Rehabilitación de redes de drenaje con técnicas de hidrodemolición

HIDRO-DREN. REHABILITACIÓN DE DRENES CON AGUA A PRESIÓN.




Un poco de historia.
Los drenes cumplen una función muy importante en las presas, eliminando sub-presiones que garantizan la seguridad de la misma. Estos van perdiendo efectividad con el paso del tiempo y deben ser rehabilitados. Para ello, se pueden emplear  sistemas tradicionales con sondas, a rotación o roto-percusión, muy conocidos por todos.


 
 Detalle de galería prácticamente inutilizada por las sales

En 2.001, mientras me formaba en la novedosa  técnica de la hidrodemolición, tuve una idea muy simple: Si la hidrodemolición es capaz de demoler hormigón de forma controlada y otros materiales porosos de gran dureza, tal vez sería capaz de arrancar las concreciones calcáreas que precipitaban en las paredes de los drenes, restándoles su capacidad.

Asesorado en cuestiones del agua a presión por Antonio Maicas, Director Técnico de la empresa WOMA, me aseguró que la idea era totalmente posible, tan solo, era necesario dar con el accesorio y los parámetros adecuados para conseguir el efecto deseado.

El proceso.
El procedimiento era sencillo, primero había que comprobar el estado real de dren y para ello, tomar los datos necesarios, que permitieran diseñar un programa individual de actuación para cada dren.

Cámara sumergible
Para ello, busqué video-cámaras subacuáticas de inspección de tuberías, que nos permitieran la visualización real del interior del dren, siendo posible la grabación de toda su longitud y una vez rehabilitado, realizar una nueva filmación para constatar el efecto conseguido.


Este procedimiento fue perfeccionado gracias a la colaboración de IBERDROLA pudimos incluso realizar un ensayo en una de sus presas.

Este tuvo lugar en la Presa de Bao, (Orense). Allí, empleamos un Sistema de Video Inspección Portátil y una bomba de media presión provista de distintas toberas, que nos había prestado Rothenberger®.


Equipo de Filmación para tuberías

La primera fase fue totalmente satisfactoria, pues la filmación del interior de los drenes, incluso con columnas de agua de más de 10 metros,  era muy nítida aportándonos los datos suficientes.


La segunda fase, propiamente de chorreo con agua a presión, no fue tan satisfactoria, pues la tobera utilizada inicialmente (rompedora), servía para eliminar pequeños tapones, pero no actuaba sobre las paredes del dren. Probamos entonces con otra giratoria, pero en ese caso, la presión que nos ofrecía la bomba no era suficiente para conseguir arrancar las concreciones fijadas a las paredes del dren.



Tobera múltiple

Parámetros propuestos.

Con los datos obtenidos, consensuamos con Antonio Maicas, nuevos parámetros con los cuales, deberíamos conseguir el resultado deseado: eliminar la capa de sales, sin dañar el  hormigón y sin provocar socavaciones en la roca; y finalmente, extraer todo el detritus quedando el dren totalmente rehabilitado. Estos quedaron fijados en presiones entorno a 700 bar y caudales variables de hasta 70 l/min.

 

 

Actualidad.

Desde entonces, se han ejecutado no pocas rehabilitaciones con este sistema o en combinación con otros tradicionales en varias presas. Los contratistas generales, normalmente, sin contar con la maquinaria de alta presión necesaria,  subcontratan a su vez a empresas de limpiezas de industriales o de saneamiento urbano, dejando a un lado el espíritu original de esta técnica, la Hidrodemolición.

 

Las subcontratas de limpiezas industriales limpian con éxito todo tipo de conducciones y tuberías afectadas por un amplio abanico de concreciones, tapones o suciedades.  Sin embargo, en todas sus intervenciones hay un factor común que es pasado por alto: Las tuberías y/o conducciones en las que intervienen, por lo general, (tuberías de petroquímicas, intercambiadores de calor, conducciones químicas, y un largo etc) son metálicas.

 

Debemos mejorar!

Al igual que otros especialistas del sector del chorro de agua a presión, últimamente recibo peticiones de oferta para rehabilitación de drenes en presas. Éstas, contienen prescripciones técnicas de obligado  cumplimiento, cuyos parámetros, al menos para mi, son muy preocupantes. Dado que establecen presiones >1.400 bar con caudales > 100 l/min, las cuales, considero injustificadas o al menos, confusas.

 

Me pregunto: ¿Alguien habrá pensado que, un dren no tiene nada que ver con una tubería metálica?.



