 32.90. PEA Desocupada. 678. 6.47. No PEA (012). 7022. 60.63. TOTAL. 21527. 100. Tabla 7: Población Ocupada de 14 y más años de edad, por categoría de ocupación, según Departamento, Provincia, Distrito de Callayuc. DEPARTAMENTO, PROVINCIA, DISTRITO, ÁREA CATEGORIA DE OCUPACION URBANA Y RURAL, SEXO Y OCUPACION PRINCIPAL TOTAL EMPLEADO OBRERO TRABAJADOR INDEPENDIENTE EMPLEADOR O PATRONO TRABAJADOR FAMILIAR NO REMUNERADO TRABAJADOR DEL HOGAR Distrito CALLAYUC (000) 3446 Miembros p.ejec.y leg.direct., adm.pub.y emp. (001) 2 Profes., científicos e intelectuales (002) 107 Técnicos de nivel medio y trab. asimilados (003) 15 Jefes y empleados de oficina (004) 21 Trab.de serv.pers.y vend.del comerc.y mcdo. (005) 94 Agricult.trabaj. calif.agrop. y pesqueros (006) 1649 Obreros y oper.minas, cant., ind.manuf.y otros (007) 34 Obreros construc.,conf., papel, fab., instr. (008) 49 Trabaj.no calif.serv., peon, vend., amb.,y afines (009)1370 Otra (010) 2 Ocupación no especificada (011) 103. 178 2 92 13 21 15. 12 8 2 13. 586. 1755. 28. 876. 3 25. 25. 23. 15 2 4 8 21 479. 47 1624 24 16 15. 74. 12. 2 845. 23. 4. Fuente: INEI - Censos Nacionales 2007: XI de Población y VI de Vivienda 11.

(24) Así mismo las principales actividad económica para el distrito de Callayuc, es la agricultura complementada con la ganadería, seguida por la manufactura. Tabla 8: Actividades Económicas del Distrito de Callayuc Dpto. Cajamarca Prov. Cutervo Dist. Callayuc Categorías. %. Cultivo de cereales y otros cultivos n.c.p. 70.84. Cultivo de hortalizas y legumbres especialidades hortícolas y productos de vivero. 0.54. Cultivo de frutas, nueces, plantas cuyas hojas o frutos se utilizan para preparar bebidas y especias 0.72 Cría de ganado vacuno y de ovejas, cabras, caballos, asnos, mulas y burdéganos; cría de ganado 1.34 lechero Cultivo de productos agrícolas en combinación con la cría de animales (explotación mixta). 0.45. Actividades de servicios agrícolas y ganaderas excepto las actividades veterinarias. 5.19. Extracción de piedra, arena y arcilla. 0.09. Elaboración de productos lácteos. 0.09. Elaboración de productos de panadería. 0.18. Preparación e hilatura de fibras textiles, tejedura de productos textiles. 0.18. Acabado de productos textiles. 0.72. Fabricación de artículos confeccionados de materias textiles, excepto prendas de vestir. 1.16. Fabricación de tejidos y artículos de punto y ganchillo. 1.79. Fabricación de prendas de vestir; excepto prendas de piel. 0.27. FUENTE: INEI Cultivos: los cultivos que posee la población beneficiada son los cultivos permanentes de Cacao (8.37 has), Café (226.86 has), también tienen cultivos transitorios tales como arveja (15.57 has), caña de azúcar (156.04 has), frejol (7.34 has), maíz (164.96 has), papa (10.43 has), yuca (140.83 has). Pecuarios: Ganado vacuno (510 cabezas), ganado ovino (340 cabezas), ganado porcino (425 cabezas), ganado equino (1537 cabezas), aves de corral (2550 cabezas). Su promedio de leche/vaca/día es de 5.6 litros, datos adaptados y proyectados según lo obtenido de la población beneficiada. Agroindustria: Derivados de la caña: llonque, derivados lácteos: queso, quesillo.. 12.

(25) 2.2.1.4 Vivienda Según los resultados del último XI Censo Nacional de Población y VI de Vivienda realizado por el INEI en el año 2,007, se estima que en todo el Distrito de Callayuc existen 2808 viviendas; predominando en su mayoría las viviendas particulares como: casas independientes, vivienda en quinta, vivienda en casa de vecindad, choza o cabaña, local no destinada para habitación humana y otro tipo. Las viviendas colectivas representan una cantidad ínfima del total de viviendas existentes en dicha zona. Tabla 9: Viviendas particulares, por área Urbana y Rural, según Departamento, Provincia y tipo de Vivienda. DEPARTAMENTO, PROVINCIA Y TIPO DE VIVIENDA TOTAL. ÁREA URBANA. RURAL. 2808. 140. 2668. Casa independiente (001). 2590. 132. 2458. Departamento en edificio (002). 8. 8. Choza o cabaña (005). 208. 208. Local no dest.para hab. humana (007). 1. 1. 1. 1. Distrito CALLAYUC (000). Otro tipo (008). SERVICIO DE AGUA POTABLE En lo que respecta a los servicios básicos de las viviendas, tenemos un total de 51% de las viviendas se abastecen de agua de ríos, acequia y manantiales , el 13% se abastecen de red pública dentro de la vivienda, asi mismo existen otras formas de abastecimiento como se muestra en el siguiente cuadro.. Tabla 10: Viviendas particulares con ocupantes presentes, por tipo de abastecimiento de agua, según Departamento, Provincia, Distrito, área Urbana y rural, tipo de vivienda y total de ocupantes presentes. Departamento,. Tipo De Abastecimiento De Agua. Red Pública fuera Red Pública de la vivienda peroPilón de uso Camión – área Urbana y Rural, Total dentro de la dentro de la Público (Agua Cisterna u Pozo tipo vivienda y total de vivienda (Agua edificación (Agua Potable) otro similar ocupantes presentes Potable) Potable) Provincia, Distrito,. Río, acequia, manantial o. Vecino. similar. 13. Otro.

