EMISARIOS E INMISARIO SUBMARINOS SOREK II (ISRAEL)
A mediados de 2020, IDE Technologies se adjudicó la construcción de una nueva planta desalinizadora, Sorek B, situada en Palmahim (Israel) con una capacidad de tratamiento anual de 200 millones de metros cúbicos. Dicha planta, cuyo tratamiento de agua se realiza mediante ósmosis inversa, es considerada la más grande en Israel y una de las más grandes del mundo de su tipo.
Como parte de su construcción, se ejecutaron tres conducciones submarinas, dos inmisarios para la captación de agua y un emisario para la descarga de salmuera.
La ejecución de las conducciones submarinas se realizó mediante la hinca de tubería de hormigón armado de diámetro interno 2.600 mm con tuneladora tipo escudo cerrado AVN.
El emisario ejecutado se encuentra entre los más largos del mundo de su tipo y cuenta con una longitud total de 2.023 metros y los inmisarios de captación tienen una longitud aproximada de 1.300 metros cada uno.
Las obras fueron ejecutadas por el consorcio Ofek – Eurohinca Sorek 2 Limited Partnership, comenzando los trabajos de excavación a mediados de julio de 2021 y completando los mismos a mediados de noviembre de 2022, ejecutando un total de 4.646 metros.
¿QUÉ?
Dos inmisarios para la captación de agua y un emisario para la descarga de salmuera de la planta desalinizadora, Sorek B, situada en Palmahim (Israel).
Las conducciones submarinas ejecutadas corresponden a las secciones submarinas de las conducciones de captación y descarga de la planta desalinizadora, cada conducción consta de otras dos secciones terrestres.
¿QUIÉN?
Cliente
The State of Israel/Water Desalination Administration (WDA)
Contratista Principal
Sorek Desalination Facility 2 Limited Partnership (SDF2LP)
Contratista Microtúnel
Ofek Atarim and Eurohinca Tunneling
¿CUÁNDO?
Las conducciones de captación y el emisario se ejecutaron entre mediados de julio de 2021 y mediados de noviembre de 2022.
La planta desalinizadora tiene previsto entrar en operación a mediados de 2023.
¿DÓNDE?
Imagen 1: Vista localización planta desalinizadora de Sorek II.
¿POR QUÉ?
Las tres conducciones submarinas se proyectaron como parte de la nueva planta desalinizadora Sorek II, como ampliación de la planta ya existente, para aumentar la capacidad de tratamiento de agua potable en Israel y poder satisfacer la creciente demanda del país.
La planta desalinizadora, cuyo tratamiento se realiza mediante ósmosis inversa, es considerada la planta de tratamiento más grande en Israel y una de las más grandes del mundo de su tipo, con una capacidad de tratamiento anual de 200 millones de m3.
Imagen 2: Ortofoto de los inmisarios de captación y emisario de descarga
¿CÓMO?
Para la ejecución de las tres conducciones de la planta desalinizadora, dos inmisarios de captación de agua (FEED 1 y FEED 2) y un emisario de descarga (BRINE), se optó por la ejecución mediante tecnología sin zanja, siendo la hinca de tubería el método finalmente seleccionado debido a las altas restricciones medioambientales de la zona, ya que los tramos terrestres discurrían en su mayor parte dentro de un parque nacional protegido y en las proximidades de una base militar.
Cada conducción constaba de tres secciones, dos terrestres y una marítima, siendo esta última el objeto del artículo.
Imagen 3: Diagrama las conducciones (FEED 1, FEED 2 y BRINE) a ejecutar mediante hinca de tubería.
Para la ejecución de las tres líneas submarinas se ejecutó una plataforma de trabajo de aproximadamente 10.000 m2 en la que se ejecutaron los pozos de lanzamiento, dos pozos circulares de 15 metros de diámetro y 12 metros de profundidad para la ejecución de cada inmisario y otro pozo rectangular de 22 metros de largo por 9 metros de ancho y una profundidad de 11 metros para albergar en su interior un bastidor de doble empuje para la ejecución del emisario submarino (BRINE). Todos los pozos se ejecutaron mediante muro pantalla o muro Milán con arriostramiento metálico en coronación en el caso del pozo rectangular.
Imagen 4: Fotografía aérea de la plataforma de trabajo y pozos de lanzamiento (febrero 2021).
Para la ejecución de las tres conducciones submarinas se utilizó una tuneladora (TBM) tipo hidroescudo AVN de Herrenknecht, tras la misma se instaló un módulo de rescate para permitir, por un lado, rescatar la TBM para ejecutar el siguiente tramo y por otro, garantizar la estanqueidad del túnel para continuar los trabajos en su interior y la conexión en el pozo entre el tramo submarino y el terrestre de cada conducción.
Imagen 5: Diagrama de la TBM y el módulo de rescate utilizados para la ejecución de los tramos submarinos.
Los trazados de las conducciones, tanto para los inmisarios (FEED 1 y FEED 2) como para el emisario (BRINE) combinaba dos tramos rectos en los extremos con uno en curva en el centro. En el caso de los inmisarios la curva proyectada era de 50.000 metros de radio con pendientes de entrada y salida de -1,2% y 0% (horizontal) respectivamente, mientras que, en el caso del emisario, la curva central tenía un radio de 100.000 metros con pendientes de entrada y salida de -1,5% y 0% (horizontal) respectivamente.
La geología encontrada en cada uno de los tramos submarinos era principalmente arenas y arenas arcillosas y limosas con intercalaciones de Kurkar (roca arenisca típica de la costa de Israel).
En el revestimiento del túnel se utilizó tubería de hormigón armado con un diámetro interior y exterior de 2.600 mm y 3.200 mm respectivamente, siendo la longitud de cada tubo de 4 metros.
