PROYECTO DE INTEGRACIÓN VIAL PARA LA CONEXIÓN DE YUMBO - CALIMA (DARIÉN)

DESARROLLO GEOMÉTRICO Y EVALUACIÓN DE LA VISIBILIDAD DEL PROYECTO DE CARRETERA YUMBO - CALIMA. 



Presentado por: 


Helene Nikol Rivera Ruiz




Universidad Santiago de Cali  Santiago de Cali- Valle del Cauca 2026










INTRODUCCIÓN


El presente proyecto surge de la necesidad de optimizar la infraestructura de transporte en el departamento del Valle del Cauca, específicamente en el tramo que conecta el polo industrial de Yumbo con la zona turística y agrícola de Calima El Darién. El diseño se basa en la aplicación de criterios técnicos de ingeniería civil para garantizar una vía de primer orden que soporte flujos vehiculares mixtos, integrando seguridad, eficiencia y respeto por el medio ambiente.

              Figura 1. Vía Yumbo - Calima . 




OBJETIVOS

Objetivo general

Diseñar el trazado horizontal y vertical del corredor vial entre los puntos A y B, aplicando los procedimientos técnicos y reglamentarios para una carretera de primer orden en terreno ondulado.


Objetivos específicos

  • Clasifique la carretera según su funcionalidad y las características del relieve para determinar los parámetros básicos de diseño.

  • Dibuja la línea de ceros utilizando el método del círculo en AutoCAD, manteniendo una pendiente uniforme del 7% para optimizar el movimiento de tierra.

  • Evalúe la ruta utilizando el método de Bruce para confirmar la viabilidad técnica y la eficiencia del "longitud resistente" de la ruta.

  • Defina la geometría horizontal , incluyendo tangentes y curvas espirales de transición, garantizando la visibilidad y la seguridad en la frenada a la velocidad de diseño establecida.





DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO

El diseño de este corredor vial se basa en la necesidad de modernizar la conectividad entre el centro industrial de Yumbo y el polo turístico de Calima.  La ruta proyectada se diseñó para soportar flujos vehiculares de gran volumen bajo parámetros de primer orden . Se adoptó una velocidad de diseño de entre 70  km/h y  90 km/h, con  una pendiente máxima del 7%, lo que  permite un tránsito fluido y seguro, similar a las variantes modernas que atraviesan el valle y las zonas onduladas de la región, optimizando los tiempos de viaje y garantizando la estabilidad del transporte de carga y pasajeros.




FASE 1: MEMORIA DE DISEÑO GEOMÉTRICO Y DEFINICIÓN DE PARÁMETROS



Figura 2. Ruta diseñada . 


El proyecto se ubica en una zona cuya conectividad es vital para el desarrollo industrial y turístico del Valle del Cauca, lo que requiere una infraestructura que garantice la eficiencia en el transporte de carga y pasajeros, cumpliendo con las normas nacionales vigentes del Manual INVIAS .


• Punto de partida (A): K0+000 (Elevación 963,99 msnm).


• Punto de Control (C): Ubicado en un sector estratégico de alta montaña con una elevación de 1685 000 msnm. Este punto permite que la ruta mantenga una pendiente media controlada antes de aproximarse a los sectores con mayores exigencias topográficas y la conexión con una posible población, para beneficio de los pasajeros. 


• Punto de llegada (B): K25+282.69 (según la alineación horizontal).



1.1. Clasificación de la carretera

De acuerdo con la funcionalidad de la vía y su importancia dentro de la red vial departamental, el proyecto se clasifica técnicamente como Carretera de Primer Orden . Esta categorización se basa en su capacidad para funcionar como un corredor principal, diseñado para movilizar flujos vehiculares de larga distancia con altos niveles de seguridad y comodidad.


1.2. Clasificación por tipo de terreno

Después del análisis cartográfico y la evaluación de la línea cero trazada en AutoCAD, se determina que el corredor atraviesa un terreno ondulado (Nivel 2) .


Justificación técnica:

  • Pendientes longitudinales: La ruta se adapta a la topografía mediante pendientes medias que oscilan entre el 3% y el 7% , lo que permite un equilibrio entre el movimiento de la tierra y la velocidad de operación.