 

Tras 10 años de experiencia en hidrodemolición, hay ciertos hechos que he constatado:

 

1.    No todos los hormigones son iguales.

2.    El carbonato cálcico es más resistente, al chorro de agua, que el HM de la presa.

3. El agua a presión provoca roturas caprichosas y siempre se desviará hacia zonas de menor resistencia.

4.  Los parámetros han de ser adaptados individualmente para cada presa.

5.   No podemos “soplar y sorber” al mismo tiempo. Con esto quiero decir, que por lo general las bombas existentes en el mercado, no están configuradas para eliminar durísimas capas (mayor Presión) y a la vez, ser capaz de extraer el detritus de un dren de cimentación, por ejemplo (mayor Caudal), sin riesgo de causar daños no deseados. Dado que, ambos procesos requieren parámetros totalmente opuestos.

6.       Y el más importante, con el agua a presión, no sirven las prisas

 

Por último, sorprenden que ante mayores solicitudes de equipos por los prescriptores, ahora > 400 Kw de potencia; cada vez los precios finales a pagar al especialista son cada vez menores. Veníamos de rangos en torno a 30 / m.l. con equipos de 200 Kw y actualmente, se ofrecen menos de 10 / m.l., con equipos el doble de potentes. Algo no encaja...

 

Ahora, son pocas las opciones para ser rentables. Por tanto, o luego en obra no se emplean los equipos propuestos, o en el peor de los casos, los trabajos se han de ejecutar de una forma frenética, que permitan conseguir producciones aceptables.

 

Concluyo que no debemos alejarnos de la técnica, pues un exceso de confianza puede convertirse en un serio problema para la integridad de la presa y un nada despreciable riesgo para los operarios. Puesto que si de una cosa estoy seguro es que la hidrodemolición es muy poderosa.

Si quieres saber más de todas las aplicaciones que tiene esta técnica puedes encontrarlo en www.hidrodemolicion.es 

 

 

Eduardo Martínez

Director Técnico

HIDRODEMOLICION, S.A.

Reparación de la Presa de Guri (Venezuela) con hidrodemolición.

Guri, es una presa de gravedad de 7.426 m de longitud y de 162 m de altura, que regula un embalse de 4.250 Km2.  Alberga, la Central Hidroeléctrica Simón Bolívar, que entró en servicio en 1978 y que actualmente, tras varias modificaciones, alcanza una capacidad de generación eléctrica de 10.235 MW, una de las mayores del mundo.



Tras 30 años de servicio la fuerza del agua ha deteriorado el hormigón de sus aliviaderos siendo necesaria su reparación. Para ello, la empresa venezolana FAPCO CA con sede en Puerto Ordaz (Bolívar), encargada de las obras de reparación confió en la técnica de la hidrodemolición como herramienta fundamental para saneo de hormigón en mal estado y  de preparación de superficies, dado que ofrece un anclaje mecánico inmejorable para los morteros de reparación.

  
El diseño de los equipos de hidrodemolición fue creado a base de unas plataformas rodantes que permitían el acceso a toda la superficie del aliviadero salvando la importante inclinación.

El trabajo específico de hidrosaneo se realizó mediante un robot 364 que alcanzó profundidades entre 20 y 150 mm, lo cual, garantizó la perfecta discriminación entre hormigón sano del más deteriorado. La superficie total reparada alcanzó a 7.500 m2 consiguiéndose un ritmo de avance aproximado de 69 m2 por día. Aunque los trabajos se alargaron más en el tiempo dado que fueron interrumpidos en varias ocasiones debido a las necesidades de regulación tras temporadas de lluvias.


 
 ver vídeo: recreación de Ingenieria3d     .  


Posteriormente, a las labores de hidrosaneo FAPCO CA, proyectó dos modalidades de mortero dependiendo de los espesores requeridos para finalmente devolver la geometría original al aliviadero.



Más información: 
Hidrodem 675 505 338
   

Terremoto en Chile, Reparación de daños en Viaductos.

TRAS EL TERREMOTO DEL 27 DE FEBRERO DE 2010 EN LA ZONA CENTRO SUR DE CHILE.

A pesar de las cuantiosas cifras de desastre, Chile ha destacado por una construcción sólida, que tiene en consideración rigurosos estándares estructurales. Gracias a ello, los daños personales fueron contenidos.

Tras el seísmo, multitud de estructuras resultaron gravemente dañadas, tras lo cual, después de realizar minuciosas inspecciones técnicas, pueden ser reparadas adecuadamente, de manera que se restablezca el diseño inicial.