Los 10 primeros tubos tenían un diseño especial que permitía el cosido entre ellos mediante conexiones atornilladas y uniones con bulones para evitar el giro relativo entre ellos, la finalidad era asegurar que los primeros metros se comportasen como un solo tubo minimizando un posible riesgo de desconexión o asentamiento diferencial durante la fase de rescate e inundación.
Como medida adicional, se lastró la tubería de cada tramo submarino tras el módulo de rescate para evitar posibles problemas de flotabilidad en los primeros metros de túnel durante la fase de rescate o conexión de las torres de toma, en el caso de los inmisarios, o del difusor, en el caso del emisario. En el emisario (BRINE) se instaló un revestimiento metálico en el interior de los primeros tres tubos y en el caso de los inmisarios (FEED 1 y FEED 2) se inundó parcialmente la tubería en dicha sección hasta alcanzar 1,5 ton por metro adicionales.
Los últimos 5 tubos de cada línea también eran especiales para facilitar el atado de los tubos entre sí y el último de ellos estaba dotado de una brida especial en su parte posterior para permitir la conexión de la tubería de hormigón armado con el tramo de conexión (spool piece) del pozo, tubería de GRP (Glass Reinforced Plastic).
Imagen 6: Sección último tubo de hormigón armado con brida metálica posterior.
Todos los tubos disponían de dos tipos de junta, una primaria tipo Arpón o Delta por su forma y otra secundaria tipo Block para garantizar la estanqueidad de la conducción.
Al menos uno de cada tres tubos instalados disponía de tres válvulas antirretorno, espaciadas 120 grados, para la inyección de bentonita en el trasdós de la tubería durante la ejecución de la excavación (sistema de lubricación).
Como sistema de guiado se seleccionó el sistema GNS-HWL, combinación de un giróscopo para calcular la posición horizontal y un nivel de agua para calcular la posición vertical de la tuneladora.
Imagen 7: Sistema de guiado GNS-HWL utilizado en la ejecución de los túneles submarinos.
Uno de los puntos a destacar en la ejecución de los tramos submarinos fue su rápida ejecución y las fuerzas de empuje con las que se finalizó cada uno de los tramos.
Los mejores rendimientos se registraron durante la ejecución del emisario (BRINE) a pesar de ser la hinca más compleja dada su longitud, excavando un total de 2.023 metros. Durante su construcción se obtuvieron los mejores rendimientos del proyecto, siendo el mejor rendimiento diario 81 metros, posiblemente el mejor rendimiento registrado a nivel mundial en hinca de tubería para dicho diámetro, rendimiento semanal de 300 metros y un rendimiento mensual de 1.020 metros, todos ellos registrados en el mes de mayo de 2022.
Los 2.023 metros se ejecutaron en apenas 85 días, terminando su ejecución sin utilizar ninguna de las 17 estaciones intermedias instaladas y con una fuerza de empuje desde el bastidor principal menor a 900 ton como puede apreciarse en el siguiente gráfico, fuerzas de empuje inferiores a las inicialmente previstas durante la fase de estudio.
Imagen 8: Fuerzas de empuje vs. longitud de túnel ejecutado (BRINE).
La ejecución de cada una de las conducciones submarinas se completó con el rescate de la tuneladora una vez completada la fase de excavación y el cierre de estaciones intermedias instaladas dejando el módulo de rescate como cierre de la conducción hasta la posterior inundación de cada una de las conducciones una vez realizadas todas las conexiones terrestres.
La recuperación de la TBM se llevó a cabo hasta en tres ocasiones tras inundar el espacio entre cuerpos (TBM y módulo de rescate) y accionar los cuatro cilindros frontales alojados en el módulo de rescate. Previamente la tuneladora se había presurizado entre 2 y 2,5 bar para igualar la altura de la columna de agua en el punto de llegada de cada tramo y evitar así la entrada de agua al interior de la tuneladora.
El transporte de la tuneladora desde el punto de rescate a puerto se realizó con la tuneladora arriostrada a la misma embarcación utilizada para el rescate de la tuneladora y con ésta totalmente sumergida cerca de la superficie del agua para aprovechar la fuerza de empuje vertical y reducir el peso de esta como se muestra a continuación.
Imagen 9: Representación de la tuneladora totalmente sumergida arriostrada a la embarcación de rescate.
Imagen 10: Tuneladora en puerto tras su izado mediante grúa móvil.
Héctor Trigal
DATOS TÉCNICOS DEL TÚNEL
Longitud
2 x 1.300 m (inmisarios) y 1 x 2.023 m (emisario)
Diámetro Interior
2.600 mm
Diámetro Exterior
3.200 mm
Pendiente
Inmisarios (FEED 1 y FEED 2):
Descendente del 1,2% en la entrada y horizontal (0%) a la salida de la curva.
Emisario (BRINE):
Descendente del 1,5% en la entrada y horizontal (0%) a la salida de la curva.
Geología
Arenas, arenas arcillosas/limosas e intercalaciones de Kurkar
Cota de inicio
Inmisarios (FEED 1 y FEED 2):
-8,9 m (snm)
Emisario (BRINE):
-7,8 m (snm)
Cota final
Inmisarios (FEED 1 y FEED 2):
-20,25 m (snm)
Emisario (BRINE):
-25,5 m (snm)
Presiones soportadas
Hasta 2 bar (inmisarios)
Hasta 2,5 bar (emisario)
Tuneladora
Hidroescudo AVN (Herrenknecht)
Estaciones intermedias
Inmisarios (FEED 1 y FEED 2):
12 por tramo
Emisario (BRINE):
17
BIBLIOGRAFÍA