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El circuito hidráulico de conducciones a presión de gran diámetro de la desaladora de Torrevieja.
(Alicante) Alejandro Masip Bodí
Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos
Director Técnico Supervisión de Obras. Dirección Territorial Levante. TYPSA
Co-autores:
Antonio Ortega Campillo
Ingeniero Industrial. Jefe de Unidad (TYPSA)
Visitación Yepes Izquierdo
Ingeniero de Obras Públicas. Ayudante Jefe de Unidad (PAYMACOTAS)
Introducción Normalmente se suele asociar a una planta desaladora la imagen simplificada de una nave industrial donde un sistema de osmosis es capaz de extraer la sal del agua y producir agua apta para el consumo humano o riego. Ahora bien, la captación de agua salobre o salada, los vertidos de las salmueras y fundamentalmente los puntos de entrega del agua producto, pueden estar muy alejados de la planta y las conexiones entre estos puntos y ésta se convierten en grandes proyectos de conducciones a presión. Todo esto sin olvidar que internamente una planta desaladora esta formada por diferentes procesos ( pretratamiento – osmosis - postratamiento ) que necesitan estar conectados entre ellos formando un circuito hidráulico con multitud de tuberías aéreas y enterradas y con diferentes exigencias de presión y materiales a emplear.
En el siguiente artículo se muestra el ejemplo práctico de la Desaladora de Torrevieja, cuya construcción esta muy avanzada y donde se detallan de forma práctica y visual, los diferentes tipos de conducciones necesarias en una instalación de este tipo y sus singularidades respecto al tipo de uniones, materiales, instalación, etc. Se mostrará con más detalle las particularidades de la instalación de las tuberías de mayor diámetro, que en este caso han sido las de PRFV y Acero Helicosoldado.
Descripción General Desaladora de Torrevieja
Objetivo
El objetivo de la Desaladora de Torrevieja es disponer de nuevos recursos hídricos totalmente garantizados que permitan asegurar las necesidades de las zonas regables del Acueducto Tajo – Segura y de la Mancomunidad de los Canales del Taibilla.
Antecedentes
En agosto de 2005 se redactó el Proyecto Informativo del PROYECTO DE CONSTRUCCIÓN DE LA PLANTA DESALADORA PARA GARANTIZAR LOS REGADÍOS DEL TRASVASE TAJO-SEGURA.
Con fecha 16 de mayo de 2006, se publicó en el BOE Nº 116 la resolución de Aguas de las Cuencas Mediterráneas, S.A. (ACUAMED) por la que se anunciaba el concurso para la redacción del proyecto, ejecución de las obras y operación y mantenimiento de la nueva PLANTA DESALADORA DE TORREVIEJA (ALICANTE), actuación urgente aprobada por la ley 11/2005.
Con fecha 31 de julio de 2006 se firmó el Convenio Regulador para la financiación y explotación de la Planta desaladora de Torrevieja entre ACUAMED, la Confederación Hidrográfica del Segura y la Mancomunidad de Canales del Taibilla.
ACUAMED en reunión mantenida por su consejo de administración el día 2 de agosto de 2006 adjudicó el concurso con numero de expediente DS 01/06 relativo a la “Redacción del proyecto, ejecución de las obras y operación y mantenimiento de la nueva PLANTA DESALADORA DE TORREVIEJA (ALICANTE)” a la UTE formada por ACCIONA AGUA-ACCIONA INFRAESTRUCTURAS-ROMYMAR.
Con fecha 13 de febrero de 2007 tuvo lugar el inicio de las obras.
Características principales
La capacidad de producción de la Planta de Torrevieja es:
• Actual 240.000 m3/día (80 Hm3/año)
• Máxima Ampliación posible: 360.000 m3/día (120 Hm3/año)
Los usuarios del agua tratada serán:
• Deposito de la Mancomunidad de los Canales del Taibilla (40 Hm3)
• Embalse de “La Pedrera” y Canal del campo de Cartagena (40 Hm3)
Las características principales de la planta Desaladora de Torrevieja son:
� Producción de 240.000 m3/día modulada en 16 líneas, ampliable en otras 8 más
� Captación en toma abierta mediante cajón adosado al dique de Poniente del Puerto de Torrevieja
� Caudal de diseño de la toma de 6.38 m3/s
� Prefiltros sumergidos de paso 10 mm autolimpiables
� 8 cámaras de mezcla y floculación
� Filtración – Flotación de 32 ud. con 114 m2 unitarios
� Bombeo de baja presión diferenciado para las bombas de alta presión y los recuperadores de energía, ocho elementos por línea
� 56 filtros cerrados de 12.5 m de longitud y 3,6 de diámetro
� 23 filtros de seguridad
� Dosificaciones de hipoclorito sódico, ácido sulfúrico, coagulante, polielectrolito, dispersante, bisulfito e hidróxido sódico
� Equipos de lavado químico, desplazamiento, desinfección y tratamiento de fangos.
� La instalación de ósmosis incluirá: bomba de alta presión, recuperadores de energía isobáricos rotativos, bombas booster asociadas a los recuperadores, bombas booster de 2ª etapa, 19.936 ud de membranas en la 1ª etapa y 4.032 ud en la 2ª etapa, agrupadas en tubos de 7 ud.
� Postratamiento mediante hipoclorito, cal y CO2
� Almacenamiento e impulsión de agua producto
� 21.6 km de conducciones de agua producto, incluida una estación de rebombeo intermedia
� Tres puntos de entrega: Canal del Campo de Cartagena, embalse de la Pedrera y el nuevo depósito de la Mancomunidad del los Canales del Taibilla
� Edificación bioclimática, integración paisajistica, medidas medio ambientales e instalación fotovoltaica de 200 kwp.
� Vertido de salmuera por el dique de levante con difusores sumergidos que favorecen la dilución en el campo cercano
� Potencia eléctrica instalada en primera fase: 51.173 kw.
En agosto de 2005 se redactó el Proyecto Informativo del PROYECTO DE CONSTRUCCIÓN DE LA PLANTA DESALADORA PARA GARANTIZAR LOS REGADÍOS DEL TRASVASE TAJO-SEGURA.
Con fecha 16 de mayo de 2006, se publicó en el BOE Nº 116 la resolución de Aguas de las Cuencas Mediterráneas, S.A. (ACUAMED) por la que se anunciaba el concurso para la redacción del proyecto, ejecución de las obras y operación y mantenimiento de la nueva PLANTA DESALADORA DE TORREVIEJA (ALICANTE), actuación urgente aprobada por la ley 11/2005.
Con fecha 31 de julio de 2006 se firmó el Convenio Regulador para la financiación y explotación de la Planta desaladora de Torrevieja entre ACUAMED, la Confederación Hidrográfica del Segura y la Mancomunidad de Canales del Taibilla.
ACUAMED en reunión mantenida por su consejo de administración el día 2 de agosto de 2006 adjudicó el concurso con numero de expediente DS 01/06 relativo a la “Redacción del proyecto, ejecución de las obras y operación y mantenimiento de la nueva PLANTA DESALADORA DE TORREVIEJA (ALICANTE)” a la UTE formada por ACCIONA AGUA-ACCIONA INFRAESTRUCTURAS-ROMYMAR.
Con fecha 13 de febrero de 2007 tuvo lugar el inicio de las obras.
