Patología y Rehabilitación, de conducciones, de Saneamiento
De Construmatica
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Nota: Este artículo ha sido creado gracias a ATHA en el marco del Programa de Afiliados de la Construpedia. El contenido pertenece a la publicación Manual de Diseño y Cálculo para la Fabricación de Tuberías de Hormigón Armado, disponible en el sitio web .
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Patología de las Conducciones de Saneamiento. Acciones preventivas
Los problemas más importantes que se detectan en las conducciones de saneamiento pueden deberse a:
*1. Causas externas
*2. Errores de Diseño, de construcción de las conducciones y baja calidad de los elementos de la red.
Las causas externas más habituales son:
- Rotura de las conducciones y elementos accesorios por sobrecargas excesivas, tanto estáticas como dinámicas ( tráfico pesado, excesos en la compactación, etc...)
- Rotura de las tuberías por asentamientos propios o inducidos por otras construcciones próximas.
- Acción sobre los conductos de otros servicios realizados en el subsuelo, como tuberías de abastecimiento, gas, electricidad, etc..., y perforaciones o roturas por excavación debidas a una obra ( sondeos, obras de edificación).
- Ataques externos a las tuberías por agresividad del terreno, corrientes vagabundas, penetración de raíces, etc...
- Ataque por el interior de los conductos debidos a vertidos ácidos, productos corrosivos o agresividad bacteriana sobre el hormigón de la conducción ( formación del sulfuro de hidrógeno en zonas no ventiladas o zonas de decantación de materia orgánica).
D*años por acometidas defectuosas.
- Vertidos de residuos sólidos que obturan la conducción.
Las causas intrínsecas son principalmente:
- Errores de diseño y cálculo.
- Defectos de ejecución.
- Deficiencias de calidad de los elementos de la red.
Entre los errores de cálculo y diseño los más habituales son:
- Erróneo dimensionamiento mecánico con infravaloración de las cargas y sobrecargas que actúan sobre las conducciones.
- Insuficiencia de la capacidad portante de las alcantarillas que implican la entrada en carga de la red y que pueden provocar fallos en las juntas o incluso rotura de los conductos por presión interior.
- Cizallamiento de las uniones tubo-pozo por asentamientos diferenciales al no haberse previsto en el proyecto uniones elásticas entre estos elementos.
- Erosiones de los elementos de la red por tramos con excesiva velocidad debido a pendientes elevadas o ,por el contrario, debido a un proyecto de pendientes muy bajas que pueden ocasionar obturaciones y fermentación de los detritus orgánicos.
- Perturbaciones hidráulicas e hidrodinámicas originadas por: cambios de sección con disposición errónea, encuentros de alcantarillas con ángulos próximos a los 90º o cambios de dirección bruscos.
Los defectos de ejecución más habituales son:
- Instalación de tubos de diferente capacidad mecánica a la prevista o de tubos insuficientemente curados.
- Apoyo contraindicado o mal ejecutado.
- Sobrecarga de los conductos por exceso de anchura de zanja, altura del relleno y daños ocasionados por la maquinaria de compactación o de tráfico de maquinaria pesada durante la ejecución de la obra.
- Punzonamiento o entrada en flexión de los conductos por la colocación directa sobre roca, o por ausencia de nichos, o por el material de relleno vertido directa y bruscamente sobre la conducción.
- Pérdida de la pendiente por defectos de alineación o de asiento.
- Empleo de juntas de baja calidad o ejecución defectuosa de las uniones que pueden provocar pérdidas de la conducción o introducción de aguas provenientes del exterior.
Entre las deficiencias de calidad de los elementos de la red, suelen ser las más habituales:
- Baja calidad de los tubos, pozos y otros elementos, principalmente las juntas de unión.
- Corrosión de los elementos metálicos de la red ( equipos de bombeo, válvulas de compuerta, pates) por falta de protección antioxidante, que pueden ocasionar graves accidentes a los operarios de conservación y mantenimiento.
