congelación de suelo para ingeniería en geotecnia

8/10/2019 Congelacin de Suelo Para Ingeniera en Geotecnia

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UNIVERSIDAD DE LA FRONTERAFACULTAD DE INGENIERA, CIENCIAS Y ADMINISTRACIN

DEPARTAMENTO DE INGENIERA DE OBRAS CIVILES

CONGELACIN DE SUELO PARAINGENIERA EN GEOTECNIA

TRABAJO DE TTULO PARA OPTAR AL TTULODE INGENIERO CONSTRUCTOR

PROFESOR GUA:SR. JUAN PABLO CRDENAS RAMREZ

DANIELA INGRID VALENZUELA CASTILLODICIEMBRE DE 2007


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UNIVERSIDAD DE LA FRONTERAFACULTAD DE INGENIERA, CIENCIAS Y ADMINISTRACIN

DEPARTAMENTO DE INGENIERA DE OBRAS CIVILES

Congelacin del Suelo para Ingeniera en Geotecnia

TRABAJO DE TTULO PARA OPTAR AL TTULODE INGENIERO CONSTRUCTOR

PROFESOR GUA:SR. JUAN PABLO CRDENAS RAMREZ

DANIELA INGRID VALENZUELA CASTILLODICIEMBRE DE 2007


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A mis padres

A mis hermanos

A mi hija Javiera

A mi ta Vicky


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AGRADECIMIENTOS

A mis padres y hermanos por todo el apoyo y amor incondicional, por perdonar mis

errores, por brindarme una mano y ayudarme a levantar cada vez que ca.

A mi hija Javiera, la lucecita de mi vida, por sus besos y sonrisas, por la inmensa alegra

que me produce el verla crecer, por ser mis ganas de surgir, el amor de mi vida y la razn de

todo.

A mi ta Vicky por su gran ayuda brindada, por buscarme e incentivarme incesablemente

a continuar, envindome informacin y ayudndome a encontrar toda la bibliografa necesaria

para llevar a cabo este trabajo.


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NDICE DE CONTENIDO

Pg.

Captulo 1. Introduccin 1

1.1

Descripcin del problema 1

1.2

Objetivos 3

1.2.1 Objetivo General 3

1.2.2 Objetivos Especficos 3

Captulo 2. Congelacin de Suelos 4

2.1

Historia de la Congelacin de Suelos 42.2 Generalidades 5

2.3 Sistemas de Congelacin de Suelos 7

2.3.1 Congelacin del Suelo Mediante Salmuera 8

2.3.2 Congelacin del Suelo con Gas Lquido 10

2.4

Parmetros a Considerar en un Diseo de un Sistema de Congelacinde Suelos 11

2.4.1

Propiedades del Suelo 11

2.4.2

Anlisis de las Propiedades Trmicas 142.4.3 Cantidad y distanciamiento de tuberas de un sistema de congelacin 14

2.4.4 Anlisis Hidrulico 15

2.4.5 Procedimiento de Instalacin 15

2.4.6

Instrumentacin 16

2.4.7 Terminacin 18

Captulo 3. Aplicaciones de la Congelacin de Suelos 19

3.1

Congelacin de Suelos para Aplicaciones en la Ingeniera Civil 19

3.1.1 Excavaciones Poco Profundas Control de aguas subterrneas naturales

a baja profundidad 21

3.1.2 Excavaciones Poco Profundas Control de aguassubterrneasnonaturales

a baja profundidad. Terrenos Pequeos 22

3.1.3 Excavaciones Poco Profundas Control de aguas subterrneas nonaturales

a baja profundidad. Terrenos Grandes 23


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3.1.4

Excavaciones Profundas Control de aguas subterrneas naturales cerca

del fondo de la excavacin 24

3.1.5 Construccin de Tneles 25

3.1.6 Pared de Detencin del Flujo de Aguas Subterrneas 26

3.1.7

Recuperacin de Mquinas Perforadoras Subterrneas 27

3.1.8

Ejes de Acceso Para Mquinas Perforadoras 28

3.1.9 Como Apuntalamiento para Estructuras Existentes 29

3.1.10 Estabilizacin de Suelos con Baja Capacidad de Soporte 30

3.1.11 Estabilizacin de Terrenos con Fallas y Desmoronamientos 31

3.1.12

Mitigacin de la Licuefaccin y la Contaminacin 32

3.2

Congelacin de Suelos para Usos Ambientales 333.2.1 Barreras de Suelo Congelado 33

