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Alta
tecnología para estructuras
de concreto bajo el agua
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Ante
la eventualidad de que en Puerto Vallarta, Jalisco, fallara el
abastecimiento de agua potable, debido a que la infraestructura de pozos
profundos con que cuenta se ve afectada por la edad de los mismos, la
Comisión Nacional del Agua estudió la posibilidad de construir un pozo
radial en la confluencia de los ríos Ameca y Mascota.
En la república mexicana solamente se han construido dos pozos de
este tipo, los cuales se localizan sobre el río Papagayo y se utilizan
para abastecer de agua potable a la ciudad de Acapulco, en Guerrero.
Un pozo radial es una perforación de 5 a 6 metros de diámetro
interior que cuenta con un ademe de concreto reforzado. A la profundidad
adecuada que marca el estudio, se construyen perforaciones horizontales de
8 a 10 pulgadas de diámetro y hasta 60 metros de longitud, perforaciones
que se protegen con un ademe ranurado que funciona como cedazo.
La producción de agua que se obtiene con los pozos radiales es
superior a 400 litros por segundo, la cual suple la producción de varios
pozos del tipo convencional y vuelve más económica la operación.
Tanto la ciudad de Puerto Vallarta como la zona hotelera tienen la
necesidad de asegurar el abastecimiento de agua potable para los próximos
20 años, con un gasto aproximado de un metro cúbico por segundo. El abastecimiento con varios pozos convencionales ha comenzado a presentar problemas, tanto de salinización por la intrusión de agua de mar, como de altos contenidos de hierro, lo cual ha obligado al organismo operador a cancelar algunos, con la consiguiente reducción del caudal de abastecimiento.
Sobre el río Ameca se presentan condiciones hidrológicas y geológicas
muy favorables para la construcción de un pozo radial. La Comisión
Nacional del Agua, después de un estudio exhaustivo, llegó a la conclusión
de que era posible hacerlo.
El sitio se localiza unos metros abajo de la confluencia de los ríos
Ameca y Mascota.
La ventaja de los pozos radiales se origina en que, al construir
los drenes, la extracción de la arena alrededor de los tubos colectores
los convierte en verdaderas galerías filtrantes con un filtro granular de
tamaño muy bien graduado y eficaz. Ello explica la larga vida de este
tipo de captaciones sin problemas de colmatación, además de que la
velocidad de entrada del agua al dren es muy baja y, en consecuencia, su
capacidad de arrastre es prácticamente nula.
El situar los drenes horizontales en la parte más baja del acuífero
permite aprovechar el máximo del potencial de la capa productora. La
fluctuación de los niveles freáticos prácticamente no afecta el
rendimiento.
Se puede calcular el caudal en cada colector y
se pueden aislar uno o varios, sin que sea necesario detener la
operación del resto de la instalación.
Si cerramos todas las válvulas, es posible vaciar totalmente el
cilindro para hacer trabajos de conservación de colectores y de válvulas.
Como se concentra la explotación en un solo punto, es muy fácil
automatizar todo el sistema.
La operación del sistema se hace con un equipo electromecánico
con pocas bombas de alta capacidad localizadas en el mismo sitio, en lugar
de muchas bombas de baja capacidad y dispersas, con lo que se logra una
mayor
eficiencia electromecánica y menor costo de energía y
mantenimiento.
Los drenes permanecen sumergidos totalmente, y los fenómenos de
corrosión e incrustación se reducen casi a cero, en comparación con lo
que representan estos problemas en los pozos convencionales.
El inconveniente más importante es que la construcción de este
tipo de pozos requiere empresas con un alto grado de especialización y
calidad, así como la realización previa de un estudio confiable.
El cilindro con el sistema tipo «Rivera», usado por primera vez
en el mundo, se construyó con la perforación y construcción de 24 pilas
secantes de concreto reforzado que conforman el cilindro, el cual cumplirá
la función de cárcamo colector y de caseta de maniobras en la que se
instalan los equipos electromecánicos y las bombas.
El sistema tipo «Rivera»
tiene las siguientes ventajas: l
Rapidez: sólo 20 por ciento del tiempo normal que se utilizaría
usando el sistema tradicional de tipo «indio». l
Seguridad de penetrar hasta la profundidad de proyecto, porque con
el sistema tradicional, al encontrar algún material duro el cilindro se
inclina e incluso llega a romperse. l
Estabilidad estructural a toda prueba, ya que nunca tiene expuesto
al mismo tiempo toda el área del cilindro sino hasta la terminación
total. l
Se garantiza la casi total verticalidad de la estructura.