  • Configuración del relieve: La geometría se adapta a las ondulaciones naturales del terreno, evitando cortes profundos y rellenos excesivos.



1.3. Velocidad de diseño ( V_d )

Se ha establecido una velocidad de diseño base de 70 km/h , siguiendo las directrices del Manual de Diseño Geométrico de Carreteras para carreteras de primer orden en terrenos ondulados.

La adopción de este parámetro se justifica bajo los siguientes preceptos:

  • Consistencia de la ruta: Se garantiza una velocidad constante en la mayor parte del recorrido (aprox. 13,5 km), minimizando las aceleraciones y frenadas bruscas.

  • Velocidades específicas ( V_e ): En sectores con restricciones topográficas puntuales, específicamente entre las abscisas K1+431 y K3+355 , se han definido velocidades específicas de 80 km/h y 90 km/h , lo que garantiza que la transición entre curvas sea segura.

  • Seguridad y visibilidad: Esta velocidad permite garantizar las distancias de visibilidad de frenado (Dp) necesarias para que el conductor pueda reaccionar ante los obstáculos.



1.4. Tabla resumen de parámetros básicos

PARÁMETROVALOR ADOPTADO
Categoría CarreteraPrimer orden
Tipo de terrenoOndulado
Velocidad de diseño ( V_d )90 km/h
Pendiente media máxima7,0%
Ancho de la carretera7,30 m
Peralte máximo ( e_max )8,0%
                    Tabla 1. Parámetros básicos . 





2. DISEÑO Y TRAZADO DE LA LÍNEA DE CERO


La línea de ceros, la línea de pendiente uniforme, es el esqueleto del diseño vial. Su objetivo es identificar una ruta en la superficie del terreno que mantenga una pendiente constante, minimizando los movimientos de tierra (cortes y terraplenes) y respetando los límites de seguridad técnica.


2.1. Metodología de mapeo


Figura 3. Detalle de la alineación horizontal con curvas espirales de transición. 



Si observamos la tabla de datos de la curva n.° 2 (V=70 km/h) y el eje de abscisas del mapa base (puntos 11+180 a 11+280), este diseño minimiza el movimiento de tierras y garantiza la seguridad operativa al adaptar la geometría a la topografía.

Para el corredor Yumbo - Calima ,  se utilizó el Método de Círculos llamado en AutoCAD "Rasante". Este procedimiento consiste en definir un radio de apertura de la brújula ( R ) que representa la distancia horizontal necesaria para ascender o descender una unidad de altura (curva de nivel) manteniendo una pendiente específica ( i ).

La fórmula aplicada para determinar el radio de paso entre las líneas de contorno fue:


Dónde:

  • : Equidistancia entre las curvas de nivel (5 m en este proyecto).

  • i : Pendiente de diseño adoptada ( 7,0% ).

  • A : Radio resultante aplicado en el software (0,714  m ).



2.2. Análisis de la pendiente adoptada

Se seleccionó una pendiente media del 7,0% . Esta decisión técnica permite que la ruta ascienda gradualmente desde los 963,99 msnm hasta los 1270,00 msnm , cumpliendo así los requisitos para una carretera de primer orden en terreno ondulado.

  • Optimización de la ruta : Al mantener esta pendiente, se evita el uso de tramos críticos que fatigan los motores de los vehículos pesados ​​que transitan hacia el puerto de Buenaventura o las zonas industriales de Yumbo.

  • Adaptación topográfica : La línea cero obtenida sigue de cerca la configuración natural de las pendientes, garantizando que el diseño final sea viable desde el punto de vista ambiental y económico.



3. EVALUACIÓN DE LA RUTA: MÉTODO BRUCE


Para garantizar que el trazado seleccionado sea la mejor alternativa técnica y económica, se aplicó el método Bruce . Este análisis permite evaluar la "longitud resistente" de la vía, considerando no solo la distancia en terreno llano, sino también el esfuerzo adicional que implica superar las irregularidades.