3.2.1.1 Aplicaciones de Barreras de Suelo Congelado en Terrenos

Contaminados 35

3.2.1.1.1 Contencin de Suelo o Aguas SubterrneasContaminados Sin

Atajo Natural de Aguas Subterrneas en Profundidad Baja 35

3.2.1.1.2

Contencin de Suelo o Aguas Subterrneas Contaminados

Sin Atajo Natural de Aguas Subterrneas en ProfundidadBaja Terrenos Pequeos 36

3.2.1.1.3 Contencin de Suelo o Aguas Subterrneas Contaminados

Sin Atajo Natural de Aguas Subterrneas en Profundidad

Baja Terrenos Grandes 37

3.2.1.1.4 Estabilizacin Completa de Suelo / Aguas Subterrneas

Contaminados Bajo Nivel de Contaminacin 37

3.2.1.1.5 Estabilizacin Completa de Suelo / Aguas Subterrneas

Contaminados Alto Nivel de Contaminacin 38

3.2.1.1.6 Barreras Reactivas Permeables Funnel and Gate (Embudo y

Compuerta) 39

3.2.2 Remocin de Suelos Contaminados, Residuos Mixtos o Artillera No

Explosionada 41

3.2.2.1 Procedimiento de Remocin de Suelos Contaminados 43

3.2.3 Recuperacin In Situ del Terreno 46


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Captulo 4: Proyectos Ejecutados Mediante Congelacin de Suelos 48

4.1 Tnel para flujo de aguas residuales hacia una planta de tratamiento Harlem,

Estados Unidos 48

4.2

Condominio en el Parque de Madison, cercano al Lago Washington 53

4.3

Colector de Aguas Lluvias Woodinville, Washington 54

4.4 Subterrneo de un Condominio en Madison Park Seattle, Washington 55

4.5 Reparacin de Tubera Seattle, Washington 57

4.6 Recuperacin de Mquina Perforadora Renton, Washington 59

4.7

Faena de excavacin para conexin de un receptculo de aguas lluvias a la

red existente Renton, Washington 614.8 Excavacin de mejoramiento de la Subestacin Shuffleton Renton, Washington 62

4.9 Microtnel que recibe la descarga del tubo de distribucin Tolt #2 en el cruce

Bear Creek Redmond, Washington 64

4.10 Instalacin de un Sistema de Manipulacin y Descarga de Carbn Englewood,

el Colorado 66

4.11

Apuntalamiento del Castillo Canterbury Portland, Oregn 68

4.12

Cuatro Microtneles: Reubicacin del Alcantarillado de Los ngeles SanPedro, California 70

4.12.1 Ducto de Descarga Principal (Pozo Alimentador) 70

4.12.2 Receptculo Principal (Pozo de Entrada) 72

4.12.3

Sifn de Entrega (pozo alimentador) 75

4.12.4 Sifn de Recepcin (pozo de entrada) 77

4.13 Proyecto Mina de Oro Acuario Timmins, Ontario 79

Captulo 5: Empresas que Realizan Congelacin de Suelos en Chile 83

5.1 Layne Christensen Company 83

5.2

Soletanche Bachy Chile S. A. 84

Captulo 6: Conclusiones 85

Captulo 7: Bibliografa 87

7.1 Sitios Web 87

7.2

Textos, Papers y Revistas 87


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NDICE DE TABLAS

Pg.

Tabla 2.1.Ejemplos de resistencia del suelo congelado [kgf/cm2] 6


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NDICE DE FIGURAS

Pg.

Figura 2.1. Principio de la congelacin mediante salmuera de calcio. 8

Figura 2.2. Ilustracin de un sistema tpico de refrigeracin mediante salmuera........ 9

Figura 2.3. Principio de la congelacin mediante nitrgeno lquido....... 10

Figura 2.4. Esquema de un Termopar.. 17

Figura 3.1. Representacin grfica del apuntalamiento congelado de un corte vertical deterreno, que permite el trnsito seguro de maquinaria y trabajadores en elfondo de la excavacin.. 19

Figura 3.2. Esquema representativo control de aguas subterrneas naturales a bajaprofundidad........ 21

Figura 3.3. Esquema representativo control de aguas subterrneas naturales a bajaprofundidad, terrenos pequeos. 22

Figura 3.4. Esquema representativo control de aguas subterrneas naturales a bajaprofundidad, terrenos grandes....... 23

Figura 3.5. Esquema representativo control de aguas subterrneas naturales cerca delfondo de la excavacin.. 24

Figura 3.6. Esquema representativo construccin de tneles..