(26) Distrito Cayalluc Viviendas particulares (001) Ocupantes presentes (002). 2386. 334. 123. 29. 2. 510. 1236. 61. 91. 10453. 1350. 521. 111. 5. 2257. 5612. 255. 342. 2191. 327. 123. 24. 2. 476. 1109. 52. 78. 9624. 1293. 521. 88. 5. 2110. 5089. 224. 294. 7. 7. 57. 57. Casa independiente Viviendas particulares (004) Ocupantes presentes (005) Departamento en edificio Viviendas particulares (007) Ocupantes presentes (008) Vivienda en quinta Vivienda en casa de vecindad Choza o cabaña Viviendas particulares (016) Ocupantes presentes (017). 186. 5. 34. 125. 9. 13. 770. 23. 147. 521. 31. 48. Vivienda improvisada Local no dest.para hab. humana Viviendas particulares (022) Ocupantes presentes (023). 1. 1. 1. 1. 1. 1. 1. 1. Otro tipo Viviendas particulares (025) Ocupantes presentes (026). Fuente: INEI - Censos Nacionales 2007: XI de Población y VI de Vivienda. 14.

(27) 2.2.1.5 Educación La educación en el distrito de Callayuc, tenemos que la tasa de analfabetismo de la población en edad de 15 a más años es de 19.00%, la tasa de analfabetismo de mujeres de 15 a más años es de 27.50%, la población de 15 a más años con educación superior es de 7.2%, la tasa de la población de 6 a 24 años con asistencia al sistema educativo regular es de 72.1%, por otro lado la población con edad entre 6 a 16 años que no asisten a la escuela es de 1.5%, dichos rangos se puede apreciar en la tabla siguiente: Tabla 11: Indicadores de educación según % Indicadores de Educación Tasa de analfabetismo - De 15 y más años. 19. Tasa de analfabetismo - De las mujeres de 15 y más años. 27.5. % de la población de 15 y más años con educación superior. 7.2. % de la poblacón de 6 a 24 años con asistencia al sistema educativo regular % de la poblacón de 6 a 16 años en edad escolar que no asisten a la escuela y es analfabeta. 72.1. 1.5. Fuente: INEI - Censos Nacionales 2007: XI de Población y VI de Vivienda. 2.3 HIDROLOGÍA Y CLIMATOLOGÍA 2.3.1 CARACTERISTICAS CLIMÁTICAS. El clima del distrito de Callayuc está dominado por los efectos moderados de los Andes, varia con los diferentes tipos de latitud tiene su propio clima desde cálido (en las partes bajas conocidas como temple o quichua), templado y el templado frío. Los meses más fríos son los de noviembre, diciembre, enero, febrero, marzo y abril con lluvias frecuentes, los meses de mayo, junio, julio, agosto, setiembre y octubre son soleados con fuertes correntadas de viento en el mes de agosto. - Temperatura máxima: 15°C 18°C - Temperatura mínima: 07°C 11°C - Temperatura promedio: 12.5°C. 2.3.2 CARACTERÍSTICAS HIDROLÓGICAS La carretera Las Juntas – Callayuc, se desarrolla a continuación de la unión del rio Santa Clara y Callayuc, ubicada sobre la localidad Las Juntas, que forma parte de la cuenca del río Chamaya, que es afluente del Río Marañón. 15.

(28) CAPITULO III: ESTUDIO TOPOGRÁFICO Y DISEÑO GEOMETRICO 3.1.. RECONOCIMIENTO DE CAMPO. Se hizo la visita de campo para obtener datos gráficos y medidas en general sobre los aspectos del relieve de la zona.. 3.2.. LEVANTAMIENTO TOPOGRÁFICO. El levantamiento topográfico es el procedimiento realizado en campo para obtener la representación gráfica del terreno, de sus accidentes, del sistema hidrográfico, y de las instalaciones y edificaciones existentes. 3.2.1. TRABAJOS TOPOGRÁFICOS Los trabajos de topografía y georreferenciación comprenden los siguientes aspectos:. a). Georreferenciación. Para el proyecto se utilizó la Estación Total Trimble M3 DR 3” de una precisión con prisma de +-2mm, y por motivos económicos se usó para la georeferenciación inicial un Navegador GPSmap 76csx con precisión es de 3-5 metros según sus características técnicas. Por lo tanto, en este proyecto se tomará con coordenadas UTM referenciales, por ser incompatible con la precisión de la estación total. Para la georreferenciación inicial, se usó el Navegador GPSmap 76csx, tomando 8 medidas en intervalos de aprox. 20 min para cada medición, las cuales fueron promediadas para obtener la medida más representativa definiendo así el primer BM.. Hora. Punto. 7.00 1 7.20 2 7.40 3 8.00 4 8.20 5 8.40 6 9.00 7 9.20 8 Promedio. Este. Norte. 733703.752 9323292.135 733702.356 9323294.32 733702.588 9323293.287 733704.126 9323292.162 733702.560 9323293.414 733703.874 9323292.852 733704.344 9323294.921 733703.410 9323293.848 733703.376 9323293.367 Tabla de medidas tomada para BM1. Cota 878.350 877.140 879.218 879.385 880.572 877.864 876.602 879.112 878.530. 16.

