reparacion de balsas impermeabilizadas con

REPARACION DE BALSAS IMPERMEABILIZADAS CON
GEOMEMBRANAS
Carlos M. Ferrer Gisbert1, Miguel Redón Santafé1, Francisco Sanchez Romero1 ,
Juan B. Torregrosa Soler1p, Francisco A. Zapata Raboso1
1
Profesores del Dpto. de Ingeniería Rural de la Universidad Politécnica de Valencia.
RESUMEN
En la presente comunicación se describen las operaciones a considerar en el
proyecto de reparación de una balsa de riego de 200.000,0 m3 de capacidad en la
provincia de Alicante (España) de las denominadas de tierra, impermeabilizada con
geomembranas, tras un periodo de funcionamiento superior a 15 años.
Se describen además las modificaciones realizadas en la misma con la
finalidad de adaptar la balsa a criterios modernos de seguridad, en cuanto a
elementos de detección de fugas y desagües de vaciado rápido. También el cambio
en las conducciones de servicio para adaptarlas a la mayor demanda de caudales
punta en riego localizado con respecto al riego tradicional por inundación.
ABSTRACT
The present paper describes the repairing project of an irrigation reservoir,
located in the province of Alicante (Spain), which has a volume of 200.000,0 m 3. The
building typology of the reservoir, known as earth small dam, is waterproofed with
geomembrane. The reservoir has been working for a period greater than 15 years.
Modifications carried out in the reservoir, with the aim to adapt it to modern
criteria of dam safety conditions, are described. These criteria concern to water
leakage detection elements and timeless water evacuation. Also, there have been
changes in the irrigation pipes to adapt them to higher peak discharge demands in
drip irrigation, compared with old waterspreading demands.
1. ANTECEDENTES
La balsa en cuestión se construyó en 1987, correspondiendo su tipología a las
denominadas de “tierra”, que consiste en la excavación de un vaso, cuyos diques de
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cerramiento se construyen con el material procedente de la excavación, de tal
manera que los volúmenes de desmonte se compensan con los de terraplén. Para
impermeabilizar completamente el vaso, se coloca interiormente una lámina
impermeabilizante (geomembrana) de P.V.C. (Policloruro de Vinilo) (figura 1).
Los
taludes
interiores
son
1/2,5
(Vertical/Horizontal)
y
1/1,5
(Vertical/Horizontal) los exteriores, siendo la profundidad de la balsa de 10,0 metros.
La capacidad de almacenamiento de la balsa es de 200.000 m 3.
En los últimos años, se han detectado, frecuentes desgarros en la lámina,
yendo estos en aumento, motivo por el cual, en el año 2000, de acuerdo con la
propiedad se decide el cambio de la lámina impermeabilizante.
2. DISCUSIÓN DEL ESTADO DE LA OBRA Y DE LA SOLUCION A ADOPTAR
La solución evidentemente consiste en la colocación de una lámina nueva.
En la fase de proyecto se han considerado los siguientes aspectos y alternativas:
a) Material y características de la lámina a utilizar
b) Forma de colocación de la lámina:
b1) directamente sobre la lámina existente
b2) directamente sobre la lámina existente con la ayuda de un geotextil
intermedio
b3) retirada completa de la lámina existente y colocación de la nueva
c) Inspección y análisis de los conductos de entrada y desagüe de la
balsa, drenaje, etc.
En cuanto al apartado a) se plantean pocas dudas, optándose por el
(P.E.A.D.) (polietileno de alta densidad).
La decisión se toma en base a los siguientes puntos:
1) Comportamiento medio deficiente de la lámina de PVC en la zona a
medio largo plazo
2) Buen comportamiento del PEAD en las obras de la zona a corto medio
plazo
3) Existencia en la zona de empresas instaladoras de PEAD, con
experiencia en su colocación y manejo
2008
4) Posibilidad de control de estanqueidad en las uniones en obra
5) Coste razonable
Por último, en cuanto al espesor de la lámina se refiere, se opta por el de
1,5 mm, que para la profundidad de nuestro caso (10 metros) y la pendiente del
talud interior 1/2,5 presenta un buen comportamiento.