25

Figura 3.7. Esquema representativo pared de detencin del flujo de aguassubterrneas....... 26

Figura 3.8. Esquema representativo recuperacin de mquinas perforadoras. 27

Figura 3.9. Esquema representativo ejes de acceso para mquinas perforadoras........

28


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Figura 3.10. Esquema representativo de apuntalamiento para estructuras existentes........ 29

Figura 3.11. Esquema representativo de estabilizacin de suelos con baja capacidad desoporte........ 30

Figura 3.12. Esquema representativo de estabilizacin de terrenos con fallas ydesmoronamientos. 31

Figura 3.13. Esquema representativo de mitigacin de licuefaccin y contaminacin. 32

Figura 3.14. Esquema de contencin en profundidad baja

35

Figura 3.15. Esquema de contencin en profundidad baja, terrenos pequeos. 36

Figura 3.16. Esquema de contencin en profundidad baja, terrenos grandes........ 37

Figura 3.17. Estabilizacin de suelo con bajo nivel de contaminacin.

37

Figura 3.18. Estabilizacin de suelo con alto nivel de contaminacin.. 38

Figura 3.19. Barreras deembudo y compuerta ( Funnel and Gate).. 39

Figura 3.20. Representacin grfica de la Etapa 1 de la remocin de suelos contaminadosmediante congelacin de suelos. 43



Figura 3.23. Modelo tridimensional que incorpora todas las caractersticas del terreno... 46

Figura 4.1. Planta de ubicacin del tnel. 48

Figura 4.2. Planta, elevacin y corte del sistema de congelacin........ 49


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Figura 4.3. Detalle de una tubera de congelacin... 50

Figura 4.4. Suelo congelado de apuntalamiento de una excavacin del subterrneo deun condominio en el Parque de Madison.. 53

Figura 4.5. Descripcin del lugar de trabajo. Donde se nota la presencia de tres fuentesde refrigeracin.. 54

Figura 4.6. Excavacin realizada en suelo congelado.. 55

Figura 4.7. Excavacin casi completada y suelo congelado de apuntalamiento cubierto

de aislamiento 55

Figura 4.8. Apuntalamiento de suelo congelado cubierto de aislamiento blanco........ 56

Figura 4.9. Instalacin del sistema de tuberas enterradas... 56

Figura 4.10. Excavacin apuntalada completamente con suelo congelado....... 57

Figura 4.11. Tuberas del sistema de congelacin instaladas..... 58

Figura 4.12. Sistema de congelacin entre la lnea ferroviaria y los 2 metros de tubera demetal corrugado. 58

Figura 4.13. Arco de suelo congelado diseado sobre los dos metros de tubera de metalcorrugado... 58

Figura 4.14. Instalacin del sistema de congelacin en trincheras entre losa del aeropuerto

y el ro 59

Figura 4.15. Recuperacin de la mquina perforadora desde la excavacin. 60

Figura 4.16. Colocacin de la cmara de inspeccin. La cmara de hormign de 4,2metros de dimetro fue colocada en la excavacin apuntalada por el suelocongelado despus de que la mquina perforadora fue recuperada... 60


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Figura 4.17. Diseo del sistema de refrigeracin alrededor del tubo de hormign existentede 3,3 metros de dimetro.. 61

Figura 4.18. Excavacin de suelo descongelado adyacente a apuntalamiento de suelocongelado....... 62

Figura 4.19. Tubo de hormign de 1,2 metros a travs de apuntalamiento de suelocongelado. Tubo de hormign de 3,3 metros en primer plano.. 62

Figura 4.20. Excavacin sin xito de suelo contaminado utilizando otros mtodos.. 63

Figura 4.21. Sistema de refrigeracin ubicado alrededor y adyacente a la centralelctrica...... 64

Figura 4.22. Excavacin exitosa de suelo contaminado.... 64

Figura 4.23. Sistema de refrigeracin alrededor del sitio de descarga....... 65

Figura 4.24. Cilindro de recepcin (izquierda) integrado en el suelo congelado...... 65

Figura 4.25. Instalacin de tubera completada en una excavacin seca... 65

Figura 4.26. Sistema de apuntalamiento con suelo congelado instalado alrededor del lugarde trabajo, aprecindose la forma de T.. 66

Figura 4.27. Apuntalamiento de suelo congelado como beneficio para la excavacin..... 67

Figura 4.28. Losa ms baja en construccin cerca de la pared de apuntalamiento vertical

de suelo congelado protegida por aislamiento... 67

Figura 4.29. Sistema de apuntalamiento de suelo congelado instalado con dificultad sobrela ladera.. 68