(29) La georeferenciación, se hará estableciendo puntos de control geográfico mediante coordenadas UTM ubicados a lo largo de la carretera. Los puntos seleccionados estarán en lugares cercanos y accesibles que no sean afectados por las obras o por el tráfico vehicular y peatonal, los puntos serán monumentados. Los monumentos tendrán una leyenda que permita reconocer el punto. Estos puntos servirán de base para todo el trabajo topográfico y a ellos estarán referidos los puntos de control y los del replanteo de la vía.. b). Sección transversal. Las secciones transversales del terreno natural estarán referidas al eje de la carretera. El espaciamiento entre secciones no deberá ser mayor de 20 m en tramos en tangente y de 10 m en tramos de curvas. En caso de quiebres, en la topografía se tomarán secciones adicionales en los puntos de quiebre.. c). Estacas de talud y referencias. Se establecerán estacas de talud de corte y relleno en los bordes de cada sección transversal. Las estacas de talud establecen en el campo el punto de intersección de los taludes de la sección transversal del diseño de la carretera con la traza del terreno natural. Estas estacas de talud estarán ubicadas fuera de los límites de la limpieza del terreno y, en ellas, se inscribirán las referencias de cada punto e información del talud a construir conjuntamente con los datos de medición.. d). Restablecimiento de la línea del eje. Para la construcción de la carretera a línea del eje, será restablecida a partir de los puntos de control. El espaciamiento entre puntos del eje no debe exceder de 20 m en tangente y de 10 m en curvas de radio menor a 100 m. El estacado se establecerá cuantas veces sea necesario para la ejecución de cada etapa de la obra, para lo cual se deben resguardar y conservar adecuadamente los puntos de referencia o BMs.. e). Elementos de drenaje. Los elementos de drenaje deberán ser estacados para fijarlos a las condiciones del terreno. Se considera lo siguiente: 1. Relevamiento del perfil del terreno a lo largo del eje de la estructura de drenaje que permita apreciar el terreno natural, la línea de flujo, la sección de la carretera y el elemento de drenaje. 2. Ubicación de los puntos de los elementos de ingreso y salida de la estructura. 17.

(30) 3. Determinar y definir los puntos que sean necesarios para determinar la longitud de los elementos de drenaje y del tratamiento de sus ingresos y salidas.. f). Canteras. Se debe establecer los trabajos topográficos esenciales referenciados en coordenadas UTM de las canteras de préstamo. Se colocará una línea de base referenciada, límites de la cantera y los límites de limpieza. También se efectuarán secciones transversales de todo el área de la cantera referida a la línea de base. Estas secciones se tomarán antes del inicio de la limpieza y explotación y después de concluida la obra y cuando hayan sido cumplidas las disposiciones de conservación de medio ambiente sobre el tratamiento de canteras.. g). Monumentación. Todos los hitos y monumentación permanente que se coloquen durante la ejecución de la vía deberán ser materia de levantamiento topográfico y referenciación.. Tabla 12: Ubicación de BMs (WGS84) Zona UTM 17M: NORTE. ESTE. COTA. (UTM WGS84). (UTM GS84). (m.s.n.m.). 1. 9323293.367. 733703.376. 2. 9321450.250. 3 4. BM. REFERENCIA. KILÓMETRO. 878.530. Esq. I.E. 0+085. 731765.993. 1170.725. Roca. 3+975. 9318020.791. 731232.947. 1299.940. Roca. 9+495. 9316639.626. 731084.183. 1530.317. Roca. 12+130. Tabla 13: Ubicación del punto inicial de la carretera PI Inicial. h). NORTE. ESTE. COTA. (UTM WGS84). (UTM WGS84). (m.s.n.m.). 9’323,311.124. 733,788.141. 880.15. Trabajos Topográficos Intermedios. Todos los trabajos de replanteo, reposición de puntos de control y estacas referenciadas, registro de datos y cálculos necesarios que se efectúen durante el paso de una fase a otra de los trabajos constructivos, se ejecutarán en forma 18.

(31) constante a fin de permitir el replanteo de las obras, la medición y verificación de cantidades de obra en cualquier momento. i). Levantamientos Misceláneos. Se efectuaran levantamientos, estacado y obtención de datos esenciales para el replanteo, ubicación, control y medición, entre otros de los siguientes elementos:. -. Zonas de depósitos de desperdicios.. -. Vías que se aproximan a la carretera.. -. Zanjas de coronación.. -. Zanjas de drenaje.. -. Canales disipadores de energía, etc.. -. Cualquier elemento que esté relacionado a la construcción y funcionamiento de la carretera.. 3.2.2. Eje preliminar Definida la ruta y fijado el punto de partida y los tramos que definen el eje, se ejecuta el estacado de PI a PI, se mide la distancia y el ángulo de deflexión en cada PI, y luego se realiza el estacado cada 20m, este proceso se llama poligonal abierta, que es la más apropiada cuando se presentan terrenos de longitud considerable y ancho angosto. La tangente mínima entre dos curvas consecutivas será la distancia de parada.. Una vez replanteada la poligonal de apoyo se efectuó el levantamiento topográfico a cada lado del eje del trazo. Se anotó el tipo de terreno atravesado, la ubicación de las obras de arte de drenaje que cruzan el eje del trazo, así como sus respectivas direcciones de cursos de agua y niveles máximos. 3.2.3. Instrumentos empleados. -. Estación total Timble M3. -. Nivel.. -. GPS Navegador.. -. Cinta métrica extensible (Wincha).. -. Primas.. -. Jalones.. -. Trípode.. -. Libreta de campo. 19.

