TOMA DE AGUA POTABLE. BAKU (AZERBAIYÁN)
En el año 2013 comenzaron los trabajos de construcción de la planta de ultrafiltración de Ceyranbatan (Azerbaiyán) cuya capacidad de tratamiento es de 520.000 metros cúbicos (m3) diarios a modo de satisfacer la demanda de agua potable de Bakú, capital y ciudad más poblada del país.
La captación de agua se realizó mediante la ejecución de tres inmisarios submarinos en el lago de Ceyranbatan ejecutados mediante hinca de tubería de hormigón armado. Cada conducción tenía una longitud de 455 metros y un diámetro interno de 1.600 mm.
Tras la ejecución de cada uno de los tramos se realizó el rescate submarino de la tuneladora empleada en la ejecución de los inmisarios, tuneladora tipo escudo cerrado AVN. La ejecución de los inmisarios comenzó en febrero de 2014 y se completó en mayo de 2015.
Las empresas implicadas en la ejecución de los inmisarios y posterior conexión de las torres de toma fueron, HidroLotus como contratista principal, Europea de Hincas Teledirigidas S.A.U – Eurohinca para la ejecución de los inmisarios y supervisión de los rescates submarinos, Piramida para la fabricación de la tubería de hinca y Metear para el rescate de la tuneladora y posterior instalación de las torres de captación.
¿QUÉ?
Tres inmisarios para la captación de agua en el lago de Ceyranbatan (Azerbaiyán).
¿QUIÉN?
Cliente
Azersu (Empresa Estatal del Agua, Azerbaiyán)
Contratista Principal
HidroLotus (Joint Venture Hidro Group – Lotus)
Contratista Microtúnel
Eurohinca (Europea de Hincas Teledirigidas S.A.U.)
¿CUÁNDO?
Las conducciones de captación se ejecutaron entre febrero de 2014 y mayo de 2015. La planta de ultrafiltración entró en operación a finales del mes de octubre de 2015.
¿DÓNDE?
Imagen 1: Vista península de Absheron, Azerbaiyán.
¿POR QUÉ?
Los tres inmisarios de captación del lago de Ceyranbatán se proyectaron para satisfacer la creciente demanda de agua potable de la península de Absheron, donde se localizan tanto la capital del país, Bakú, como otras ciudades satélites de elevada población como Sumqayit.
La planta de tratamiento, tecnología de ultrafiltración, cuenta con una capacidad de tratamiento diario de 520.000 m3.
Imagen 2: Ortofoto inmisarios de captación en el lago de Ceyranbatán.
¿CÓMO?
La ejecución de los tres inmisarios se realizó desde un mismo pozo de lanzamiento o ataque, ejecutado mediante tablestacas, localizado a unos 50 metros del lago de Ceyranbatán.
Imagen 3: Fase de ejecución del pozo de lanzamiento o ataque y de la cámara de bombeo.
La construcción de las conducciones de captación estaban previstas realizarse en zanja, dicho método se descartó para minimizar los posibles impactos medioambientales y sobre todo para no afectar a la calidad del agua del lago durante la ejecución de las nuevas conducciones y torres de captación. Es necesario indicar que las conducciones proyectadas se localizaban muy próximas a la conducción en uso para el abastecimiento.
La hinca de tubería se llevó a cabo mediante tuneladora (TBM) tipo hidroescudo modelo AVN (Herrenknecht), tuneladora que sería rescatada hasta en tres ocasiones del fondo del lago para poder ejecutar todos los tramos.
Uno de los primeros desafíos fue modificar los trazados originales previstos para garantizar una carga de tierras adecuada sobre la conducción y evitar así la flotación de la tubería tanto durante la fase de ejecución como una vez alcanzada la posición final de diseño y posterior conexión de las torres de toma.
Para ello, y para cada uno de los tramos, se realizó un trazado recto en alzado de pendiente descendente al 4% (longitud aproximada de unos 100 metros) seguido por una curva de radio 4.000 metros y unos 150 metros de longitud para terminar nuevamente en un tramo recto con pendiente descendente más suave del 0,3% hasta alcanzar la longitud final de la conducción.
El trazado en planta de las conducciones era recto como puede apreciarse a continuación.
Imagen 4: Trazados rectos de los inmisarios de captación (planta).
A continuación, se muestra el trazado en alzado, análogo para cada uno de los tramos, y las cotas sobre el nivel del mar (snm) de aquellos puntos de interés.
Imagen 5: Trazado curvos de los inmisarios de captación (alzado).
En este caso, toda la longitud de las conducciones se realizó con tecnología sin zanja realizando simplemente una conexión en seco para cada uno de los tramos en el pozo de lanzamiento y poder conectar cada uno de los tramos ejecutados mediante hinca de tubería con la cámara de bombeo situada en el trasdós de la pared de reacción de las hincas.
Para el revestimiento de la excavación se utilizaron tubos de hormigón armado de 4 metros de longitud y diámetro interno 1.600 mm con una pared de tubo de 170 mm de espesor.
El diseño de la tubería fue realizado por Eurohinca incluido el diseño de los tubos especiales y de las estaciones intermedias (EI). En cuanto a los tubos especiales, se diseñaron los denominados “Tubo 0”, “Tubo 1” y el último tubo. Los dos primeros se instalaron secuencialmente detrás de la tuneladora siendo necesarios para llevar a cabo su rescate y para poder realizar la conexión de la torre de toma en cada una de las conducciones.
Imagen 6: Sección donde se muestra el mamparo entre Tubo “0” y Tubo “1”.