El circuito hidráulico de la desaladora de Torrevieja En el siguiente esquema se presenta el circuito hidráulico de una desaladora tipo de ósmosis inversa:
Conducciones de Captación y Vertido
Datos generales de las tuberías
Tramo terrestre captación y vertido: PRFV ( Trabajos ya iniciados )
Las características de los tubos elegidos han sido:
1. 2150 metros DN 2400 para captación y 1650 metros DN 2000 para vertido
2. Presión nominal de 6 bar
3. Rigidez nominal de 5000 N/m2
Tramo marítimo vertido: PEAD ( Trabajos no iniciados )
Trabajos de obra civil de las tuberías terrestres hasta Oct’09
1. Trabajos previos:
- Zona no urbana: Despeje y desbroce del terreno
- Zona urbana: Demolición del firme
2. Apertura de la zanja y colocación de cama de apoyo:
Excavación de zanja
Colocación cama de gravin
3. Posicionamiento de la tubería sobre el lecho:
Colocación de tubería PRFV sobre lecho
Empuje de tubería PRFV
4. Ejecución del relleno primario (gravin):
Vertido del relleno de zanja primario
Extendido del relleno secundario (gravin)
5. Ejecución del relleno secundario (material procedente de excavación):
Extendido del relleno secundario
Compactación del relleno secundario
Trabajos de montaje e instalación de las tuberías terrestres
1. Descarga de la tubería:
Descarga de tubería PRFV en zanja
Empuje de tubería descargada en zanja
2. Alineación y nivelación de la tubería:
Alineación de tubos unión espiga-campana
Nivelación del tubo PRFV (unión química)
3. Uniones entre tubos:
a. En zanja. Campana y espiga con anillo de retención:
La unión campana y espiga es el tipo de unión más fiable y rápida de montar y comprobar. Está especialmente diseñada para garantizar la estanqueidad en conducciones enterradas.
Conducción con unión espiga campana
Espiga. Ranuras para alojamiento de juntas
b. En hinca. Soldadura por laminación química.
Este tipo de uniones se realizan encarando dos extremos de la tubería y cubriéndolos conjuntamente con capas sucesivas de diferentes tipos de fibra de vidrio, saturadas con resina.
4. Proceso de ensamblaje
A continuación se exponen las fases de trabajo necesarias para llevar a cabo la unión:
- Corte y preparación: el corte de la tubería se realiza a escuadra mediante un disco abrasivo, siendo necesario biselar el canto de los tubos a unir con un ángulo de aproximadamente 45º
- Sellado de la junta: posteriormente a la limpieza de la zona biselada se recubren los cantos de los tubos a unir con una capa de resina previamente preparada (maxhesive). Una vez alineados los tubos se fijan de manera que se evite cualquier movimiento durante aproximadamente 30 min, tiempo necesario para que el “maxhesive” esté completamente endurecido. Es recomendable terminar la soldadura en la misma jornada de trabajo para evitar posibles fisuraciones en el maxhesive debido a las variaciones térmicas
Tipos de soldaduras:
- Soldadura química exterior:
Los pasos a seguir durante la soldadura química exterior son los siguientes:
En primer lugar, recubrir todas las superficies que han sido lijadas previamente con una capa de resina.
Por otro lado y sobre una superficie plana se impregna con resina preparada las sucesivas bandas de refuerzos de vidrio procurando desplazar 10 mm cada una de ellas respecto de la anterior con el fin de conseguir un solape sin sobre-espesores.
Por último, se coloca la banda impregnada alrededor de la tubería procurando que quede bien centrado sobre la junta, adaptando la banda sobre la superficie y presionando con un rodillo metálico ranurado para eliminar todas las bolsas de aire.
Unión exterior preparada para soldar
Laminado hasta eliminación de bolsas de aire
- Soldadura química interior:
En tuberías de diámetro superior a 700 mm puede realizarse también la soldadura interior de la unión. El procedimiento de soldadura interior es idéntico al expuesto anteriormente.
Detalle de superficie interior lijada
Detalle de soldadura química interior
4. Prueba de estanqueidad de juntas
Las uniones campana y espiga con dos juntas tóricas van provistas de una válvula para la comprobación de estanqueidad, mediante la cual se presuriza la cavidad existente entre las dos juntas tóricas, permitiendo así comprobar fácil y rápidamente la estanqueidad de la unión.
La alta facilidad de instalación de este tipo de unión permite la rápida colocación de las conducciones pudiendo realizar la prueba de estanqueidad in situ tras su instalación y así tener la seguridad de que una optativa prueba hidráulica posterior daría resultados positivos optimizando de esta manera tanto el coste como el tiempo de montaje.
Detalle de presurización cavidad entre juntas
Prueba de estanqueidad unión espiga-campana
5. Prueba de presión de la tubería instalada:
A medida que se avanza en la instalación de tuberías de PRFV, se deberán realizar pruebas de presión parciales en los tramos acondicionados a tal efecto. Se recomienda que la longitud de estos tramos esté entre 500 y 2000 metros.
Previo a la realización de la prueba de presión, las tuberías deberán estar cubiertas con los rellenos compactados. El relleno de uniones es opcional siempre y cuando la unión pueda ser cometida a una prueba de estanqueidad como es el caso de la unión espiga campana.
6. Bloques de anclajes:
En los puntos de la conducción donde se encuentren cambios de dirección horizontales como verticales, reducciones de sección, ventosas, etc.es necesario construir anclajes para contrarrestar el empuje debido a la presión del agua e impedir el desplazamiento provocado por la presión interior.
Cambio de dirección de tuberías en uniones del tipo espiga-campana
Detalle de soldadura química para ejecución de codo PRFV de 90º
Conducciones interiores de la planta
En los apartados siguientes se detallan, agrupadas por materiales, las diferentes conducciones que conectan los diferentes procesos en el interior de la planta.
Conducciones de PRFV
El PRFV se utiliza, de forma genérica, en todas las tuberías de proceso de media y baja presión ( conducción de agua de mar, conducciones de salmuera, frentes de filtros de arena, conexionado filtros de cartucho, aspiración turbobombas, circuitos de limpieza, recogida de salmuera y agua producto de los bastidores, etc…). Es el material más empleado en las conducciones de una planta desaladora.
a) Conducciones enterradas de PRFV
Las características de estás tuberías y los procedimientos de trabajo son los mismos que los descritos en el apartado de tuberías de captación y vertido enterradas.
A modo de resumen las cantidades totales de las tuberías de PRFV instaladas en zanja en la planta serán 1.461 m y estarán distribuidas de la siguiente manera por diámetros y presiones:
Línea Agua de mar Lavado y desplazamiento Vaciados TOTAL
Diámetros (mm)
Metros de tubería
150 76 PN 16 76
300 180 PN 6 180
400 25 PN 10 229 PN 16 254
800 165 PN 16 110 PN 6 275
900 41 PN 10 41
1000 36 PN 6 36
1400 76 PN 16 189 PN 10
112 PN 6 377
1500 185 PN 16 185
2400 36 PN 16 36
b) Conducciones aéreas de PRFV
1. Datos Generales
La tubería de fibra de vidrio y resina termoestable, fabricada por el método “Filament Crossed Winding”, se diseña en función de los requerimientos del sistema en cuanto a solicitaciones mecánicas, la naturaleza del fluido a trasegar y sus aditivos, así como las condiciones de servicio (presión, diámetro y temperatura).
La rigidez de las tuberías utilizadas es de 1.250 y los diámetros vas desde DN 150 a DN 1500 con una medición total aproximada de 13.600 m.