En cuanto al apartado b) se procedió de la siguiente forma:
1) Una primera inspección del talud interior, observando el estado del
paramento en cuanto a existencia de elementos gruesos que hubiesen provocado el
punzonamiento de la lámina existente, o el de la futura nueva lámina, detectándose
zonas con elementos gruesos que habían provocado la rotura de la lámina existente,
y
zonas
localizadas,
con
elementos
gruesos,
que
podrían
provocar
el
punzonamiento de la nueva lámina.
2) Se procedio al vaciado e inspección del fondo de la balsa
encontrándonos con una capa de unos 30,0 centímetros de espesor medio de fango
que era necesario eliminar. La maquinaria en la operación de limpieza rompería la
lámina con toda certeza.
3) Inspección del estado del paramento de apoyo de tierra en los
taludes, con corte de la lámina en determinadas zonas, observándose unas con
elementos gruesos, y otras en la cuales la capa superficial de refino para apoyo de
la lámina había desaparecido en su totalidad con abundantes elemento gruesos, y
formación de pequeñas cárcavas (figura 2).
Tras el análisis y discusión de los puntos arriba tratados, se decide la
retirada completa de toda la lámina vieja, y colocación de la nueva.
En cuanto al apartado c):
Conductos de entrada:
La entrada del agua es por coronación mediante una tubería de acero, y
vertido directo sobre la lámina.
Tras la inspección de la conducción de entrada de 400 mm. de acero de 6
mm. de espesor, y observar pequeñas zonas oxidadas, y teniendo en cuenta que
2009
solo es de acero el ultimo tramo en una longitud de unos 5 metros, se opta por la
sustitución de la conducción.
Conductos de salida:
1) Se inspecciona la conducción de salida de acero de 300 mm de
diámetro y 6 mm de espesor en la caseta de control de válvulas, en
la cual se observa un estado correcto de la conducción.
2) Una vez vaciada la balsa se excavó la zona colindante al desagüe
de fondo para su inspección, observándose, una zona de unos dos
metros, sin protección de hormigón presentando un avanzado
estado de oxidación. A continuación se eliminó la protección de
hormigón en unos tres metros para observar el estado de la
conducción (figura 3) , apreciándose lo siguiente:
- La parte inferior de la tubería no estaba recubierta por
hormigón, apreciándose un avanzado estado de oxidación (figura 4).
La parte superior de la tubería con un recubrimiento de unos 15
cm, presentaba un estado perfecto.
A la vista de que la conducción de salida en su parte inferior, presenta un
estado avanzado de oxidación, posiblemente en toda su longitud a lo largo de todo
el dique, y teniendo en cuenta que es un punto crítico para la seguridad de la balsa,
se opta por la ejecución de una nueva conducción de salida.
Por otra parte se constata la no existencia de ningún tipo de red de
drenaje.
3. PROYECTO Y EJECUCION DE LA REPARACION
a) Retirada de la lámina:
1) Retirada de todo el fango del fondo y transporte a vertedero
2) Retirada de la lámina de fondo y transporte a vertedero
2010
3) Demolición de los anclajes de succión eólica de la lámina y
transporte a vertedero
4) Retirada de la lámina en los taludes y transporte a vertedero
b) Refino del talud interior y fondo
1) Rasanteo del talud interior y fondo
2) Aporte de material fino cohesivo en un espesor de 10 cm para
soporte de los geosintéticos
c) Ejecución de la conducción de desagüe.
La antigua conducción de servicio al riego debe abandonarse
debido al fuerte estado de corrosión que presenta. Por otra parte, las
condiciones de servicio al riego habida cuenta del cambio en la zona, de
riego por inundación a riego localizado por goteo, que incrementa el
caudal instantáneo en 4 o 5 veces el caudal en riego por inundación,
obliga doblemente a la ejecución de una nueva conducción de servicio.