3.1. Análisis de la longitud resistente

El método compara la longitud real de la ruta con el ascenso adicional, utilizando la fórmula: 



Para garantizar que el trazado seleccionado sea la mejor alternativa técnica y económica, se aplicó el método Bruce. Este análisis permite evaluar la "longitud resistente" de la vía, considerando no solo la distancia en terreno llano, sino también el esfuerzo adicional que implica superar las irregularidades. 


Dónde:

L: Longitud total del tramo (13,59 km).

k: Inverso del coeficiente de tracción (valor de 35 para pavimentos asfálticos).

∑y: Suma de los ascensos acumulados o ascensos. 


3.2. Resultados obtenidos.


Punto

Cuota

diferencia de altura

Distancia

Pendiente

DDI

RDA

El

963,99

 

 

 

 

 

 

 

11.01

1500

0,7%

11.01

 

1

975

 

 

 

 

 

 

 

75

1499,85

5,0%

75

 

2

1050

 

 

 

 

 

 

 

30

428,57

7,0%

30

 

3

1080

 

 

 

 

 

 

 

80

1249.41

6,4%

80

 

4

1160

 

 

 

 

 

 

 

40

800

5,0%

40

 

5

1200

 

 

 

 

 

 

 

40

583,33

6,9%

40

 

6

1240

 

 

 

 

 

 

 

30

428,57

7,0%

30

 

7

1270

 

 

 

 

 

 

 

50

1250

4,0%

50

 

8

1320

 

 

 

 

 

 

 

35

583,33

6,0%

35

 

9

1355

 

 

 

 

 

 

 

150

4998,69

3,0%

150

 

10

1505

 

 

 

 

 

 

 

30

600

5,0%

30

 

11

1535

 

 

 

 

 

 

 

40

1666,63

2,4%

40

 

12

1575

 

 

 

 

 

 

 

35

500

7,0%

35

 

13

1610

 

 

 

 

 

 

 

30

500

6,0%

30

 

14

1640

 

 

 

 

 

 

 

35

500

7,0%

35

 

15

1675

 

 

 

 

 

 

 

20

321,73

6,2%

20

 

16

1695

 

 

 

 

 

 

 

0

2982,47

0,0%

 

 

17

1695

 

 

 

 

 

 

 

15

375

4,0%

15

 

18

1710

 

 

 

 

 

 

 

-60

1499,25

-4,0%

 

60

19

1650

 

 

 

 

 

 

 

75

1874,64

4,0%

75

 

20

1725

 

 

 

 

 

 

 

35

583,33

6,0%

35

 

21

1760

 

 

 

 

 

 

 

10

500

2,0%

10

 

22

1770

 

 

 

 

 

 

 

-75

1500

-5,0%

 

75

23

1695

 

 

 

 

 

 

 

-20

500

-4,0%

 

20

24

1675

 

 

 

 

 

 

 

15

375

4,0%

15

 

25

1690

 

 

 

 

 

 

 

TOTAL:

27599.8

 

881.01

155

 

IDA (jueves)

Regreso (jueves)

Xo promedio

58435.15

33024.8

45729.975

Tabla 1 de Géminis . Parámetros básicos . 

Tabla 2. Método de Bruce . 


3.3. Conclusión de la evaluación

El análisis de la visibilidad para adelantamientos mediante el método de Bruce, basado en los valores DDI y DDR, permitió evaluar las condiciones de seguridad a lo largo del trazado. Los resultados obtenidos muestran que, en la mayoría de los tramos, la vía ofrece condiciones adecuadas para la ejecución de maniobras de adelantamiento a la velocidad de diseño, demostrando un comportamiento funcional aceptable.


A diferencia de otros casos, el perfil analizado presenta pendientes que no superan el valor máximo recomendado del 7% establecido por el manual INVIAS (2008), lo que favorece la circulación de vehículos y evita penalizaciones significativas en la longitud efectiva de la ruta. Sin embargo, se identifican sectores donde la combinación de pendiente y geometría del trazado puede generar restricciones parciales en la visibilidad disponible.