Las diferentes capas que constituyen las tuberías y accesorios de PRFV son:
• Capa anticorrosiva interior
• Capa de refuerzo mecánico
• Capa de anticorrosión exterior
La distribución de las tuberías aéreas nos hará necesario el diseño de la suportación en cuanto a su resistencia y geometría, en función de las características mecánicas de las tuberías. En nuestra instalación tenemos estimados al final de la obra unos 100.000 kg de soportes de acero laminado y galvanizado.
El proceso de unión entre las tuberías, los injertos, los codos y las piezas especiales se realizan con el mismo procedimiento que se describe en el apartado de conducciones de toma y vertido en el tramo terrestre.
Para finalizar el montaje se aplica a la conducción un pintado con un doble objetivo.
En primer lugar, se aplica a la conducción una capa base de color negro que le confiere la opacidad suficiente para cortar el efecto de la fotosíntesis y evitar así, el desarrollo biológico en su interior.
Una segunda capa sirve de identificación a cada una de las líneas instaladas según el código de colores que designe el proyecto.
2. Filtración – flotación de primera etapa
a. Entrada de agua de mar a filtros y salida de agua de limpieza
Entrada de agua de mar a filtros de primera etapa
Salida agua de limpieza
b. Salida de agua de mar y entrada de agua y aire de limpieza de limpieza
Válvula entre salida de agua de mar filtrada y
entrada de agua de limpieza
Salida de agua de mar
c. Distribución de agua y aire de lavado
Tuberías de aire y agua de lavado anclados a los muros
Entrada de agua de lavado (azul claro) y tubería de aire de lavado (gris)
3. Filtración de segunda etapa
a. Colectores de distribución del agua de alimentación, filtrada y lavado
Vista general
Detalle de colector
b. Colector de aire de lavado
Vista general de los colectores de aire de lavado
Colectores de aire de lavado
c. Entrada de agua de mar y salida de agua filtrada
Entrada de agua de mar
Entrada de agua de mar
d. Salida de agua filtrada y entrada de agua y aire de lavado
Salida de agua filtrada y entrada de agua y aire de lavado
Salida de agua filtrada
4. Filtración de seguridad
a. Tuberías de entrada y salida del elemento
Entrada y salida de los filtros de seguridad
Entrada a los filtros de seguridad
b. Tuberías de distribución
Tubería de distribución a los filtros de seguridad
Tubería de distribución a los filtros de seguridad
5. Ósmosis inversa
a. Tuberías generales de distribución de agua filtrada y de recogida de salmuera
Tubería de salmuera en primer término y de agua de mar en segundo
Tuberías ya pintadas
En el modelo 3D siguiente se muestra la ubicación de las tuberías principales de salmuera y agua de mar ( en verde ) que recorren el edificio de osmosis por el pasillo subterráneo central.
b. Aspiración de bombas de alta presión
Colocación de tortillería
Aspiración de bombas de alta presión
c. Aspiración de recuperadores de energía
Vista general
Aspiración recuperadores de energía
6. Lavado y desplazamiento
a. Bombeo de lavado y desplazamiento de los bastidores
Bombas de lavado y desplazamiento
Tuberías de salida del agua de lavado y desplazamiento
b. Conducciones de lavado y desplazamiento de bastidores
Tuberías para lavado y desplazamiento por el sótano del edificio de ósmosis
Zona de tanques de preparación de reactivos para lavado y desplazamiento
c. Conducciones de lavado y desplazamiento de filtros de cartuchos
Conducciones de lavado y desplazamiento en rosa
Conducciones de lavado y desplazamiento en rosa
7. Conducción de agua osmotizada
Conducción de agua osmotizada
Conexión salida del bastidor a colector general de agua osmotizada.
Conducciones aéreas de Acero Inoxidable
Las conducciones de acero inoxidables se corresponden con los tramos donde se requiere una presión alta con agua salada o salmuera. En concreto serían las impulsiones a alta presión a los bastidores, las conexiones a los sistemas de recuperación de energía (ERI) y los rechazos desde bastidores del 1er y 2º paso por membranas. En el siguiente modelo se muestra la disposición de estas tuberías ( en rosa ):
Las tuberías de acero inoxidable utilizadas son de acero de calidad zeron 100 y AISI 316L de DN hasta 14”.
Conducciones aéreas de Polipropileno
La recogida de agua osmotizada se hace a través de tuberías de Polipropileno PN10 con DN hasta 350 mm.
Otro tipo de conducciones
1. Dosificaciones de Reactivos
2. Distribución de agua de servicio e instalación contra incendios
3. Distribución de aire de servicio
a. Línea principal
b. Línea secundaria
Conducciones de distribución agua producto
Datos generales
La longitud total de las conducciones proyectadas es de 21,16 Km divididas en 4 tramos con diámetros comprendidos entre 1.600 y 1.200 mm. Las tuberías son de acero helicosoldado oscilando el peso entre 3.200 Kg para el tubo de DN-1.200 mm y 5.500 Kg para el de DN-1600 mm.
- TRAMO I de 1.600 mm de diámetro y longitud 5.610 m. parte de la estación de bombeo 1 situada en la planta hasta estación de estación de bombeo 2
- TRAMO II de 1.400 mm de diámetro y de longitud 7.655 m.
Al final de este Tramo parten dos ramales distintos: el Tramo III y el Tramo IV
- TRAMO III de diámetro 1200 y longitud 1850 m hacia el Embalse de la Pedrera
- TRAMO IV de 1300 mm de diámetro con un tramo de impulsión de 1.088m hasta la arqueta de rotura de carga y un segundo tramo por gravedad de 4954m hasta la entrega al depósito de la Mancomunidad del canal del Taibilla.
Las conducciones de agua producto parten de la planta desalinizadora a los siguientes puntos de entrega:
- EL CANAL DEL CAMPO DE CARTAGENA
- EL EMBALSE DE LA PEDRERA (AMBOS PARA REGADÍO) Y
- EL NUEVO DEPÓSITO DE LA MANCOMUNIDAD DEL CANAL DEL TAIBILLA, PARA ABASTECIMIENTO
Trabajos previos
1. Despeje y desbroce del terreno
Desbroce en zona de arqueta de rotura de carga Buldózer de frente
Empuje de tierras con buldózer Retroceso del buldózer para nuevo empuje
2. Demolición y escarificado de firmes:
Operación de corte del asfalto Demolición y escarificado del firme
3. Deforestación, eliminación de plantas, arbustos, tocones de árboles, escombros y basura.
Retirada de escombros presentes en la traza
4. Retirada de la capa superficial de las tierras hasta conseguir una superficie de trabajo lisa.
Desbroce en arqueta de rotura de carga Descarga de material en vertedero
Replanteo de la zanja
Replanteo del eje de la conducción y ancho superior de la zanja
Replanteo del eje de la conducción y ancho superior de la zanja
Excavación a cielo abierto
1. Excavación de zanja
Excavación de zanja en zona de cruce con Rambla
Gallut.
Excavación de zanja en zona de yesos
Excavación de zanja en trasdós depósito de la Mancomunidad de canales del Taibilla
Excavación de zanja en calle asfaltada
2. Excavación de sobreancho para unión de tuberías
Detalle de sobreancho
Excavación de sobreancho para unión de tuberías
Detalle de la sobreexcavación en las uniones de las tuberías
Cruce bajo infraestructuras existentes. Hinca de Tuberías
La necesidad de implantar conducciones sin ejecutar excavaciones a cielo abierto, por la incidencia que las zanjas tendrían con otras instalaciones subterráneas o sótanos, así como la imposibilidad de alterar el servicio en algunas vías de comunicación (carreteras) o atravesar ríos o embalses, está provocando una mayor generalización de las tuberías hincadas.