Según, D. Nicolás Moreno, Director del Dpto. de  Ingeniería en Construcción de la Universidad Andrés Bello y especialista en daños estructurales y vivienda, el 90 % de los daños se pueden reparar perfectamente.

De hecho, existen sistemas y materiales de última generación que permiten reconstruir el hormigón armado, que bien pueden intentar devolver el monolitismo estructural de origen.
Sin embargo, no se debe descuidar la puesta en obra de estos materiales respetando los pliegos de los fabricantes,  y muy especialmente, se ha de vigilar el estado final del  soporte resultante que los albergará.

Para ello, se debe extremar la atención en el saneo de todo el hormigón dañado o desprendido, y en la integridad del armado interno a rescatar, sobre todo si este, ha de servir de armadura de solape para realizar reconstrucciones parciales o para la creación de elementos adicionales de refuerzo para que se repita el problema que se generó con el movimiento sísmico.

Atendiendo a este último apartado, los métodos antiguos de demolición con martillos a percusión, son la opción más económica y a veces menos compleja, para realizar este tipo de labores de “demolición” y saneo, pero a la larga la peor decisión posible.


Los impactos contra armaduras, las vibraciones que se trasmiten por el resto de la estructura, las microfisuraciones en hormigón, las zonas ocultas mal saneadas, el desprendimiento del contacto hormigón-barra, la discrecionalidad del operario tomando decisiones sobre la marcha, etc., Son hechos y circunstancias inherentes a las antiguas técnicas de demolición (no de remoción) empleadas habitualmente en reparaciones de baja calidad.



Por tanto, las intervenciones a percusión provocan muchas veces más daño sobre la estructura que el beneficio que se pretende conseguir convirtiendo la reparación finalmente, en una reparación más bien estética que la funcional perseguida.


A buen seguro, con el paso del tiempo y el servicio diario, se requieran nuevas intervenciones de reparación que además, supondrán nuevos costes y paralizaciones, resultado la peor inversión económica.


No nos podemos conformar con lo tradicional, si se demuestra en muchas ocasiones que no funciona bien. De hecho, bastó asistir al último foro organizado por ARPHO (Asociación de Reparación) para constatar que en una de sus ponencias se buscaba una explicación al alto porcentaje de fracaso que se producen en intervenciones de reparación antes de 5 años…

Vigas dañadas por el terremoto


Como en el caso que presentamos a continuación, existe una nueva alternativa para conseguir la remoción y saneo de hormigón estructural, que aporta mayor calidad a la reparación y además, cuida del resto de la estructura. Esta, se basa en el empleo de las Tecnologías del agua a alta presión, cuyas ventajas las convierten en decisión más acertada y a la larga más ventajosa.

Hidrodemolición empleada en la sustitución de vigas dañadas.


En este caso, se procede a la sustitución de vigas seriamente dañadas por el terremoto, mediante el desmontaje parcial del tablero de 250 mm de espesor. 

Mediante hidrodemolición se elimina el hormigón del tablero por encima de la viga, quedando esta liberada. Una vez desmontado el acero, esta puede ser extraía y posicionada la nueva.

Finalmente el tablero eliminado se reconstruye aprovechando el armado transversal existente.  La unión entre ambas partes es perfecto, dada la rugosidad que presenta la superficie de contacto, no siendo necesario la aplicación de puente de unión alguno.

Una buena solución, de alta calidad y duradera. 

Reportaje fotográfico:

Importante fisura en el alma de la viga

Robot de hidrodemolición de Isotec preparado

Robot hidrodemoliendo el tablero

Comienzos parametrizando valores y profundidad a alcanzar

Franja sobre la viga hidrodemolida, todo el concreto está suelto

Al extraer el hormigón desprendido encontramos el armado intacto.

Perfectamente parte es desmontado y las armaduras transversales grifadas para poder extraer la viga

El proceso concluye con la extracción de las vigas a sustituir, una vez colocadas las nuevas se procede a rehacer el tablero.

Trabajo terminado en esta estructura, ¡A por la siguiente!

Agradecemos a Isotec chile, que nos haya hecho partícipes de esta experiencia.
Equipos empleados:

Bomba de Alta Presión WOMA: 550 CV
Presión de trabajo > 900 bar y caudal 190 l/min.
Robot de Hidrodemolición AQUACUTTER HVD6000
Rendimiento de extracción +/- 0,5 m3 / hora.

Si quieres saber más de todas las aplicaciones que tiene esta técnica puedes encontrarlo en www.hidrodemolicion.es