4. DIBUJO LINEAL DEL PROYECTO

El trazado del proyecto corresponde al diseño preliminar del alineamiento horizontal de la carretera, donde se definen los tramos rectos (líneas) y las curvas que conectan los puntos de control establecidos en el terreno. El objetivo principal de este proceso es garantizar una geometría que cumpla con los criterios de diseño establecidos para la velocidad del proyecto, asegurando condiciones adecuadas de seguridad, confort y funcionalidad. 

El procedimiento consiste en dividir el dibujo en una sucesión de elementos geométricos, donde:

1. Se establecen tramos rectos (tangentes) que conectan puntos del terreno. 

2. Se introducen curvas horizontales para permitir cambios de dirección suaves, evitando giros bruscos. 

3. Para cada curva, calcule: 

• El radio mínimo admisible, según la velocidad de diseño. 

• El ángulo de deflexión (delta). 

• La longitud de la curva, necesaria para desarrollar el giro. 

4. Posteriormente, se verifica que cada sección cumple con: 

• Condiciones de visibilidad (parada y adelantamiento). 

• Compatibilidad con la velocidad de diseño. 

• Criterios reglamentarios (INVIAS).



Tabla 3. Criterios INVIAS (Pendiente +3%) . 



 Tabla 4.  Criterios INVIAS (Pendiente -3%) . 





 Tabla 5.  Criterios INVIAS (Pendiente = 0%) . 



4.1. Resultados obtenidos.


 

VTR

70

No.

Tipo

Longitud

Farmacocinética inicial

Penal final

Delta

VCH

1

Línea

1.431.034

0+000.00m

1+431,03 m

 

 

2

Curva

916.223

1+431,03 m

2+347,26 m

57.5311 (g)

90

3

Línea

250.887

2+347,26 m

2+598,14 m

 

 

4

Curva

757.611

2+598,14 m

3+355,76 m

108.5198 (g)

80

5

Línea

571.988

3+355,76 m

3+927,74 m

 

 

6

Curva

771.438

3+927,74 m

4+699,18 m

62.5727 (g)

80

7

Línea

575.412

4+699,18 m

5+274,59 m

 

 

8

Curva

1.127.881

5+274,59 m

6+402,47 m

63.1688 (g)

80

9

Línea

397.699

6+402,47 m

6+800,17 m

 

 

10

Curva

593.968

6+800,17 m

7+394,14 m

76.0307 (g)

70

11

Línea

908.753

7+394,14 m

8+302,89 m

 

 

12

Curva

692.387

8+302,89 m

8+995,28 m

122.1052 (g)

90

13

Línea

1.284.324

8+995,28 m

10+279,60 m

 

 

14

Curva

934.253

10+279,60 m

11+213,86 m

172.1542 (g)

90

15

Línea

973,66

11+213,86 m

12+187,52 m

 

 

16

Curva

712.304

12+187,52 m

12+899,82 m

134,2500 (g)

90

17

Línea

690.495

12+899,82 m

13+590,32 m

 

 

18

Curva

1.000.563

13+590,32 m

14+590,88 m

68,7249 (g)

90

19

Línea

233.15

14+590,88 m

14+824,03 m

 

 

20

Curva

1792.1

14+824,03 m

16+616,13 m

58,8406 (g)

80

21

Línea

2.081.841

16+616,13 m

18+697,97 m

 

 

22

Curva

434,38

18+697,97 m

19+132,35 m

80,3642 (g)

90

23

Línea

462,35

19+132,35 m

19+594,70 m

 

 

24

Curva

678

19+594,70 m

20+272,70 m

114,8560 (g)

80

25

Línea

1.446.207

20+272,70 m

21+718,91 m

 

 

26

Curva

607.183

21+718,91 m

22+326,09 m

104,2825 (g)

90

27

Línea

2956.599

22+326,09 m

25+282,69 m

 

 

 Tabla 6. Diseño de la línea del proyecto . 