(32) -. Estacas.. -. Pintura.. -. Clavos.. 3.2.4. Eje definitivo. Al concluir el Trazo preliminar se procesa la información de campo. Se diseña las curvas horizontales, sobre ancho, peralte. Se nivelan las estacas ubicadas cada 20 m para obtener las curvas de nivel. Se dibuja el perfil longitudinal y se traza la subrasante. 3.3.. CONSIDERACIONES TÉCNICAS. 3.3.1. Clasificación de las carreteras A.. Clasificación por Demanda. a). Autopistas de primera clase (AP) - IMDA > 6000 veh/día. - Calzadas separadas con separador central >= 6m. - Dos o más carriles por calzada, c/carril >= 3.60m. - Control total de accesos. - Proporciona flujo vehicular continuo. - La superficie de rodadura de estas carreteras debe ser pavimentada.. b). Autopistas de segunda clase: Carreteras Dual o Multicarril (MC) - IMDA 4001 – 6000 veh/día. - Calzadas separadas con separador central que varía entre 6m hasta 1m. - Dos o más carriles por calzada, c/carril >= 3.60m. - Control parcial de accesos. - Proporciona flujo vehicular continuo. - La superficie de rodadura de estas carreteras debe ser pavimentada.. c). Carreteras de primera Clase (DC) - IMDA 2001 – 4000 veh/día. - Una calzada de 2 carriles, c/carril >= 3.60m. - La superficie de rodadura de estas carreteras debe ser pavimentada. 20.

(33) d). Carreteras de segunda Clase (DC) - IMDA 400 – 2000 veh/día. - Una calzada de 2 carriles, c/carril >= 3.30m. - La superficie de rodadura de estas carreteras debe ser pavimentada.. e). Carreteras de tercera clase - IMDA < 400 veh/día. - Una calzada de 2 carriles, c/carril >= 3.00m. - En casode ser pavimentadas deberán cumplirse con las condiciones geométricas estipuladas para las carreteras de segunda clase.. f). Trochas carrozables - IMDA < 200 veh/día. - Calzadas >= 4.00 m, en cuyo caso se construirá ensanches denominados plazoletas de cruce, por lo menos cada 500 m. - La superficie de rodadura puede ser afirmada o sin afirmar.. B.. Clasificación por Orografía. a.. Terreno plano (tipo 1) - Inclinación transversal del terreno <= 10%. - Pendientes longitudinales < 3%.. b.. Terreno ondulado (tipo 2) - Inclinación transversal del terreno entre 11% - 50%. - Pendientes longitudinales entre 3% - 6%.. c.. Terreno accidentado (tipo 3) - Inclinación transversal del terreno entre 51% - 100%. - Pendientes longitudinales entre 6% y 8%.. d.. Terreno escarpado (tipo 4) - Inclinación transversal del terreno > 100%. - Pendientes longitudinales > 8%.. 21.

(34) De acuerdo a la Demanda: En nuestro proyecto la carretera cuenta con un IMDA< 400 veh/día, por lo cual será de Tercera Clase y será tipo pavimentada. En función a la Orografía: Según lo observado en campo, se ha determinado que la orografía es de Tipo 4 (Terreno Escarpado).. 3.4.. DISEÑO GEOMÉTRICO. Las características geométricas de una vía dependen fundamentalmente de la velocidad de diseño adoptada, de la composición y volumen del tránsito proyectado, a fin de satisfacer las condiciones mínimas que permitan circular, los determinados tipos de vehículos en el camino. En general en el Diseño Geométrico de la Carretera materia de estudio, se ha procurado adaptarnos a las deflexiones del terreno de la vía existente; evitando en lo posible movimientos excesivos de tierras y/o la construcción de estructuras costosas. Los criterios seguidos para el trazo y diseño geométrico ha sido: El Manual De Carreteras Diseño geométrico DG-2014, determinándose las siguientes características:. 3.4.1. Parámetros básicos para el diseño a). Velocidad de Diseño. Definición. La velocidad de diseño o directriz es la velocidad escogida para el diseño, entendiéndose que será la máxima que se podrá mantener con seguridad y comodidad, sobre una sección determinada de la carretera, cuando las circunstancias sean favorables para que prevalezcan las condiciones de diseño. Elección. Se sabe que las características geométricas están ligadas a la velocidad de diseño tales como: Radios Mínimos de Curvas Horizontales, Sobre anchos, Peraltes. Visibilidad, etc., por ello la importancia de una buena elección de este parámetro. 22.

(35) Para garantizar la consistencia de la velocidad, debe identificar a lo largo de la ruta, tramos homogéneos a los que por las condiciones topográficas, se les pueda asignar una misma velocidad. Esta velocidad, denominada Velocidad de Diseño del tramo homogéneo, es la base para la definición de las características de los elementos geométricos, incluidos en dicho tramo. Para identificar los tramos homogéneos y establecer su Velocidad de Diseño, se debe entender que la longitud mínima de un tramo de carretera con una velocidad de diseño dada, debe ser de:. - Tres kilómetros (3 km), para velocidades entre veinte y cincuenta kilómetros por hora (20 y 50 km/h). - Cuatro kilómetros (4 km), para velocidades entre sesenta y ciento veinte kilómetros por hora (60 y 120 km/h).. b). Velocidad de diseño del tramo homogéneo. La Velocidad de Diseño está definida en función de la clasificación por demanda u orografía de la carretera a diseñarse. A cada tramo homogéneo se le puede asignar la Velocidad. de. Diseño. en. el. rango. que. se. indica. en. la. tabla. siguiente:. 23.