Con el sistema tipo «Rivera», las 24 pilas secantes de concreto
reforzado se terminaron en tiempo récord, aproximadamente cuatro semanas
contra casi 12 meses de trabajo continuo que se utilizan con el sistema
tradicional, sin contar los periodos de suspensión de los trabajos por
crecida del río.
Una vez terminadas de colar las 24 pilas secantes de concreto
reforzado, se extrajo el material del centro del cilindro con un cucharón
de almeja (todo bajo agua), hasta que se llegó a la profundidad de
proyecto, en este caso 18 metros bajo el nivel del río.
Con un sistema manual ejecutado por buzos profesionales, se
limpiaron una por una cada unión de las pilas secantes de concreto
reforzado, con el objeto de que la adherencia del concreto a las paredes
garantice un tapón estanco. En este caso, la limpieza se efectuó a 18
metros bajo el nivel del agua, todo dentro del cilindro con un diámetro
interior de 5 metros, previamente excavado con el cucharón de almeja.
Después se procedió a colar el tapón de fondo mediante tubo tremie
(todo bajo el agua). Este tapón es de concreto de alta calidad, con un
aditivo que aumenta la plasticidad, y tiene un espesor mínimo de 4
metros.
Se bombea el agua y queda el cilindro seco para posteriormente
bajar el equipo de hincado, que consiste básicamente en un sistema de
gatos hidráulicos de alto poder (dos unidades de 200 toneladas cada una).
En los sitios previamente seleccionados y en los que se colocó una
estructura metálica especial denominada «puerto», se comienza a hincar
una tubería muy rígida que funciona como ademe. Esta tubería lleva en
la punta una cabeza de acero fundido denominada «escudo», que tiene una
figura especial y unas barrenaciones que van a permitir el paso de la
arena.
Cuando se introducen los 60 metros de ademe, o los metros que
marque el proyecto, se procede a colocar dentro del ademe el tubo ranurado,
que en este caso fue de una fabricación especial en acero inoxidable. Una
vez terminado de colocar el tubo ranurado, se procede a retirar la tubería
del ademe para que quede solamente el «cedazo», con su filtro de grava
graduada y perfectamente lavada durante el proceso.
Finalmente se coloca, en la parte interior del cilindro y final del
tubo ranurado y sostenido por la estructura metálica especial denominada
«puerto», la válvula de control, que en este caso fue una válvula tipo
compuerta de 8 pulgadas de diámetro. Con esta válvula se puede controlar
cada uno de los drenes. A cada válvula se le pone un operador para que
sea posible su manejo desde el piso de operación, que se localiza en Ia
parte superior del cilindro, a un nivel que queda totalmente a salvo de
las máximas crecientes del río.
El estudio original de la CNA preveía un gasto máximo de 400
litros por segundo para los ocho
drenes. En vista de la buena calidad del tubo ranurado y de la
longitud lograda en los drenes
–porque no hubo desviaciones ni problemas de consideración que
impidieran la longitud proyectada–, se tuvo la extraordinaria producción
de 750 litros por segundo, lo cual fue altamente satisfactorio para el
organismo operador.
Es importarte mencionar que este tipo de trabajos de alto riesgo, y
requieren ser realizados por empresas altamente especializadas que tengan
sistemas innovadores con tecnología de punta, porque el riesgo es muy
grande y en caso de ocurrir un desperfecto en el equipo o maquinaria, o
algún error de proyecto, se puede llegar incluso a la pérdida total de
los trabajos ejecutados.
Tanto el personal como el equipo de nuestra empresa es único en el
país, y en este caso se contó con el respaldo altamente profesional de
la empresa Cemex Concretos, S.A. de C.V., la que suministró el concreto,
exactamente en el momento y con la calidad que se requería. Esto fue muy
importante, porque no podíamos dejar pendiente ninguna acción
debido al alto riesgo que implicaba una crecida intempestiva de los ríos;
de lo contrario, no hubiéramos podido cumplir con el programa de trabajo
tan ajustado que teníamos. El ingeniero Sergio Hernández Rivera es director general de la empresa Rivera Construcciones, S.A. de C.V.
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Con el objeto de asegurar el abastecimiento de agua potable a la ciudad de Puerto Vallarta, la Comisión Nacional del Agua decidió la construcción de un pozo radial sobre el río Ameca. La empresa encargada de la obra utilizó entonces, por primera vez en el mundo, el sistema llamado «tipo Rivera» para construir el cilindro de concreto, en lugar del sistema tradicional que se conoce como «pozo indio». Aquí se presentan sus ventajas, junto con una descripción general de los trabajos
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Instituto Mexicano
del Cemento y del Concreto, A.C. |
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