 

 VCHR

VCH

VETH

PENDIENTE

Dp

Dp

Sí

Sí

 

 

 

90

5%

170

ENCONTRARSE

615

ENCONTRARSE

1.431.034

70

90

 

 

 

 

 

 

 

 

 

90

5%

170

ENCONTRARSE

615

NO CUMPLE

0

80

80

 

 

 

 

 

 

 

 

 

80

6%

144

ENCONTRARSE

540

ENCONTRARSE

571.988

80

80

 

 

 

 

 

 

 

 

 

80

6%

144

ENCONTRARSE

540

ENCONTRARSE

575.412

80

80

 

 

 

 

 

 

 

 

 

90

6%

174

ENCONTRARSE

615

NO CUMPLE

0

90

90

 

 

 

 

 

 

 

 

 

90

3%

164

ENCONTRARSE

615

ENCONTRARSE

908.753

90

90

 

 

 

 

 

 

 

 

 

90

3%

164

ENCONTRARSE

615

ENCONTRARSE

1.284.324

90

90

 

 

 

 

 

 

 

 

 

90

5%

170

ENCONTRARSE

615

ENCONTRARSE

973,66

90

90

 

 

 

 

 

 

 

 

 

90

3%

164

ENCONTRARSE

615

ENCONTRARSE

690.495

80

90

 

 

 

 

 

 

 

 

 

90

7%

178

ENCONTRARSE

615

NO CUMPLE

0

90

90

 

 

 

 

 

 

 

 

 

90

0%

160

ENCONTRARSE

615

ENCONTRARSE

2.081.841

80

90

 

 

 

 

 

 

 

 

 

90

4%

167

ENCONTRARSE

615

NO CUMPLE

0

90

90

 

 

 

 

 

 

 

 

 

90

4%

167

ENCONTRARSE

615

ENCONTRARSE

1.446.207

90

90

 

 

 

 

 

 

 

 

 

90

5%

170

ENCONTRARSE

615

ENCONTRARSE

2956.599

 

51%

12920.313


                                              Tabla 6 (2). Dibujo de línea del proyecto . 



4.2. Conclusión de la evaluación

En la tabla del trazado del proyecto se puede apreciar que el trazado está compuesto por una sucesión de tramos rectos (líneas) y curvas, que permiten adaptar la ruta a las condiciones del terreno, garantizando la continuidad y la seguridad en la carretera.

En cuanto a la verificación de la distancia de frenado (Dp), se observa que la mayoría de los tramos cumplen con los valores requeridos, lo que indica que el diseño permite una capacidad de reacción y frenado adecuada por parte de los conductores. Sin embargo, existen algunos tramos donde no se cumple la distancia de percepción y reacción (Da), lo cual puede estar asociado con limitaciones geométricas o condiciones de alineación que reducen la visibilidad.

En los tramos donde no se respeta la distancia de adelantamiento (DA), la restricción de adelantamiento se establece mediante señalización horizontal y vertical, con el fin de garantizar la seguridad de los usuarios.



No.

Farmacocinética inicial

Penal final

Radio

Delta (g)

Longitud

Soga

Tangente

Externo

2

1+431.03

2+347,26

912.476

1.224.689

916.223

878.215

500.923

128.455

4

2+598.14

3+355,76

400.000

714.802

757.611

649.340

555.838

284.803

6

3+927,74

4+699.18

706.381

1.174.273

771.438

733.669

429.256

120.199

8

5+274.59

6+402.47

1.023.018

1.168.312

1.127.881

1.071.619

628.981

177.891

10

6+800.17

7+394.14

447.607

1.039.693

593.968

551.337

349.902

120.533

12

8+302.89

8+995.28

324.890

578.948

692.387

568.600

587.389

346.362

14

10+279.60

11+213.86

310.935

78.458

934.253

620.413

4.534.237

4.233.951

16

12+187.52

12+899.82

304.000

457.500

712.304

560.184

720.545

478.050

18

13+590.32

14+590.88

834.167

1.112.751

1.000.563

941.651

570.363

176.352

20

14+824.03

16+616.13

1.745.050

1.211.594

1.792.100

1.714.380

984.099

258.360

22

18+697.97

19+132.35

309.692

996.358

434.380

399.638

261.544

95.665

24

19+594.70

20+272.70

338.219

651.440

678.000

570.045

529.429

290.022

26

21+718.91

22+326.09

333.604

757.175

607.183

526.777

429.169

209.975

Tabla 8. Prohibido adelantar . 