(36) Tabla 14: Rangos de la velocidad de diseño en función a la clasificación de la carretera por demanda y orografía. CLASIFICACION. OROGRAFIA. VELOCIDAD DE DISEÑO DE UN TRAMO HOMOGENEO VTR (km/h) 30. 40. 50. 60. 70. 80. 90. 100. 110. 120. 130. Plano Autopista de primera clase. Ondulado Accidentado Escarpado Plano. Autopista de segunda clase. Ondulado Accidentado Escarpado Plano. Carretera de primera clase. Ondulado Accidentado Escarpado Plano. Carretera de segunda clase. Ondulado Accidentado Escarpado Plano. Carretera de tercera clase. Ondulado Accidentado. Escarpado Fuente: Manual de Carreteras Diseño Geométrico DG – 2014 24.

(37) De la tabla anterior, considerando que nuestra carretera será de Tercera clase y una Orografía Tipo 3, podemos considerar una velocidad de diseño de un tramo homogéneo de V = 30 km/h. c). Estudio de tráfico. Tiene por objeto estudiar las condiciones del tráfico actual y proyectarlas durante la vida útil del proyecto. Las condiciones del tráfico actuales están definidas por su composición y cantidad, la composición nos permitirá definir los tópicos y la cantidad de cada uno de ellos para el punto de partida para la proyección del tráfico.. Investigación previa Comprendió en primer lugar la determinación de los tramos homogéneos en volumen y composición del tráfico que coincide con los tramos en estudio. El cálculo del Índice Medio Diario Anual I.M.D.A. para el presente estudio se ha determinado empleando la siguiente fórmula:. Dónde: - Vi +….+ Vn: Son los volúmenes de tráfico registrados en los conteos desde el día “i” hasta el día “n”. - FCE: Es el factor de corrección estacional.. Etapa de campo Por aspectos de tráfico, y por ser todo el recorrido un tramo, se consideró una estación única de aforo vehicular, ubicada en el siguiente punto: Estación. Ubicación. E1. Las Juntas – Callayuc km 8+850. Las labores de conteo y clasificación vehicular en ese tramo se realizaron ininterrumpidamente durante 7 días consecutivos comprendidos entre el lunes 18 y 24 de Julio del 2016.. 25.

(38) Clasificación vehicular promedio. Para la clasificación vehicular Promedio se considera dos tipos de tráfico: a.. Tráfico ligero, compuesta por autos, camionetas, combis.. b.. Tráfico pesado, compuesto por camiones.. RESULTADOS OBTENIDOS 1.. Determinación del tránsito actual. A.. Resumir los conteos de tránsito a nivel del día y tipo de vehículo. Tabla 15: Resultados de los conteos de Tráficos Tipo de Vehículo Automovil Pick Up Station wagon Camión 2E Camión 3E Camión 4E TOTAL. Lunes Martes Miércoles Jueves Viernes. 20 36 16 22 3 0 97. 18 30 22 26 5 0 101. 38 31 21 31 4 0 125. 34 50 25 36 4 0 149. 37 46 33 32 6 1 155. Sábado. Domingo. 46 55 45 34 7 0 187. 43 31 19 18 4 2 117. Figura 1: Gráfico Total Vehículos/día vs Días de la semana. B.. Índice Medio Diario (Actual).. Para determinar el IMD se usa el volumen promedio del tránsito por tipo de vehículo y por día para lo cual se ha empleado la siguiente fórmula: 26.

(39) IMDS  . Vi 7. IMDa  IMDS * FC IMDs : Índice Medio Diario Semanal de la Muestra Vehicular Tomada. Vi. : Volumen vehicular diario de cada uno de los días de conteo.. Fc. : Factor de corrección, según Factores de corrección promedio para vehículos pesados (2000-2010). IMDa : Índice medio anual Fc Veh. Ligeros = Fc Veh. Pesados =. 0.92335 0.95136. Tabla 16: Distribución de vehículos y cálculo de IMD. Tipo de Vehículos. Lunes. Martes. Miércoles. Jueves. Viernes. Sábado. Domingo. Total Semanal. IMDs Σ Vi/7. FC. IMDs x FC. Automovil. 20. 18. 38. 34. 37. 46. 43. 236. 34. 0.923. 31. Pick Up Station wagon Camión 2E. 36. 30. 31. 50. 46. 55. 31. 279. 40. 0.923. 37. 16. 22. 21. 25. 33. 45. 19. 181. 26. 0.923. 24. 22. 26. 31. 36. 32. 34. 18. 199. 28. 0.951. 27. Camión 3E. 3. 5. 4. 4. 6. 7. 4. 33. 5. 0.951. 5. 0.951. Camión 4E. 0. 0. 0. 0. 1. 0. 2. 3. 1. TOTAL IMD. 97. 101. 125. 149. 155. 187. 117. 931. 134. 1 125. Tabla 17: Tráfico vehicular IMD corregido (Veh./día) Tipo de Vehículos. IMDa. Distrib.%. Automovil. 31. 24.8%. Pick Up. 37. 29.6%. Station wagon Camión 2E Camión 3E. 24 27 5. 19.2% 21.6% 4.0%. Camión 4E. 1. 0.8%. Total IMD. 125. 100.00%. IMD = 125 veh/día. (Actual) Conforme a los cuadros anteriores se observa que se presenta un tránsito liviano del 73.6% y tránsito pesado del 26.4%. Para nuestro proyecto se tomará como vehículo de diseño un camión de 2 ejes (C2). 27.