Los casos más comunes en los que se adopta esta opción son los siguientes:
- En zonas urbanas, donde existen dificultades para la apertura de zanjas o los asentamientos producidos por la ejecución en túnel con entibación puede dar problemas
- Para cruzar vías de comunicación, eliminando los costosos y molestos desvíos, reduciendo el plazo de ejecución
- En obras subterráneas con problemas derivados del terreno por el que discurre la traza, zonas con nivel freático muy superior a la rasante, suelos inestables, con elevadas presiones, etc…
- En zonas donde por la profundidad de la zanja, o la dificultad de la ejecución, resulte económicamente ventajosa la adopción de este procedimiento
1. Pozo de ataque:
Como inicio de la ejecución de un cruce subterráneo mediante el método de hinca se prepara el pozo de ataque desde el cual se procederá a la hinca de los tubos. Las operaciones que incluye son las siguientes:
• Replanteo del pozo de ataque
Replanteo del pozo de ataque de la hinca al nuevo canal del campo de Cartagena (ovoide)
Replanteo del pozo de ataque de la hinca a la CV-95 en la parcela de la planta desalinizadora
• Excavación del pozo de ataque
Excavación del pozo de ataque de la hinca a la CV-941 (San Miguel de Salinas)
Excavación del pozo de ataque de la hinca al nuevo canal del campo de Cartagena
• Hormigón de limpieza
Extendido del hormigón de limpieza Solera de hormigón H-150
2. Procedimiento de hinca de tubería:
• Colocación y comprobación de la alineación de la maquinaria necesaria:
Previo a la colocación, es necesario que se marque topográficamente las esquinas del bastidor de empuje para cumplir con la alineación horizontal necesaria.
Replanteo del eje del bastidor de empuje
Comprobación por topografía de la alineación de la máquina
Colocación del bastidor de empuje en la solera del pozo de ataque
La alineación de la máquina debe cumplirse rigurosamente ya que la conducción de acero helicosoldado atraviesa los tubos de hinca y por tanto, cualquier desviación en la alineación puede ocasionar un cambio en el trazado complicándose esta situación si la conducción de la tubería de acero estuviese colocada anteriormente a la excavación en hinca.
Es importante cumplir la alineación de los tubos en vertical ya que si se modifica la pendiente en un solo tubo de 2,40 m se acumula un error que provoca un cambio de cota significativo en el pozo de salida.
Todas las hincas se han realizado previamente a la colocación de la tubería de acero helicosoldado para poder tener un margen de error en el trazado tanto en vertical como en horizontal. No obstante, según el programa de puntos de inspección, se debe de comprobar la alineación de la conducción de la hinca topográficamente después de cada tubo colocado.
• Hormigonado de muro de empuje:
Encofrado del muro de empuje
Encofrado del muro de empuje
• Recepción y acopio de tubo de hinca.
El transporte de tubos de hinca se realiza mediante góndola, la cual puede transportar hasta un máximo de 3 tubos.
La descarga y acopio de tubería se realiza mediante camión grúa.
Detalle de transporte por góndola
Acopio de tubo de hinca
Se puede destacar las siguientes peculiaridades del tubo de hinca:
- Los tubos de hinca son de hormigón armado y diámetro 2000mm.
- Su longitud útil está limitada a 3m como máximo para evitar el pandeo por lo que miden 2.40m.
- Las superficies de los frontales de los tubos, que transmitirán la carga de empuje durante el montaje de la tubería, son planas y libres de irregularidades que podrían dar lugar a concentraciones puntuales de tensiones en las paredes del tubo con el consiguiente descolche del hormigón y posible desviación de la conducción
- Los tubos llevan un anillo metálico (virola) realizado en acero soldable y galvanizado en caliente que posteriormente se pintará con brea epoxi para retrasar el ataque químico al acero. La función principal de este elemento unido rígidamente al hormigón es conseguir una estanqueidad total a lo largo de toda la conducción mediante la utilización de juntas elastoméricas que se colocan en el extremo macho del tubo
- Sufridera: anillo de madera que se coloca en el frente donde se sitúa la virola. Su función principal es la de absorber las posibles irregularidades del enchufe o la no perpendicular de los frentes para que no aparezcan concentración de tensiones en el hormigón (evita los daños causados por el contacto hormigón-hormigón)
- Inyectores de Bentonita o lechada de cemento: 3 roscas metálicas galvanizadas embebidas en la pared de la tubería situadas en la periferia del tubo distanciadas una de otras a 120º que se utilizan para inyectar exteriormente lodos bentoníticos en la cavidad entre el terreno y el tubo. Se comprobará en los primeros tubos hincados las lecturas del manómetro del equipo principal para evaluar la necesidad de lubricar los paramentos exteriores del tubo con bentonita
Detalle de los tubos de hinca
Detalle de la virola del tubo
Detalle de empuje del primer tubo
Colocación de segundo tubo de hinca
• Colocación de tubos de hinca:
Una vez preparados los tubos para el empuje se procede a la colocación de la corona (anillo de empuje) mediante grúa o incluso pala giratoria de cadenas.
La corona es el elemento de la hinca capaz de repartir los esfuerzos transmitidos por los cilindros hidráulicos de empuje sobre los tubos de hinca durante el transcurso de la perforación.
Colocación de la corona
• Impermeabilización de junta:
Colocación de la junta
elástica
Para que la unión quede sellada es imprescindible la colocación de la junta de goma de diámetro adecuado sobre el extremo macho del tubo, de manera que se consigue que haga tope contra la virola de acero (zuncho metálico galvanizado). Previamente a la colocación de la junta de goma se estira la misma para liberarla de tensiones, y posteriormente se coloca en su posición correcta volviendo a estirarla por varios puntos. Por último, se realiza la conexión del tubo aplicando una fuerza axial mediante los gatos hidráulicos de empuje.
Para evitar los daños en el contacto hormigón-hormigón de los tubos se colocará en la parte interior del extremo hembra un aro de tablero aglomerado “sufridera”. Una vez colocado el aro es necesario fijarlo con clavos para asegurar su inmovilización
Detalle de sufridera de
madera
Extremo enchufe-campana Posición final
Conexión del segundo tubo con el primero
Sufridera de aglomerado
Junta de goma Virola de acero
• Excavación del terreno por medios manuales:
Perforación con martillo neumático
Detalle de la perforación de hinca
• Evacuación del material excavado:
A través de un sistema de cintas transportadoras se vierte el material sobre una vagoneta, la cual es transportada al exterior por medio de guías que a través de unas poleas se recogen.
Posteriormente se eleva con grúa y se vierte el material en lugar donde no interfiera con las operaciones de la hinca.
Transporte y vertido del material por medio de una cinta transportadora sobre el cazo
Detalle del cazo con material excavado a la salida de la hinca
• Empuje de tubos de hinca:
Elevación del cazo con grúa
Vertido y acopio del material excavado
El equipo dispuesto para realizar la hinca está constituido por una estación principal equipada con una bomba hidráulica de caudal tal que es capaz de suministrar un presión máxima de 500bares. El dispositivo está regulado por un distribuidor de presión que oscila normalmente entre los 400 y los 450 bares (presión
de trabajo), en estas condiciones cada cilindro desarrolla una fuerza de empuje comprendida entre los 250 y 280 Tm.