5. PERALTE

El voladizo es la inclinación transversal que se le da a la calzada en los tramos curvos, elevando el borde exterior con respecto al interior, con el fin de contrarrestar la fuerza centrífuga que actúa sobre los vehículos al circular en una curva.

Este elemento es fundamental en el diseño de carreteras, ya que contribuye a mejorar la estabilidad del vehículo, reduciendo el riesgo de deslizamiento y aumentando la seguridad y la comodidad de los usuarios.

El cálculo de la elevación permite determinar la inclinación adecuada de la vía en cada curva, logrando así un equilibrio entre las fuerzas que actúan sobre el vehículo. Su correcta implementación garantiza que los vehículos puedan circular a la velocidad prevista sin perder adherencia, evitando accidentes y mejorando las condiciones de la carretera.


5.1. Resultados obtenidos.


do

LT (m)

LN (m)

y (%)

1

34

15.455

4.4

2

58

15.263

7.6

3

41

15.185

5.4

4

31

15.5

4

5

55

15.278

7.2

6

61

15.25

8

7

61

15.25

8

8

61

15.25

8

9

20

15.385

2.6

10

61

15.25

8

11

61

15.25

8

12

61

15.25

8

13

37

15.417

4.8

Tabla 9. Cálculo de diseño de gastos generales . 



5.2. Conclusión de la evaluación

A partir de los datos obtenidos en la tabla de elevación, se identifica que la inclinación transversal de la carretera presenta una variación aproximada entre el 2,6 % y el 8 %. Los valores más altos de voladizo se concentran en aquellas curvas de menor radio, lo que hace necesario aumentar la inclinación para contrarrestar los efectos de la fuerza centrífuga y garantizar condiciones adecuadas de estabilidad vehicular. Por el contrario, en curvas más amplias se adoptan voladizos menores, ya que las exigencias dinámicas sobre el vehículo se reducen.


En relación con las longitudes asociadas al desarrollo de la elevación, se observa que la longitud normal (Ln) mantiene un comportamiento relativamente constante, mientras que la longitud de transición (Lt) varía según las características particulares de cada curva. Esta variación permite que el cambio de inclinación se produzca gradualmente, evitando transiciones bruscas que podrían afectar la comodidad del usuario. En conjunto, los resultados muestran una correspondencia adecuada entre la elevación adoptada y las condiciones de alineación, cumpliendo con los criterios técnicos requeridos para un diseño seguro y funcional.



Figura 4.  Diseño Peralte Via.

6. RASANTE / PERFIL LONGITUDINAL

El diseño de la rasante constituye el eje estructural del perfil longitudinal, determinando las variaciones de elevación a lo largo del eje vial. Esta línea de diseño es fundamental, ya que actúa como la guía vertical definitiva que condiciona la funcionalidad, la seguridad operativa y la eficiencia económica de la infraestructura.

Para la definición de este perfil, se ha tomado como base el análisis topográfico del sector, integrando las variables de tránsito, velocidad de diseño y clasificación funcional, bajo las directrices del Manual de Diseño Geométrico de Carreteras INVIAS 2025. La meta principal es lograr una integración óptima entre la geometría proyectada y la topografía existente; este enfoque permite una gestión responsable de los movimientos de tierra, reduciendo los costos constructivos y minimizando el impacto ambiental, en total concordancia con la nueva normativa técnica.




Tabla 10. Pendiente media máxima del corredor. 

Desde una perspectiva técnica, el trazado responde a criterios de desempeño vial que garantizan la movilidad. En este proyecto, se ha verificado que las pendientes longitudinales se mantengan estrictamente dentro del rango de 0.5% a 5% y valores negativos, valores determinados por la velocidad de diseño y las características físicas de la carretera. Esta configuración asegura una transición gradual y segura, cumpliendo con los parámetros de servicio requeridos para este tipo de corredor.

Asimismo, se implementan curvas verticales para asegurar una transición gradual entre pendientes, lo cual es vital para garantizar la visibilidad de parada y adelantamiento. Un diseño adecuado del perfil longitudinal también favorece el drenaje de la calzada, previniendo la acumulación de aguas superficiales y el deterioro prematuro de la estructura del pavimento.