(40) C.. Índice Medio Diario (Proyectado).. Es el IMD (actual) multiplicado por la suma de uno más la tasa de crecimiento y esto elevado a la resta de años del periodo de diseño menos uno.. Dónde: Pf = Tránsito final en veh/día. Po = Tránsito inicial (año base) en veh/día. = 125 veh/día. N = Años a estimarse Tc = Tasa de crecimiento anual por tipo de vehículo. r veh. Ligeros = 1.24% r veh. Pesados = 4.7%. Tabla 18: Tráfico vehicular IMD proyectado (Veh./día) Año. 2016. Trafico Normal Automovil Pick Up Station wagon Camión 2E Camión 3E Camión 4E Tráfico Generado 15% Automovil Pick Up Station wagon Camión 2E Camión 3E Camión 4E IMD Total Proyectado. 125 31 37 24 27 5 1. 2017 1 126 31 37 24 28 5 1. 2018 2 131 32 38 25 30 5 1. 2019 3 133 32 38 25 31 6 1. 2020 4 136 33 39 25 32 6 1. 2021 5 139 33 39 26 34 6 1. 2022 6 143 33 40 26 36 7 1. 2023 7 145 34 40 26 37 7 1. 2024 8 148 34 41 26 39 7 1. 2025 9 154 35 41 27 41 8 2. 2026 10 157 35 42 27 43 8 2. 0. 0. 21. 21. 21. 21. 21. 22. 22. 22. 22. 0 0 0 0 0 0. 0 0 0 0 0 0. 5 6 4 5 1 0. 5 6 4 5 1 0. 5 6 4 5 1 0. 5 6 4 5 1 0. 5 6 4 5 1 0. 5 6 4 6 1 0. 5 6 4 6 1 0. 5 6 4 6 1 0. 5 6 4 6 1 0. 125. 126. 152. 154. 157. 160. 164. 167. 170. 176. 179. IMDproyectado = 179 Veh/día 3.4.2. Geometría del trazo La geometría del trazo realizado de la carretera en el presente Estudio, ha sido en base al Manual de Carreteras “Diseño Geométrico” (DG-2014); adecuándonos en lo posible a la topografía del terreno y al ancho determinado por el IMD y los siguientes parámetros de diseño: 28.

(41) a). Distancia de visibilidad. Distancia de visibilidad es la longitud continua hacia delante de la carretera que es visible al conductor del vehículo. En diseño, se consideran tres distancias: la de visibilidad suficiente para detener el vehículo; la necesaria para que un vehículo adelante a otro que viaja a velocidad inferior en el mismo sentido; y la distancia requerida para cruzar o ingresar a una carretera de mayor importancia.. Distancia de Visibilidad de parada Distancia de visibilidad de parada es la longitud mínima requerida para que se detenga un vehículo que viaja a la velocidad de diseño, antes de que alcance un objetivo inmóvil que se encuentra en su trayectoria. Para efecto de la determinación de la visibilidad de parada se considera obstáculo aquel objetivo inmóvil de una altura >= 0.15 m con relación a los ojos del conductor que se ubica a 1.07 m sobre la rasante de circulación.. Tabla 19: Distancia de visibilidad de parada (m). Velocidad Directriz. Pendiente nula o en bajada. Pendiente en subida. 0%. 3%. 6%. 9%. 3%. 6%. 9%. 20. 20. 20. 20. 20. 19. 18. 18. 30. 35. 35. 35. 35. 31. 30. 29. 40. 50. 50. 50. 53. 45. 44. 43. 50. 65. 66. 70. 74. 61. 59. 58. 60. 85. 87. 92. 97. 80. 77. 75. (Km/h). La pendiente ejerce influencia sobre la distancia de parada. Esta influencia tiene importancia práctica para valores de la pendiente de subida o bajada iguales o mayores a 6%. En todos los puntos de una carretera, la distancia de visibilidad será = > a la distancia de visibilidad de parada. En la tabla 19 se muestran las distancias de visibilidad de parada, en función de la velocidad directriz y de la pendiente.. Distancia de Visibilidad de paso o adelantamiento Distancia de visibilidad de adelantamiento (paso) es la mínima distancia que debe estar disponible, a fin de facultar al conductor del vehículo a sobrepasar a otro que viaja a 29.

(42) velocidad menor, con comodidad y seguridad, sin causar alteración en la velocidad de un tercer vehículo que viaja en sentido contrario y que se hace visible cuando se ha iniciado la maniobra de sobrepaso. Dichas condiciones de comodidad y seguridad, se dan cuando la diferencia de velocidad entre los vehículos que se desplazan en el mismo sentido es de 15 km/h y el vehículo que viaja en sentido contrario transita a la velocidad de diseño.. La distancia de visibilidad de adelantamiento debe considerarse únicamente para las carreteras de dos carriles con tránsito en las dos direcciones, donde el adelantamiento se realiza en el carril del sentido opuesto.. Para efecto de la determinación de la distancia de visibilidad de adelantamiento se considera que la altura del vehículo que viaja en sentido contrario es de 1.30 m y que la del ojo del conductor del vehículo que realiza la maniobra de adelantamiento es 1.07 m.. La distancia de visibilidad de adelantamiento a adoptarse varía con la velocidad directriz tal como se muestra en la tabla 20.. Tabla 20: Mínima distancia de visibilidad de adelantamiento para carreteras de dos carriles dos sentidos Velocidad especifica de la entretangencia horizontal en la que se efectúa la maniobra (km/h). Velocidad Velocidad del del vehículo vehículo que adelantado adelanta, V (km/h) (km/h). Mínima distancia de visibilidad de adelantamiento DA (m). Calculada. Redondeada. 20. -. -. 130. 130. 30. 29. 44. 200. 200. 40. 36. 51. 266. 270. 50. 44. 59. 341. 345. 60. 51. 66. 407. 410. Se debe procurar obtener la máxima longitud posible en que la visibilidad de paso o adelantamiento sea superior a la mínima de la tabla anterior. Por tanto, como norma de diseño, se debe proyectar, para carreteras de dos carriles con doble sentido de circulación, tramos con distancia de visibilidad de paso o adelantamiento, de manera que en tramos de 30.