El “Tubo 0” servía para expulsar tanto la tuneladora como el propio tubo mediante la acción de cilindros hidráulicos instalados en la parte posterior de la tuneladora como en la posterior del propio tubo.
El “Tubo 1” llevaba instalado un mamparo con doble función, por un lado, para poder inundar el anterior, “Tubo 0”, y poder compensar la presión hidrostática antes de la expulsión de la tuneladora y por otro, para poder trabajar en seco en el interior del túnel y poder desmontar todas las instalaciones del interior del túnel sin condicionar las operaciones de rescate y posteriormente poder realizar la conexión entre la conducción y la torre de toma de cada tramo. En la actualidad se suele reemplazar el “Tubo 0” por un módulo de rescate, ex profeso para el rescate de la tuneladora.
El último tubo disponía en su parte posterior de una brida de conexión para conectar cada uno de los inmisarios con la cámara de bombeo.
En cuanto a las E.I., se fabricaron e instalaron 4 estaciones en cada uno de los tramos con una longitud total, una vez desmontados los cilindros de su interior y cerrada la estación, de 2,40 metros.
Uno de cada tres tubos instalados disponía de 3 válvulas antirretorno, espaciadas 120 grados, para la inyección de bentonita en el trasdós de la tubería durante la ejecución de la excavación.
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.
La fabricación de la tubería se realizó localmente con una empresa de prefabricados de hormigón, Piramida, que, si bien estaba familiarizada con todo tipo de prefabricados, incluidos anillos de dovelas, carecía de experiencia previa en la fabricación de tubería de hinca.
Como sistema de guiado se utilizó un láser convencional para los primeros metros de cada tramo y luego sistema SLS de VMT.
Otra de las claves del proyecto fue el tratamiento del terreno en el trasdós de las tablestacas de entrada para cada uno de los tramos. El tratamiento consistió en realizar un jet grouting sobre un área de 12 metros de longitud (en la dirección del eje de la hinca), 5 metros de ancho y una profundidad de 2 metros por debajo de la cota inferior de la tuneladora.
Con ello se consiguió minimizar el riesgo de asentamientos diferenciales en los primeros metros al paso de la tuneladora y, por otro lado, cortar el tablestacado en el muro de entrada de cada tramo.
Imagen 7: Sección donde se muestra la tuneladora atravesando el área del tratamiento del terreno (jet grouting).
Imagen 8: Trabajos de conexión entre tubo máquina y tubo de trabajo de la tuneladora en el primer tramo.
Por último, una de las operaciones más delicadas durante la ejecución de conducciones subacuáticas es la recuperación o rescate de la tuneladora. En el caso concreto de los inmisarios de Ceyranbatán era la primera vez que se ejecutaban inmisarios mediante la hinca de tubería y, por ende, primera vez que se realizaba un rescate subacuático de una tuneladora.
Una vez la tuneladora alcanza la posición final según diseño, comienzan los trabajos de dragado para descubrir la tuneladora, realizar su expulsión y el posterior izado y transporte a puerto.
Generalmente el dragado consiste en despejar un área igual a la longitud de la tuneladora más un par de metros delante de la tuneladora y al menos otro metro adicional al ancho de la tuneladora por cada lado.
Una vez concluidos dichos trabajos, ejecutados al igual que las operaciones de rescate por la empresa turca Metear, se procedió a la preparación de la tuneladora, realizando tanto las desconexiones como conexiones necesarias para el desacople de la tuneladora y su posterior izado y transporte a puerto en el interior y la conexión de la viga de rescate por parte de los buzos en el exterior.
Para compensar la presión hidrostática existente en el punto de rescate y poder expulsar hidráulicamente la tuneladora se realizó la inundación del “Tubo 0” abriendo las válvulas de alimentación y extracción del tubo máquina. Previamente la tuneladora se había presurizado a una presión ligeramente mayor a la existente, en este caso, se presurizó a 2,5 bar.
Una vez inundada la sección posterior tras la tuneladora, es decir, el denominado “Tubo 0”, se llevaron a cabo las conexiones hidráulicas en el escudo de la exclusa para permitir la activación de los cilindros de expulsión instalados en la parte posterior de la tuneladora. Una vez accionados estos cilindros, la tuneladora se separó de la conducción y se realizó el izado de la misma para su traslado a puerto y posterior recuperación de la tuneladora desde tierra.
Imagen 9: Trabajos de izado de la tuneladora tras el rescate y posterior traslado a tierra.
Héctor Trigal
DATOS TÉCNICOS DEL TÚNEL
Longitud
3 x 455 m (1,365 m)
Diámetro Interior
1.600 mm
Diámetro Exterior
1.940 mm
Pendiente
Descendentes del 4% a la entrada y del 0,3% a la salida de la curva
Geología
Arenas, arcillas y limos
Cota de inicio
16,5 m (snm)
Cota final
8 m (snm)
Presiones soportadas
Hasta 2 bar
Tuneladora
Hidroescudo AVN (Herrenknecht)
Estaciones intermedias
4
BIBLIOGRAFÍA
Técnicas de mejora y tratamiento del terreno aplicadas a la obra “construcción de 3 emisarios submarinos en el lago de Ceyrantaban, Azerbaiyán mediante tuneladora hidroescudo.
https://en.wikipedia.org/wiki/Jeyranbatan_Ultrafiltration_Water_Treatment_Plants_Complex
https://www.youtube.com/watch?v=dd4gsmRebXk&ab_channel=EUROPEADEHINCASTELEDIRIGIDAS%2CS.A.