Como consecuencia de estos defectos se pueden apreciar los siguientes síntomas de un mal funcionamiento del sistema de evacuación:
- Roturas de tuberías
- Problemas de capacidad hidráulica
- Pérdidas de agua
- Hundimientos
- Contaminación del terreno o capa freática con vertidos industriales
- Infiltraciones a la tubería desde el terreno
Las acciones preventivas para evitar estos problemas y sus consecuencias pasan lógicamente por:
- Control de Proyecto, Control de la Construcción y de la Calidad de los elementos a utilizar en la red de saneamiento.
- Señalización de la red de conductos en el exterior por medio de placas de plástico sobre las paredes de edificios o mediante postes indicadores situados a la altura de los ojos. Cada tipo de conducción (abastecimiento, saneamiento, gas, etc.) se identificará mediante una placa de diferente color.
- Control de los vertidos.
- Conservación y Mantenimiento de la Red.
- Normas y Reglamentos para la Seguridad del personal.
El control de los vertidos debe quedar garantizado por la existencia y cumplimiento de una ordenanza o reglamento de vertidos que permitan una explotación económica de la red y garantice un correcto funcionamiento de las depuradoras.
La conservación y mantenimiento de la red comprende tres funciones:
- La primera consistirá en realizar el inventario de las redes con la revisión en campo y recogida de datos
- La realización de los planos adecuados e incluso la preparación de programas informáticos.
- Una vez realizado el inventario de las existencias, la función de la inspección visual en campo, con cámaras de TV, es básica para poder desarrollar la investigación del estado de las tuberías.
En cuanto a la seguridad del personal y la ergonomía de su trabajo deben adoptarse medidas especiales, tanto en el proyecto como en la ejecución, y para las tareas de mantenimiento y limpieza de la red.
Entre las más importantes medidas se adoptarán:
- Tapa de rejilla de seguridad para pozos: La rejilla puede incorporar banderas de advertencia retráctiles.
- Ganchos para tapas de registro: Para la fácil apertura de tapas de registro.
- Triángulo soporte ligero para el equipo de seguridad: Se coloca sobre la abertura y sostiene al equipo de seguridad, compuesto por arneses de sujección y cable reforzado.
- Conos de señalización: De color rojo y blanco reflectantes.
- Monos con pechera y tirantes reforzados, con arnés de seguridad integrado.
- Chaleco de advertencia con bandas reflectantes y bordes reforzados.
- Caretas antigás
- Equipos de respiración autónoma en los casos necesarios.
- Linternas manuales.
- Botas reforzadas.
- Espejos, para no tener que introducirse dentro del tubo en ciertos casos.
- En algunos casos, equipos de evacuación de gases.
Conservación del alcantarillado
Para poder elaborar un plan de mantenimiento adecuado a las redes existentes hay que tener en cuenta la edad de las mismas. Se puede hacer una clasificación aproximada en función de la edad:
- Redes con período de vida superior a 50 años: Se trata de redes que probablemente requieran su renovación, no tanto por su deterioro estructural como por sus efectos hidráulicos.
- Redes construidas en el período de vida de 20 a 50 años: Teniendo en cuenta los materiales empleados y la época en que se construyeron, si además tenemos en cuenta que los países desarrollados cifran en el 2-3% el deterioro anual de las redes, probablemente requieran de un análisis global estatal al estilo de los realizados en otros países. Probablemente una parte requiera renovación, pero otra parte será adecuada para el nivel hidráulico y estructural exigido.
- Redes con menos de 20 años de vida: Estas redes deben entrar rápidamente en un programa de mantenimiento, tras un análisis previo, para valorar su estado real, y lograr que la mayoría de estas redes cumplan con la finalidad prevista.
Rehabilitación
Se entiende por rehabilitación de tuberías a la reparación de una tubería averiada de forma que vuelva a tener las características necesarias para cumplir adecuadamente con su función en condiciones similares a como lo hacía antes de producirse la avería.