Figura 5.  Diseño Cortes y Rellenos.

En la figura adjunta, la línea azul representa la rasante ejecutada, mientras que la roja muestra el diseño inicial.  En la representación gráfica, el color rojo identifica las zonas de corte, donde el terreno natural supera la rasante proyectada. Por su parte, el color verde señala las zonas de relleno, necesarias para alcanzar la cota de diseño.

A continuación, se presenta la consolidación técnica de los elementos de la rasante.

Nº

P,K, de VAV

Lv (m)

1

0

 

2

1423,05

168,492749

3

3877,34

18,7876828

4

7391,17

104,23556

5

8432,84

110,71488

6

9325,85

56,6196224

7

10631,55

3,96604548

8

11667,45

20,8888059

9

14314,99

12,4244902

10

18624,76

143,034541

11

21248,15

129,862877

12

22789,07

154,644297

13

24078,36

99,2164117

14

25282,69

26,4179008

Tabla 11. Rasante.

7. CURVAS VERTICALES

De acuerdo con el Manual de Diseño Geométrico de Carreteras del INVIAS (2008), las curvas verticales son esenciales para que la transición entre dos pendientes distintas en el perfil longitudinal sea suave y segura. Básicamente, su función es lograr que el cambio de nivel no sea brusco, lo cual es fundamental para que el conductor no pierda visibilidad ni comodidad al manejar. 

En el diseño, trabajamos principalmente con dos tipos: las curvas convexas, que conectan una pendiente ascendente con una descendente y nos ayudan a asegurar que el conductor vea con claridad lo que viene más adelante, y las curvas cóncavas, que unen una bajada con una subida, mejorando el confort y permitiendo que la iluminación de los faros sea mucho más efectiva durante la conducción nocturna. Para calcular estas curvas correctamente, se usan los parámetros técnicos que exige la norma, utilizando las tablas de diseño como referencia constante. Esto fue lo que me permitió seleccionar los valores adecuados para cada punto del trazado y confirmar que, en todo momento, el diseño cumple con las exigencias técnicas necesarias para que la vía sea segura y funcional.


Tabla 12. Parametros Diseño.

Una vez establecidas las fórmulas, organicé los datos en la gráfica que presento a continuación para verificar que los parámetros de mi diseño estuvieran dentro de los rangos adecuados. Para determinar las longitudes críticas, utilicé la gráfica 5.5 del manual INVIAS 2025, aplicando un cambio de velocidad de 25 km/h. Este valor es fundamental, ya que la norma lo utiliza para simular el desempeño de un camión estándar con una relación pesopotencia cercana a los 160 kg/hp, garantizando así la coherencia técnica del proyecto.



A continuación, presento la tabla con los resultados consolidados de mi diseño. En ella aparecen los datos clave de cada curva y tramo, lo que permite ver de forma clara que los valores obtenidos cumplen con los criterios técnicos y normativos del proyecto.


Tabla 12. Rasante completa.

7.1. Definición de la sección típica y parámetros de diseño

Siguiendo el Manual de Diseño Geométrico INVIAS (2008), la sección típica define el corte transversal de la vía, detallando componentes como la calzada, bermas, cunetas y taludes. Este esquema es clave para establecer los anchos y niveles que garantizan la estabilidad, un drenaje correcto y la seguridad de los usuarios.

A partir de la tabla anterior, identifiqué la ubicación precisa de las alcantarillas para gestionar el drenaje del terreno y verifiqué las distancias de visibilidad de adelantamiento, asegurando que todo el diseño cumpla con los estándares de seguridad vial exigidos.
Por otro lado, el valor "LV" indica la longitud necesaria para la curva vertical. Este parámetro nos permite suavizar el cambio entre la pendiente de entrada y la de salida, conectándolas mediante una parábola que asegura una transición fluida en el perfil longitudinal, tal como se aprecia a continuación:



Figura 6.  Curvas generadas.