Posición de los hidráulicos de empuje en retroceso
Posición de los hidráulicos de empuje extendidos
El empuje se efectúa de forma progresiva hasta alcanzar la penetración realizada (entre 0,5 y 1m dependiendo de la naturaleza del terreno), en este momento se retroceden los hidráulicos de empuje para la colocación y alineación del siguiente tubo.
Replanteo del pozo de salida
Detalle del pozo de salida
La hinca de la foto nº 59 está ubicada en zona de yesos, difíciles de excavar por medios manuales dada su alta dureza y su fácil desintegración (se convierte en polvo al picarlo). Por lo cual, el procedimiento de trabajo de esta hinca es ligeramente distinto al de las demás.
Taladrando en varios puntos del terreno e introduciendo posteriormente unos clavos en la perforación se consigue la extracción de bloques de yeso de tamaño máximo alrededor de los 50cm.
Detalle de las operaciones de taladrado
• Pozo de salida: Inyecciones de lechada en hinca:
Finalizadas las operaciones de excavación en hinca se procede al sellado de las grietas y huecos que quedan entre el terreno que envuelve la hinca.
Los tubos de hinca están provistos de unos taladros mecánicos con tapones de rosca para la inyección de la lechada.
Detalle del hueco entre la hinca y el terreno que la envuelve
Detalle de los taladros mecánicos de los tubos de hinca
La lechada es elaborada a pie de obra mediante una mezcladora de agua y cemento consistente en un tanque cilíndrico provisto de unas paletas giratorias accionadas por un motor. La relación de agua cemento es de 0,5 (2kg de cemento por litro de agua).
Mezcladora de agua y cemento
Detalle de la elaboración de la lechada
El procedimiento de inyección de la lechada es el siguiente:
En primer lugar se retiran todos los tapones de rosca de la totalidad de los tubos de la hinca. Es imprescindible que todos los tramos de la conducción queden sellados, de manera que enumerando las inyecciones realizadas se puede conocer en cada momento el orden que se sigue al ejecutarlas. Observando por el taladro mecánico destapado que se escapa la lechada se puede averiguar el recorrido que sigue la misma. En este instante, se coloca el tapón de rosca para que aumente ligeramente la presión de trabajo y así poder asegurar que dicho tramo queda perfectamente sellado. Si la presión no aumenta es probable que la lechada siga otro camino hacia una nueva vía de escape y se pierda lechada por otro tramo. En caso contrario, se para la inyección y se coloca la manguera en el próximo orificio. Continuando esta serie de operaciones se va colocando cada vez más tapones reduciendo así las posibilidades de escape de la lechada y por lo tanto asegurando la ausencia de grietas y huecos en el terreno.
Inyección de lechada por uno de los taladros mecánicos de la hinca
Detalle del equipo de trabajo
Taladros mecánicos
La estanqueidad en este tipo de juntas machihembradas es prácticamente imposible. Esta peculiaridad dificulta el procedimiento de trabajo de las inyecciones ya que la lechada teóricamente se escaparía por todas las uniones presentes en la conducción de la hinca. Es por ello que previo a la inyección se realiza el sellado de todas y cada una de las uniones de la hinca con un cemento tixotrópico llamado PRESTOCEM.
La presión de trabajo es de 2 a 3 bares, teniendo en cuenta la necesaria para el transporte desde el lugar de amasado al lugar del punto de de aplicación y la utilizada en la inyección de la lechada.
• Colocación de tuberías de acero en interior de la hinca:
Detalle de colocación de tubería de acero en interior de la hinca
Detalle de rodillos “patines”
con abrazadera al tubo de acero
Detalle de colocación de rodillos
“patines” con abrazadera a la tubería de PRFV DN-2400
Colocación de cama de arena:
Descarga de arena sobre el fondo de la excavación
Extendido de la cama de apoyo de la tubería
Existencia de nivel freático en zanja
Cama de arena granular (gravin)
Fabricación de cama de arena en cantera:
Desbaste del material inicial mediante reja
Detalle de la obtención de 3 tamaños del material (Rechazo, gravin y arena)
Detalle del material rechazado
Detalle de la arena y el gravin obtenidos
Instalación y montaje de tuberías
1. Transporte de tubería, recepción y descarga:
Las dimensiones de las tuberías, entre 711 y 1.626 mm de diámetro, han provocado la adopción como material del acero helicosoldado, para aligerar los transportes, y los medios de montaje. Los tubos se trasladan por unidades de 13,50 a 14,50 m de longitud oscilando el peso entre 3.200 Kg para el tubo de DN-1.200 mm y 5.500 Kg para el de DN-1600 mm.
La tubería de acero helicosoldada se transporta mediante góndola. Debido a las dimensiones de los tubos en cada trayecto, transporta únicamente 2 unidades.
Recepción del tubo DN-1300mm. Detalle del transporte de los tubos
Gravin Rechazo
Arena
Transporte de tuberías de acero helicosoldado
Desgarro en revestimiento exterior del tubo
La descarga de los tubos en obra se realiza mediante la maquinaria adecuada a las dimensiones y al peso de los tubos. Se emplean bandas textiles para evitar daños en la superficie del revestimiento. En aquellas ocasiones en las que se produzca un desgarro en la superficie del revestimiento, por golpeo en la manipulación de los tubos, y quede a la vista el acero del mismo es imprescindible sanear la zona y colocar banda de revestimiento exterior para evitar la corrosión futura.
3. Acopio de tubería
Es muy importante que los tubos no queden apoyados sobre puntos aislados, siendo necesario regularizar la superficie, además de calzarlos con útiles adecuados que no dañen al propio tubo.
Es importante comprobar que los tubos no han sufrido golpes durante el transporte. La holgura permitida en la unión de los tubos está limitada a 3mm, siendo necesario que las embocaduras no presenten ningún defecto.
Acopio en cantera de los tubos que no pueden acopiarse en la traza
Acopio del tubo a un lado de la zanja, contrario al del acopio de tierras excavadas
Defecto en la embocadura del tubo
4. Colocación de tubería
Para el descenso de la tubería se utilizan eslingas no metálicas para no dañar el revestimiento exterior de la misma.
Es usual utilizar una pala giratoria para realizar la colocación de los tubos, salvo en aquellas ocasiones en las que exista una altura considerable de zanja.
Posición bandas textiles para descarga de tubo
Colocación de tubo de DN-1400mm. Colocación de tubo DN-1600
Numeración en revestimiento del tubo Numeración en zanja
Detalle de colocación de tubo en zanja
Para poder soldar los tubos cumpliendo la garganta necesaria (inferior a 3 mm) es imprescindible que queden perfectamente ajustados. Para ello, durante la colocación del tubo en la zanja, es necesaria la coordinación entre 2 operarios a la hora de ajustar los tubos. Uno de ellos se posiciona en el interior del tubo ya colocado en zanja, comprobando la holgura que queda a lo largo de todo el diámetro de la unión, mientras que el otro se coloca al inicio del tubo recién colocado indicando al maquinista los movimientos, teniendo en cuenta las comprobaciones de su compañero. El solape mínimo de las boquillas es de 5 cm. Y el máximo el que permita acceder con la pistola de soldadura a la unión a soldar dejando el tubo en el asiento en posición con la tolerancia permitida para soldarlos.