Al ejecutar una red se pueden presentar anomalías tales como falta de estanquidad en las juntas o en los pozos, fisuras, grietas, roturas e incrustaciones, que pueden obligar a su reparación.
Durante la fase de operación de la tubería también pueden darse circunstancias que averían los tubos u otros elementos de la tubería, impidiendo que ésta cumpla con su función, siendo preciso proceder a su reparación para recuperar su funcionalidad.
Las técnicas empleadas en la rehabilitación de tuberías, en general, son enormemente variadas. Los factores a considerar a la hora de decidirse entre una reposición tradicional o el empleo de técnicas sin zanja son:
- Coste: Generalmente las técnicas de rehabilitación o renovación presentarán unos costes inferiores a la reposición tradicional, siendo muy importante estimar que porcentaje representan los costes de los diferentes sistemas existentes respecto a la reposición con apertura de zanja.
- Impacto de la obra sobre el entorno: Las obras de rehabilitación y renovación distorsionan en menor medida el entorno que la apertura de zanja convencional. En este sentido las técnicas de trabajos sin zanja presentan mayores ventajas en zonas urbanas que en las zonas rurales no urbanizadas, en las cuales no hay que realizar reposición de pavimento en el caso de apertura de zanja. En este contexto existen puntos singulares en que es prácticamente inviable la realización de una reposición por el sistema tradicional de apertura de zanja como por ejemplo el cruce de autopistas o líneas férreas por lo que se deberá recurrir a la rehabilitación de la red existente o bien a técnicas de instalación o renovación de tuberías sin zanja.
- Fiabilidad del sistema: Dado que, en la mayoría de los casos, se trata de métodos bastante nuevos no se conoce con exactitud el resultado de la rehabilitación a largo plazo. En cualquier caso se debe intentar estimar el tiempo de vida de la obra a realizar.
- Imperativos de tiempo en la ejecución de la obra: En muchas ocasiones la rapidez en la ejecución de los trabajos es un factor determinante. En la mayoría de los casos los sistemas de rehabilitación o renovación ofrecen unos plazos de realización más cortos que la reposición convencional, los cuales dependerán del sistema empleado.
- Condicionantes técnicos varios: Cada obra presienta unos condicionantes técnicos concretos que se deberán valorar adecuadamente como por ejemplo existencia de acometidas, derivaciones penetrantes, necesidad de incrementar el diámetro, cumplimiento de los requerimientos sanitarios, etc.
El paso previo a la rehabilitación de tubería consiste en la identificación de las causas de las averías y la localización de éstas.
La rehabilitación puede ser con y sin apertura de zanja.
- Rehabilitación con apertura de zanja: se excava una zanja, dejando los tubos al descubierto, procediendo entonces a la sustitución de los tubos utilizados, sellado de juntas, sellado de pozos o sellado de grietas o fisuras.
- Rehabilitación sin apertura de zanja: Hay dos tipos de rehabilitación principalmente:
- Rehabilitación puntual: Mediante la introducción de un robot que va reparando desperfecto a desperfecto. Normalmente los equipos de rehabilitación cuentan con dos robots. Primero se introduce un robot que se encargará de fresar la tubería profundizando unos 20 ó 25 mm (según el espesor del tubo) con el fin de que penetre mejor el material, cortar las raíces que se hayan podido introducir y preparar la tubería (quitar grasas, etc..). Si es necesario una mayor reparación se introduce un segundo robot que se encarga de sellar la tubería mediante el uso de resinas epoxídicas.
- Rehabilitación global: Consiste en realizar un encamisado interno de la tubería.
El desarrollo de las diferentes técnicas de rehabilitación sin apertura de zanja se encuentran resumidos en el material escrito en la ponencia "Técnicas de rehabilitación y renovación sin zanja para canalizaciones de agua potable y saneamiento " de D. Ramón Sánchez del Olmo y D. Josep Mª San Juan Bel, en la publicación "XC Jornadas Técnicas de la Asociación Española de Abastecimiento de Agua y Saneamiento" Tomo II de Jerez de la Frontera de Junio de 1.994.
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