8. SECCIÓN TRANSVERSAL

La sección transversal es la representación técnica perpendicular al eje de la vía, fundamental para la correcta distribución y dimensionamiento de los elementos que componen la plataforma vial. Estas vistas permiten determinar la configuración geométrica, el ancho funcional y la relación de componentes clave como la calzada, carriles, bermas, cunetas, taludes y elementos de drenaje, garantizando que el diseño geométrico responda adecuadamente a las condiciones del terreno y a los estándares de seguridad vial.



Figura 7.  Via.

8.1. Sección Típica

Para este proyecto, clasificado como una carretera primaria, se han adoptado las directrices del Manual de Diseño Geométrico de Carreteras (INVIAS, 2008). La sección está conformada por dos carriles (uno para cada sentido de circulación) y elementos de drenaje confinado tipo bordillo-cuneta, los cuales garantizan la evacuación eficiente de las aguas escorrentías.



Figura 8.  Ensamblaje.

A continuación, se presentan las especificaciones detalladas para la conformación de la sección típica:

Clasificación de la Vía

Carretera Primaria

Número de Carriles

2 (bidireccional)

Ancho por carril

3.650 m

Ancho total de calzada

5.650m

Pendiente transversal (Bombeo)

–2.0%

Tabla 13. Especificaciones Geométricas de la Calzada.




Figura 9.  Parámetros.

Adaptación al terreno: La sección transversal ilustra la interacción con la topografía; en zonas de corte, se realiza la excavación necesaria para integrar la vía en la ladera, mientras que, en zonas de relleno, se conforma un terraplén de soporte para elevar la rasante y mantener la continuidad del trazado.

 



Figura 10.  Relleno.



Figura 11.  Corte.


9. INFORME DE VOLÚMENES

La mayor parte del trazado ha sido diseñada buscando un equilibrio mediante la compensación longitudinal, donde el material excavado se reutiliza en las zonas de relleno adyacentes para optimizar las distancias de acarreo. Sin embargo, en el tramo comprendido entre las abscisas 15+480 y 18+500, el diagrama de masas muestra una acumulación crítica de material que imposibilita la compensación eficiente. Ante esta configuración topográfica, se ha determinado la implementación de un túneles en dicho sector; esta decisión técnica permite salvar el obstáculo geológico sin incurrir en excavaciones a cielo abierto que resultarían técnica y económicamente inviables, manteniendo la estabilidad de la rasante proyectada.



Figura 12.  Gráfico Volumen Acumlado.

LINK: 

El análisis del movimiento de tierras, se consolidaron los volúmenes totales calculados, obteniendo una suma de 12,573,102 m³ para corte y 14,535,267.5 m³ para relleno. Este balance general refleja la relación entre la rasante y la topografía natural, donde las zonas de mayor complejidad, situadas específicamente entre las abscisas 15+480 y 18+500, requirieron la implementación de un túnel debido a la imposibilidad técnica de compensar el material a cielo abierto, permitiendo así que el resto del trazado se mantuviera nivelado mediante una estrategia eficiente de compensación longitudinal y acarreo.

Distancia Túnel: 3227.934m



10. PRESUPUESTOS

La siguiente tabla presenta el presupuesto estimado de las actividades principales requeridas para la construcción de la vía, teniendo en cuenta los volúmenes totales de corte, relleno y las estructuras proyectadas como túneles, con base en precios unitarios de referencia utilizados en Colombia.

Actividad  Unidad  Precio Unitario AproximadoCosto Total
Excavación (Corte)  m³  $55.487    $697.028.560.674
Relleno  m³   $32.617    $474.098.471.097
Túnel  mL  $1.900.000   $6133.0746
Señalización  mL   $24.000  —

Tabla 14. Parametros Presupuestos.

11. SOLUCIONES

Si el diseño presenta cortes elevados, se ajusta la rasante para adaptarla mejor al terreno. Cuando existen rellenos excesivos, se optimiza el balance entre corte y relleno. Si las pendientes no cumplen, se modifica el trazado para suavizarlas. En curvas cerradas, se incrementa el radio o se reduce la velocidad de diseño. Cuando el proyecto resulta costoso, se disminuyen estructuras como puentes o túneles. Si hay problemas de estabilidad, se implementan drenajes y obras de contención para mejorar la seguridad de la vía.


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