Detalle de colocación de tubo en zanja Ajustes en la alineación de los tubos
Conseguido lo anterior, que dependiendo del estado de las embocaduras (ovalidades, defectos de fabricación en las medidas del diámetro) y del giro que requiere la traza puede llevar más o menos tiempo, se mantiene la posición de los tubos mediante puntos de soldadura, evitando posibles movimientos a causa del cambio de temperatura que sufre el acero.
Detalle del punteo de la unión
El acero presenta un aumento de tamaño al estar expuesto durante un día completo al sol por las fuertes temperaturas a las que se ve sometido. El color negro del revestimiento exterior de los tubos favorece el proceso de dilatación absorbiendo mayor cantidad de calor. Al dilatarse el material se alteran las dimensiones iniciales del tubo. Durante la noche, como consecuencia de la disminución de las temperaturas, el material se contrae y vuelve a modificar las dimensiones de tubo de acero. Por este motivo y por la imposibilidad de trabajar en el interior del tubo debido a las temperaturas que se alcanzan durante el día en verano, los trabajos de soldadura se efectúan en horario nocturno (desde las 20 a las 8 de la mañana). Así durante el día, se colocan los tubos y se puntean para soldarlos posteriormente durante la noche.
Una vez realizado el montaje de cada tubo o pieza es responsabilidad del montador realizar el tratamiento superficial en la zona de la soldadura realizada en obra así como el repaso y/o reparación de los posibles roces y arañazos sufridos por el tubo durante su manipulación en el montaje.
Detalle del roce sufrido en la embocadura
Una vez colocado el tubo en su sitio y tratadas las juntas, se procederá a una revisión visual detenida para observar cualquier defecto de colocación, juntas o pendiente. Se observará que el tubo descanse en toda su longitud sin dejar espacios faltos de apoyo que pudieran provocar su flexión.
Conducción en trasdós del depósito de la Mancomunidad de canales del Taibilla Conducción en cruce con Rambla Gallut
La junta enchufe-campana realiza la función de rótula gracias al abocardado esférico de sus extremos, permitiendo un giro en 3 dimensiones con un máximo de 8 grados. Esta peculiaridad permite la formación de curvas sin necesidad de recurrir a codos y realizar ajustes de alineaciones siendo de esta manera más flexibles.
Detalle de conducción en tramo asfaltado Detalle de conducción en pendiente
4. Soldaduras en unión de tuberías
Una vez alojados y acopiados los tubos sobre los apoyos intermedios en la zanja, se procede a la unión definitiva de los mismos mediante soldadura interior de la junta abocardada esférica.
El procedimiento de soldadura usado para efectuar las uniones de los tubos es mediante FCAW cuyas siglas significan flux cored arc welding, es decir, soldadura por arco con núcleo fundente (Semiautomatica) con hilo tubular y el gas usado es Corgon 15 (85% Argón y 15% Co2). Es una soldadura tipo MIG/MAG debido al empleo de un gas inerte y activo.
Las soldaduras se realizan en ángulo y de un único cordón. La unión simple cumple las condiciones de estanqueidad y resistencia requeridas, prefiriéndose la interior sobre la exterior por las condiciones de ejecución en la zanja.
Antes del soldeo, se procede a una limpieza mediante el cepillado y amolado de los bordes de la costura, eliminando cuidadosamente toda la cascarilla, herrumbre o suciedad y, muy especialmente, las manchas de grasa o pintura.
La superficie de soldadura tiene que presentar un aspecto regular, acusando una perfecta fusión del material y sin muestra de mordeduras, poros, discontinuidades o falta de aporte de material. Se tiene que evitar las proyecciones de gotas de metal fundido sobre la superficie de la embocadura.
Limpieza mediante cepillado Operaciones de soldadura de tubos
Todos los soldadores y operarios soldadores asignados al trabajo han pasado un examen de aptitud. No se permite la realización de ninguna soldadura a soldadores no homologados. El equipo de trabajo consta de 2 soldadores, realizando media costura de la unión completa cada uno de ellos. El tiempo estimado en realizar una costura es de 45min aproximadamente dependiendo del diámetro del tubo.
Es importante que las uniones cumplan las tolerancias exigidas en la holgura entre tuberías. Por ello, los defectos en la embocadura obligan al ajuste mediante gatos telescópicos para poder soldar cordones uniformes.
Ajuste mediante gato telescópico Cordón de soldadura (longitud=30cm)
La ovalidad que presenta el tubo inicialmente es muy importante ya que el ajuste de las uniones con gatos hace que no se pueda soldar cordones continuos de longitud suficiente además de la pérdida de tiempo que conlleva volver a colocar el gato para ajustar una nueva parte de la unión y la disminución del rendimiento de trabajo en las soldaduras.
Tolerancia en la holgura entre tubos
5. Ensayo de líquidos penetrantes:
Una vez ejecutada la soldadura de unión entre tuberías y previamente a la aplicación del tratamiento anticorrosivo, se procede a la realización de los ensayos requeridos. Todas las soldaduras realizadas en obra se comprueban mediante la aplicación de líquidos penetrantes. En caso de presentar algún tipo de defecto se reparan en un plazo máximo de 2 días. Un diez por ciento del total de las soldaduras a realizar en obra se comprueban con radiografías, así como la homologación de los soldadores.
Aplicación de líquidos penetrantes Fisura en el cordón de soldadura
El ensayo de líquidos penetrantes es un tipo de ensayo no destructivo que se utiliza para detectar e identificar las discontinuidades presentes en la superficie de los materiales. Consiste en aplicar un líquido coloreado o fluorescente sobre la soldadura que se pretende examinar, el cual penetra en las discontinuidades existentes debido al fenómeno de capilaridad. Después de un determinado tiempo (20min) se remueve el exceso de líquido y se aplica un revelador (color blanco), el cual absorbe el líquido que ha penetrado en las discontinuidades revelando las aberturas superficiales.
El técnico responsable de la empresa de calidad (ATISAE) encargada de realizar el ensayo de líquidos penetrantes valora la calidad de la soldadura y en caso de observar cualquier tipo de defecto lo anota en la misma unión y lo refleja en los albaranes que elabora.
Anotación in situ de la soldadura ensayada
6. Colocación del revestimiento exterior en juntas
Los últimos 20cm de cada tubo vienen sin revestimiento para efectuar la soldadura y, una vez realizada ésta se coloca un anillo formado por cinta de polietileno de características iguales al del revestimiento que trae la tubería. El equipo de trabajo está formado por un grupo de 2 operarios. La adherencia de la banda de polietileno se consigue mediante la aplicación de calor por medio de un soplete.
La excavación del sobreancho realizada en todas las uniones de los tubos es necesaria para poder maniobrar con mayor facilidad a la hora de colocar el revestimiento exterior.
Colocación del revestimiento exterior en juntas Detalle de la banda de polietileno
Detalle de la junta abocardada cilíndrica Detalle de la unión con revestimiento
7. Revestimiento interior de juntas con pintura
El revestimiento interior se realiza mediante la aplicación de pintura epoxi alimentaria de 300 micras, una vez comprobada la soldadura mediante líquidos penetrantes así como tras la retirada y limpieza de los mismos. En ningún caso se procede a la pintura de la unión sin haber comprobado previamente las soldaduras.