Para la ejecución de esta nueva conducción se opta por una
perforación horizontal lógicamente en la zona del dique de menor longitud,
siendo esta zona la situada en el talud sur. La perforación horizontal se
realiza en diámetro 600 mm., en una longitud de 78 metros, siendo la
conducción de servicio de acero de 500 mm. de diámetro y 10 mm de
espesor, colocada en su interior. Por otra parte se utiliza también la misma
conducción como desagüe de limpieza y como conducción de vaciado
rápido en caso de detectarse cualquier anomalía que aconsejase un
vaciado rápido de la misma, canalizando las aguas mediante una
derivación de la conducción de la balsa a la salida del talud exterior hasta
un barranco cercano al pie del talud, que permite el vaciado total de la
balsa en un tiempo de tres días.
d)Red de drenaje
Ejecución de una red de drenaje perimetral de fondo utilizando la
antigua conducción de riego a modo de pequeña galería.
2011
e) Colocación de los geosintéticos
1) Colocación del geotextil de polipropileno no tejido de 300 gr/m 2
2) Colocación de la geomembrana de polietileno de alta densidad
de 1,5 mm.
3) Ejecución de los anclajes antisucción eólica de la lámina
mediante fundas de polietileno rellenas de gravilla (figura 5), que
presenta las siguiente ventajas frente al hormigón:
-
menor coste de ejecución
-
se evita el deterioro de la lámina y posibles roturas
durante la ejecución de los anclajes de hormigón
-
ausencia de bordes y aristas cortantes, que pueden
dañar la lámina.
4. COSTES
Los costes de reparación de la balsa han sido los siguientes:
a) Retirada de la lámina, lodos, y transporte a vertedero:
6.363,66 €
b) Refino del talud interior y fondo
9.545,48 €
c) ejecución de la conducción de desagüe
d)Red de drenaje
56.745,16 €
4.404,62 €
e) Geotextil polipropileno 300 gr/m
2
48.528,87 €
f) Geomembrana PEAD 1,5 mm
132.514,07 €
g) Lastrado con fundas de polietileno/grava
1.893,19 €
h) arquetas en entrada y caseta salida
9.186,95 €
TOTAL:
269.182,00 €
5. CONCLUSIONES
La media de duración de la lámina de PVC en la zona Sureste de la
Península Ibérica es del orden de 12 años, difícilmente superando en buenas
condiciones los 15.
Por lo tanto habida cuenta de la gran cantidad de balsas con estas
edades, es frecuente acometer este tipo de proyectos, de los cuales se ha
presentado un caso concreto del que se extraen las siguiente conclusiones.
2012
1) Si se pretende agotar al límite la vida de la lámina, los costes de
reposición son mucho mayores debido a la pérdida de la capa de
asiento de la lámina, formación de pequeñas cárcavas, etc., que si se
realiza la operación a tiempo, y solo es necesario la superposición de
una nueva lámina sobre la vieja. En nuestro caso el coste de la lámina
representa el 49,23 % del coste total de la reparación efectuada.
2) La reparación debe comprender la inspección, y comprobación de
todos los elementos de la balsa, fundamentalmente el desagüe de
fondo, punto crítico en este tipo de obras, siendo en algunos casos
necesario su completa reposición.
3) Aprovechar estas reparaciones para dotar a la balsa de nuevas
medidas de seguridad si carecían de ellas, como son:
-colocación de red de drenaje
-conducciones de vaciado rápido de la balsa, etc.
6 CORRESPONDENCIA
Nombre: Francisco J. Sánchez Romero
Dirección Postal: Universidad Politécnica de Valencia, Departamento de Ingeniería
Rural, Camino de Vera s/n 46022 Valencia (España)
Correo electrónico: fcosanro@agf.upv.es
Telefono: 96.387.75.43
2013
SITUACION INICIAL
SITUACION ACTUAL
Figura 1 (Croquis balsa)
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Figura 2 (estado del paramento)
Figura 3 (conducción de desagüe)
Figura 4 (detalle de trozos de la parte inferior de la conducción)
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Figura 5 (detalle del lastre antisucción eólica)
Figura 6 (vista general de la balsa terminada)
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