(43) cinco kilómetros, se tengan varios sub tramos de distancia mayor a la mínima especificada, de acuerdo a la velocidad del elemento en que se aplica.. b). Diseño geométrico en planta. El alineamiento horizontal deberá permitir la circulación ininterrumpida de los vehículos, tratando de conservar la misma velocidad de diseño en la mayor longitud de carretera que sea posible. En general, el relieve del terreno es el elemento de control del radio de las curvas horizontales y el de la velocidad de diseño y a su vez, controla la distancia de visibilidad.. Consideraciones de diseño Algunos aspectos a considerar en el diseño en planta:. a.. Deben evitarse tramos con alineamientos rectos demasiado largos. Tales. tramos son monótonos durante el día, y en la noche aumenta el peligro de deslumbramiento de las luces del vehículo que avanza en sentido opuesto. Es preferible reemplazar grandes alineamientos, por curvas de grandes radios. b.. En carreteras de tercera clase y para evitar la apariencia de alineamiento. quebrado o irregular, es deseable que, para ángulos de deflexión mayores a los indicados en el cuadro anterior, la longitud de la curva sea por lo menos de 150 m. Si la velocidad de diseño es menor a 50 km/h y el ángulo de deflexión es mayor que 5º, se considera como longitud de curva mínima deseada la longitud obtenida con la siguiente formula L = 3V (L = longitud de curva en metros y V = velocidad en km/h). Es preferible no diseñar longitudes de curvas horizontales mayores a 800 metros. c.. En carreteras de tercera clase la tangente podrá ser inferior o bien sustituida. por una espiral o una transición en espiral dotada de peralte.. Curvas circulares Las curvas horizontales circulares simples son arcos de circunferencia de un solo radio que unen dos tangentes consecutivas, conformando la proyección horizontal de las curvas reales o espaciales. 31.

(44) a.. Radios mínimos. Los radios mínimos de curvatura horizontal son los menores radios que pueden recorrerse con la velocidad de diseño y la tasa máxima de peralte, en condiciones aceptables de seguridad y comodidad, para el caso de carreteras de Tercera Clase, aplicando la fórmula que a continuación se indica, se obtienen los valores precisados en las Tablas 21 y 22:. Dónde: Rmin. : Radio mínimo de curvatura, emáx : Valor máximo del peralte. fmáx. : Factor máximo de fricción. V. : Velocidad especifica de diseño.. Tabla 21: Fricción transversal máxima en curvas Velocidad de diseño km/h 20 30 40 50 60. fmax 0.18 0.17 0.17 0.16 0.15. Tabla 22: Valores del radio mínimo para velocidades específicas de diseño, peraltes máximos y valores límites de fricción.. Velocidad especifica km/h. Peralte máximo e (%). Valor límite de fricción fmax.. Calculo radio mínimo (m). Redondeo radio mínimo (m). 20 30 40 50 60 20 30 40. 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0 6.0 6.0 6.0. 0.18 0.17 0.17 0.16 0.15 0.18 0.17 0.17. 14.3 33.7 60.0 98.4 149.1 13.1 30.8 54.7. 15 35 60 100 150 15 30 55 32.

(45) 50 60 20 30 40 50 60 20 30 40 50 60 20 30 40 50 60. 6.0 6.0 8.0 8.0 8.0 8.0 8.0 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 12.0 12.0 12.0 12.0 12.0. 0.16 0.15 0.18 0.17 0.17 0.16 0.15 0.18 0.17 0.17 0.16 0.15 0.18 0.17 0.17 0.16 0.15. 89.4 134.9 12.1 28.3 50.4 82.0 123.2 11.2 26.2 46.6 75.7 113.3 10.5 24.4 43.4 70.3 104.9. 90 135 10 30 50 80 125 10 25 45 75 115 10 25 45 70 105. Según las tablas, tenemos los siguientes datos:. Vd = 30 km/h f = 0.17 (Tabla 21) e = 10% (Tabla 22) Reemplazando los valores tenemos: Rmín = 25 m. Curvas De Transición Las curvas de transición, son espirales que tienen por objeto evitar las discontinuidades en la curvatura del trazo, por lo que, en su diseño deberán ofrecer las mismas condiciones de seguridad, comodidad y estética que el resto de los elementos del trazado. Con tal finalidad y a fin de pasar de la sección transversal con bombeo (correspondiente a los tramos en tangente), a la sección de los tramos en curva provistos de peralte y sobreancho, es necesario intercalar un elemento de diseño, con una longitud en la que se realice el cambio gradual, a la que se conoce con el nombre de longitud de transición. La longitud mínima de la curva de transición, en función del radio mínimo y peralte máximo, se presenta en la tabla 23. 33.

(46) Tabla 23: Longitud mínima de la curva de transición. Velocidad Km/h. Radio minimo (m). Peralte max. %. 30. 24. 30. Longitud de transición (L) Calculada. Redondeada. 12. 28. 30. 26. 10. 28. 30. 30. 28. 8. 28. 30. 30. 31. 6. 27. 30. 30. 34. 4. 28. 30. 30. 37. 2. 28. 30. En el caso de carreteras de Tercera Clase y cuando el radio de las curvas horizontales sea superior al señalado en la Tabla 23, se podrá prescindir de curvas de transición. Tabla 24: Radios que permiten prescindir de la curva de transición en carreteras de tercera clase. Velocidad directriz Km/h. Radio m. 20. 24. 30. 55. 40. 95. 50. 150. 60. 210. 70. 290. 80. 380. 90. 480. Curvas compuestas Consisten en dos o más curvas simples de diferente radio, orientadas en la misma dirección, y dispuestas una a continuación de la otra. En general, se evitará el empleo de curvas compuestas, tratando de reemplazarlas por una sola curva. Esta limitación será especialmente observada en el caso de carreteras de Tercera Clase.. En casos excepcionales podrán usarse curvas compuestas o curvas policéntricas de tres centros. En tal caso, el radio de una no será mayor que 1.5 veces el radio de la otra.. 34.