Finalizadas las operaciones de aplicación de la pintura en las uniones interiores, se comprueban las micras de cada una de ellas. Se aplican 2 capas de 150 micras aproximadamente, aunque en algunas ocasiones es difícil conseguir una capa uniforme en toda la junta. Por ello, se toman varias medidas en una misma unión.
Detalle de pintura en interior de la junta Comprobación de micras en pintura
8. Piezas especiales necesarias en la conducción:
• Codos
Los codos son necesarios en aquellos puntos de la conducción en los que se requiere un cambio de la alineación de la misma.
Cambio de alineación en la conducción
Durante el acopio cuidara especialmente evitar el contacto de las boquillas con el terreno manteniéndolas limpias y evitando cualquier acción que pueda dañar la pintura de protección o la geometría de los mismos.
Se suministran con los extremos lisos cortados según una sección ortogonal al eje del accesorio. Para evitar las soldaduras a tope entre codo y tubería se hace coincidir la campana del tubo anterior al codo con el extremo liso del mismo. Pero en aquellas ocasiones en las que esta posición no sea posible se recurre a la colocación de una virola ajustable con bridas, que requiere 2 cordones de soldadura (soldadura codo-virola y soldadura virola-tubo).
Detalle de extremo campana-codo-virola Detalle de doble cordón de soldadura en codos con
virola ajustable
Colocación y montaje de codos:
Una vez ensamblado el codo con el tubo a colocar se comprueba el ajuste y se suelda parcialmente. Se introduce en la zanja el conjunto de tubo y codo. Una vez se tiene colocado el codo y el tubo en la zanja y se ha garantizado la correcta alineación del tubo con la serie se comprueba la alineación del codo con la zanja y en caso de ser necesario se eliminan las soldaduras parciales con el fin de reorientar el codo.
• Carretes
Colocación de codo de 90º Detalle de extremo campana-codo-virola
El montaje de las tuberías se realiza simultáneamente en varios tajos a la vez para aumentar rendimientos, de manera que llegan puntos en los que las tuberías que parten de distintos tramos confluyen en un mismo punto siendo imposible que la conducción cierre con tubos completos de 14 m de longitud. Por tanto, en los casos en los que es necesaria la colocación de algún carrete se parte de un tubo acopiado para la fabricación del mismo, cuya longitud se determina a partir de las características de la unión. El carrete se coloca igual que los demás tubos, ajustando en la parte machihembrada correspondiente de igual forma. Pero diferenciándose de un tubo cualquiera que la parte opuesta se coloca empleando una virola que se suelda al carrete y al tubo que cierra el tramo que ha obligado a la colocación del carrete.
Detalle de espacio para colocación de carrete Colocación de carrete
• Pasamuros
En la conexión con pasamuros se colocan tantos tubos como sean necesarios para acercarnos lo máximo posible a la obra de entrega.
Debido a la imposibilidad de conseguir una distancia adecuada con la colocación de los tubos según el proyecto se debe cortar un carrete que nos garantice una distancia adecuada a lo que nos falta para llegar al pasamuros.
El esquema de aproximación queda de la siguiente forma:
Esquema de aproximación de la conducción al pasamuros
Se coloca una virola del doble de la distancia existente entre el pasamuros y el final del carrete (siendo esta distancia de 10 cm.) soldándola interiormente.
Detalle de virola para soldadura en ángulo Detalle de entrega al depósito de la estación de bombeo 2
• Ventosas
Las ventosas se colocan para cumplir las funciones de admisión de aire durante el vaciado, la expulsión de aire durante el llenado y la purga de aire durante el funcionamiento habitual. Se colocan en todos los puntos altos de la conducción y sin dejar nunca tramos sin ventosas de más de 500 m en impulsiones y más de 1500 m en gravedad.
Picaje en conducción para ventosa Colocación de boca de hombre para ventosa
En la imagen 126 podemos ver una pieza especial colocada con el fin de que la ventosa no quede alojada en un futuro vial, complicándose la admisión y purga de aire.
Repaso del corte efectuado en la tubería con radial
Pieza especial para alojar la ventosa fuera del vial
futuro
• Sujeción y apoyo en codos y otras piezas especiales (Anclajes):
Una vez montados los tubos y las piezas especiales, se procede a la sujeción de los codos y demás elementos que estén sometidos a acciones que puedan originar desviaciones perjudiciales en la conducción.
θ
Detalle de macizo de anclaje en codo.
Teniendo en cuenta los cálculos de dimensionamiento de anclajes se procede al encofrado de los codos (ver anejo 5.Cálculo de anclajes. Codos).
Encofrado del codo nº 5.
TR-2 PK-0+280 Encofrado del codo nº 8
Tras el encofrado de los codos se procede al hormigonado de los mismos, generalmente mediante canaletas desde el camión hormigonera. Es importante vibrar bien los riñones del tubo.
Anclaje conjunto de 2 codos en trasdós del depósito de la Mancomunidad de canales del Taibilla
Detalle de anclaje del codo nº 5 TR-2 PK-0+280
En aquellos puntos en los que el tubo tiene un recubrimiento de tierras superior al que soporta es necesario que se refuerce con hormigón.
También en pendientes pronunciadas donde puedan producirse movimientos en la tubería se ejecutan los macizos de anclaje para inmovilizar la misma
Detalle de tubos y codos colocados en la Rambla del Gallut
Anclaje de tubos y codos colocados en Rambla del Gallut
Servicios afectados:
Apeo de servicios afectados en zona de cruce con calle asfaltada
Apeo de servicios afectados en zona de campo de limoneros
Foto 144: Localización de rotura de tubería Excavación con giratoria alrededor
Sanear la conducción cortando la zona de la tubería dañada
Unión con bridas del tramo antiguo de la tubería con el tramo de reposición
Relleno de zanja
Una vez colocado el tubo en su sitio y tratadas las juntas, se procederá a una revisión visual detenida para observar cualquier defecto de colocación, juntas o pendiente. Se observará que el tubo descanse en toda su longitud sin dejar espacios faltos de apoyo que pudieran provocar su flexión.
Seguidamente se procede al relleno alternativo de los laterales del tubo en capas de espesor e ≤ 30cm. En la siguiente fase y una vez cubierta la tubería se procederá a completar el relleno de la zanja con capas de espesor e ≤ 60 cm.
Sección tipo de relleno en zanja
1. Relleno primario de la zanja:
La colocación del relleno a los costados de la tubería se realiza de forma simétrica conservando siempre la misma altura en ambos lados de la tubería y en capas alternadas de unos 15cm. Se rellena hasta una altura de 30cm por encima de la generatriz superior de las tuberías con material granular (gravin) procedente de cantera. Este material se sustituye por el del proyecto debido la reducción de espesores en las tuberías, ofreciendo un mejor reparto de las cargas y no requiriendo compactación alguna.
Relleno con material granular - GRAVIN Relleno de zanja con gravin
1. Colocación de cinta de señalización de ACUAMED
Por encima del gravin y anteriormente al relleno con material procedente de excavación se coloca la cinta de señalización de ACUAMED.
Detalle de cinta de señalización Colocación de cinta de señalización
De esta manera, la cinta de señalización, queda a 30cm de la clave del tubo ofreciendo una distancia de seguridad suficiente para posibles afecciones futuras.
2. Relleno secundario de la zanja:
El resto de la zona alta de la zanja se rellena por tongadas de 30 a 40 cm con material procedente de la excavación, cumpliendo que las primeras capas estén compactadas al 95 % del próctor modificado y la capa de coronación al 98 %.
Relleno de zona alta de la zanja con material procedente de la excavación
Relleno de última capa (capa de coronación)
El relleno de zanja se realiza mediante retro cargadora o pala giratoria. No se debe exceder la tongada de 40 cm debido al alcance limitado de los compactadores que se utilizan. Compactan hasta una profundidad de medio metro aproximadamente ya que el uso de compactadores de mayor peso podría dañar la tubería enterrada.
3. Humectación y compactación del relleno en zanja:
El proceso de compactación consiste en someter al terreno a esfuerzos de compresión que produzcan un movimiento de las partículas en el suelo, reduciendo el índice de huecos del material compactado y aumentando la densidad del mismo.
El extendido del material a compactar se realiza en capas uniformes mediante una traílla, siendo conveniente que las superficies sean planas y con pocas irregularidades para evitar la formación de hoyos que puedan anegarse.
La adición de agua se realiza una vez extendida la capa a compactar, por medio de un tanque montado sobre camión que realiza una o varias pasadas para agregar el agua necesaria de manera uniforme. Para conseguir un grado óptimo de compactación, el material tiene que tener el grado de humedad adecuado, siendo necesario añadir o eliminar la cantidad de agua empleada. Cuando hay que eliminar el exceso de agua se recurre a remover el material para que el aire y el sol realicen la operación de secado.
Una vez extendido el material y con la humedad correcta, se procede a su compactación de forma ordenada, controlando el número de pasadas y con una distribución homogénea en toda la superficie. Para evitar pérdidas de tiempo en las maniobras de compactación se realiza marcha adelante y atrás, con lo que también se evita arrollar el material. La zona alta de la zanja requiere un grado de compactación del 95% respecto al próctor modificado de la muestra ensayada en laboratorio
Extendido del material a compactar Humectación del material a compactar
Compactación del relleno zona alta de zanja
Mediante rodillo tándem se compacta el relleno procedente de la excavación hasta alcanzar una densidad mayor al 95% del próctor modificado en las primeras capas y el 98% en la capa de coronación. Los ensayos de densidad in situ se realizan para indicarnos el grado de compactación y la humedad relativa del suelo. Previamente al relleno de la zona alta de la zanja se toma una muestra del terreno en cuestión para ensayarla en laboratorio y averiguar la humedad óptima del suelo así como la densidad máxima de referencia. Conociendo la densidad máxima de referencia (dato a introducir en el medidor de densidades) se puede hallar el grado de compactación del suelo.
5. Ensayo nuclear:
Consiste en una fuente de energía radioactiva que actuando a modo de sonda nos define cada uno de los parámetros que definen el grado de compactación. Este procedimiento está basado en la interacción de los rayos gamma provenientes de una fuente radiactiva y los electrones de las órbitas exteriores de los átomos del suelo, la cual es captada por un detector gamma situado a corta distancia de la fuente emisora. Como el número de los electrones presentes por unidad de volumen del suelo es proporcional a la densidad de éste, es posible correlacionar el número relativo de rayos gamma dispersos con el número de rayos
detectados por unidad de tiempo, el cual es inversamente proporcional a la densidad húmeda del material. La lectura de la intensidad de la radiación es convertida a medida de densidad húmeda por medio de una curva de calibración apropiada del equipo.
Para comenzar con el ensayo se selecciona un lugar de ensayo donde el medidor quede ubicado a más de 150mm de distancia de cualquier proyección vertical. El lugar a ensayar deberá estar exento de todo material suelto y disgregado, para poder acomodar el área horizontal del medidor y obtener el máximo contacto entre ambos.
De manera que, el máximo hueco teórico por debajo del medidor no podrá exceder los 3mm. Finalmente se asienta y estabiliza el medidor para tomar una o más lecturas de 1min cada una.
5. Cableado para telemando y fuerza:
Proceso constructivo para la colocación de telemando y tuberías de energía eléctrica:
Una vez finalizadas las operaciones de relleno y compactación la zanja se procede a la colocación del telemando (tritubo) y tuberías de material corrugado rojo por el cual se pasa posteriormente el cableado para energía eléctrica de la estación de bombeo 2.
El tritubo para telemando y control se requiere a lo largo de toda la traza (21,6 km de conducción). Sin embargo la energía eléctrica necesaria para el funcionamiento de las bombas de la estación de bombeo 2 únicamente se transporta a lo largo del tramo I, desde la planta desalinizadora hasta la estación de bombeo 2. De manera que, durante el tramo I se ubica en una misma zanja tanto el tritubo como el cableado para suministro de energía eléctrica. Para empezar, se replantea topográficamente la ubicación del tritubo y energía eléctrica y se clavan estacas cada 20 m para la excavación de zanja. Las dimensiones de la zanja son 60 cm de ancho y 1,20 m de alto de manera que se realiza mediante retro-cargadora.
Ensayo nuclear de densidad in situ
Detalle de zanja para tritubo y energía eléctrica Colocación de tubería para energía eléctrica
Colocado y hormigonado el corrugado rojo se procede a colocar el tritubo para telemando y control. Primero se coloca la cama de arena sobre el hormigón ya endurecido para que el tritubo tenga un apoyo flexible. Posteriormente se coloca sobre la cama y se rellena con arena mediante retro-cargadora. Previo al relleno con arena de la zanja se debe de colocar la cinta de señalización sobre el tritubo.
Colocación de tritubo y relleno con arena Colocación de cinta de señalización
Protección catódica
Para proteger a la conducción metálica enterrada se hace necesario además de la protección pasiva con el revestimiento exterior, el diseño de una protección catódica que evite la corrosión previsible de dichas tuberías por fallo de dicho revestimiento.
Dadas las longitudes de las tuberías a instalar, y las disponibilidades de acceso a tensión alterna de red, se contempla la instalación de dos sistemas de protección catódica por corriente impuesta, mediante dos Estaciones de Protección Catódica (EPC) instaladas una en el Pk 0+000 del Tramo I (EB-1), de salida de 15 Amperios, para la protección de la totalidad de este Tramo, y otra en el Pk 0+000 del Tramo II (EB-2), de salida de 30 Amperios, para la protección del resto de tuberías consideradas, es decir Tramos II, III, IVi, y IVg.
Los lechos anódicos se configurarán en pozos profundo. Se utilizarán ánodos de Ti activados con óxidos metálicos de metales nobles, del tipo pletina. Estos ánodos serán de dimensiones 1.500x20x3 mm, capaces de suministrar hasta 6 A cada uno a una densidad de 100 A/m² en lecho de backfill de grafito. El número de ánodos será de 4 unidades para el tramo I (entre EB-1 y EB-2) y 7 unidades para los restantes tramos.
Los ánodos se instalarán en una perforación vertical, de longitud mínima 40 m para el tramo I (entre EB-1 y EB-2) y 50 m para los restantes tramos. La perforación será de diámetro mínimo 200 mm, entubada con camisa de chapa de acero de 4 mm de espesor, diámetro interior 180 mm.
Ejecutada la zanja se procede a la colocación del tubo corrugado rojo para energía eléctrica en el fondo de la misma. Posteriormente se vierte hormigón HM-20 por medio de canaleta desde el camión hormigonera o en aquellas ocasiones en las que la canaleta no alcance la zanja se vierte sobre el cazo de la pala giratoria y ésta lo vierte a la zanja.
Hormigonado de tubería para energía eléctrica