(47) Transición de peralte Siendo el peralte la inclinación transversal de la carretera en los tramos de curva, destinada a contrarrestar la fuerza centrífuga del vehículo, la transición de peralte viene a ser la traza del borde de la calzada, en la que se desarrolla el cambio gradual de la pendiente de dicho borde, entre la que corresponde a la zona en tangente, y la que corresponde a la zona peraltada de la curva. En carreteras de Tercera Clase, se tomarán los valores que muestra la Tabla 25 para definir las longitudes mínimas de transición de bombeo y de transición de peralte en función a la velocidad de diseño y valor del peralte.. Tabla 25: Longitudes mínimas de transición de bombeo y transición de peralte (m). Valor del peralte 2%. 4%. 6%. 8%. Longitud. 10% 12% mínima de. Velocidad de diseño (km/h). transición Longitud mínima de transición de. de. peralte (m)*. bombeo (m) **. 20. 9. 18. 27. 36. 45. 54. 9. 30. 10. 19. 29. 38. 48. 58. 10. 40. 10. 21. 31. 41. 51. 62. 10. 50. 11. 22. 33. 44. 55. 66. 11. 60. 12. 24. 36. 48. 60. 72. 12. 70. 13. 26. 39. 52. 65. 79. 13. 80. 14. 29. 43. 58. 72. 86. 14. 90. 15. 31. 46. 61. 77. 92. 15. *Longitud de transición basada en la rotación de un carril ** Longitud basada en 2% de bombeo. Sobre ancho Es el ancho adicional de la superficie de rodadura de la vía, en los tramos en curva para compensar el mayor espacio requerido por los vehículos. Los sobre ancho adoptados para las curvas horizontales y de volteo con la finalidad de no realizar cortes excesivos de taludes altos, aplicando la fórmula que se muestra, para las velocidades de diseño de 30 km/h, se indican en el cuadro, el vehículo de diseño usado es un camión simple 2 ejes (C2). 35.

(48) . . Sa  n R  R 2  L2 . V 10 R. Dónde: N: N° de carriles = 2 R: Radio de la curva = (indicado) L: Longitud entre ejes del vehículo considerado = 6.1 m. V: Velocidad Directriz Km/h = 30 km/h. Tabla 26: Ejemplo de algunos sobre anchos adoptados CÁLCULO DE SOBREANCHOS DE CURVAS HORIZONTALES CURVA. RADIO. SOBREANCHO CALCULADO. C1. 84.96. 0.76. C11. 50.67. 1.16. C24. 24.36. 2.16. C45. 37.24. 1.50. C62. 20.68. 2.49. C85. 61.07. 0.99. C134. 127.32. 0.55. C188. 55.00. 1.08. C203. 70.00. 0.89. C230. 28.36. 1.89. C232. 144.36. 0.50. Fuente: Elaboración propia El Sobre asumido depende de la situación de cada curva, respetando el espacio que permita la circulación del vehículo de diseño en ambos carriles al mismo tiempo.. Verificación de la distancia de visibilidad La coordinación de los alineamientos horizontal y vertical, respecto a las distancias de visibilidad, debe efectuarse al inicio del proyecto, es decir cuando aún es posible hacer modificaciones en el diseño. Para el caso de carreteras de Tercera Clase y cuando las obstrucciones a la visibilidad, tales como taludes de corte, paredes o barreras longitudinales en el lado interno de una curva horizontal, será preferible un ajuste en el diseño de la sección transversal o en el alineamiento, a la remoción de la obstrucción. 36.

(49) Según lo antes indicado, en el diseño de una curva horizontal, la línea de visibilidad deberá ser por lo menos igual a la distancia de parada correspondiente, y se mide a lo largo del eje central del carril interior de la curva. El mínimo ancho que deberá quedar libre de obstrucciones a la visibilidad será el calculado por la siguiente fórmula:. Dónde: amín : Ancho mínimo libre. R. : Radio de la curva horizontal.. Dp. : Distancia de parada. c). Diseño geométrico en perfil. El diseño geométrico en perfil o alineamiento vertical, está constituido por una serie de rectas enlazadas por curvas verticales parabólicas, a los cuales dichas rectas son tangentes; en cuyo desarrollo, el sentido de las pendientes se define según el avance del kilometraje, en positivas, aquéllas que implican un aumento de cotas y negativas las que producen una disminución de cotas. El alineamiento vertical deberá permitir la operación ininterrumpida de los vehículos, tratando de conservar la misma velocidad de diseño en la mayor longitud de carretera que sea posible. En general, el relieve del terreno es el elemento de control del radio de las curvas verticales que pueden ser cóncavas o convexas, y el de la velocidad de diseño y a su vez, controla la distancia de visibilidad. Las curvas verticales entre dos pendientes sucesivas permiten lograr una transición paulatina entre pendientes de distinta magnitud y/o sentido, eliminando el quiebre de la rasante. El adecuado diseño de ellas asegura las distancias de visibilidad requeridas por el proyecto. El sistema de cotas del proyecto, estarán referidos y se enlazarán con los B.M. de nivelación del Instituto Geográfico Nacional.. 37.