Figura 4.30. Vista del castillo y del sistema de congelacin del terreno... 69

Figura 4.31. Fundaciones de la nueva casa en ejecucin... 69


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Figura 4.32. Principio de la instalacin de las tuberas del sistema de congelacin...... 69

Figura 4.33. Descripcin del lugar con el sistema de refrigeracin en el fondo 70

Figura 4.34. Tuberas de congelacin y colectores justo antes de cubierta para trabajo deexcavacin. 70

Figura 4.35. Vista del pozo congelado cubierto con la capa de aislamiento durante laexcavacin..... 71

Figura 4.36. Vista superior del pozo congelado, con la exposicin parcial de la pared 71

Figura 4.37. Vista superior del pozo.. 72

Figura 4.38. Vista de como las tuberas de congelacin estn siendo instaladas... 72

Figura 4.39. Vista del pozo un poco despus de que la congelacin inferior comenzara.. 73

Figura 4.40. Descripcin de las plantas de refrigeracin y sistemas mltiples.. 73

Figura 4.41. Vista superior del eje durante la excavacin para perforar 4 metros dedimetro. 74

Figura 4.42. Vista superior del pozo, paredes cubiertas del aislamiento y el pozo listo parala preparacin del microtnel 74

Figura 4.43. Vista de la planta de congelacin y sistema mltiple a la izquierda, y elcomienzo de la excavacin del pozo a la derecha. 75

Figura 4.44. Vista de como la red de alcantarillado abandonada es quitada antes de lacontinuacin de la excavacin... 75

Figura 4.45. Vista del pozo con sus paredes cubiertas del aislamiento. 76

Figura 4.46. Dentro del pozo despus de que la tubera de congelacin comenzara sutrabajo, preparando el microtnel para la instalacin del sello de salida.. 76


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Figura 4.47. Dentro del pozo despus de que el sello de salida de la mquina demicrotnel fue instalado 77

Figura 4.48. Vista del pozo durante la instalacin del sistema de congelacin. 77

Figura 4.49. Vista del pozo durante la congelacin... 78

Figura 4.50. Vista del lugar de trabajo con la planta de congelacin en el fondo a laizquierda, y el pozo congelado en primer plano 78

Figura 4.51. Parte del permetro de pared de suelo congelado, donde se ven claramente

las tuberas de congelacin 79

Figura 4.52. Imagen del lugar de ubicacin de la mina. 80

Figura 4.53. Detalle de una tubera de congelacin... 81

Figura 4.54. Imagen de la pared de suelo congelado. 82


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Congelacin de Suelo para Ingeniera en Geotecnia

Debido al desconocimiento existente sobre la Congelacin de Suelos y que esta es una

tcnica que se utiliza principalmente en suelos incompetentes y que se encuentran saturados de

agua, condiciones que se cumplen en grandes extensiones del sur del territorio nacional se hizo

necesario realizar la documentacin sobre el tema. De esta forma conocer sus parmetros de

diseo y consideraciones para su posible implementacin en Chile.

Para realizar esta documentacin, lo primero fue fijar las metas de la investigacin, donde

el principal objetivo es visualizar todo lo relacionado con la Congelacin de Suelos, a modo de

conocer el estado actual de la tcnica y los aspectos principales para implementar este sistema.Para llevarlo a cabo se recopil informacin en las bases de datos de la Universidad de

Chile y de la Universidad de La Frontera, adems de los sitios web de empresas extranjeras que

ofrecen el servicio a nivel mundial.

Esta documentacin consta de cuatro captulos dedicados slo al anlisis del mtodo. En

primera instancia, se entrega un completo detalle de lo qu es la tcnica de la congelacin de

suelos y su historia, asimismo, en que tipo de terreno se puede usar, los sistemas existentes en el

mercado y las consideraciones que se deben tomar en su diseo.Posteriormente, se describen todas las aplicaciones que puede tener un sistema de

congelacin de suelos, tanto en el rea de la construccin como en el campo medioambiental.

Mediante ilustraciones se pretende explicar a cabalidad todas las situaciones en que es factible

emplear el mtodo.

Luego, se entrega un listado de obras en las cuales su ejecucin implic la congelacin de

suelos, con fotografas y descripcin de los principales parmetros de diseo y complicaciones de

las faenas.

Para finalizar, se menciona las empresas que en Chile ofrecen el servicio de congelacin

de suelos, su ubicacin y algunos datos importantes sobre ellas.


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CAPTULO 1INTRODUCCIN


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CAPTULO 1. INTRODUCCIN

Congelacin del Suelo para Ingeniera en Geotecnia 1

1.1

Descripcin del Problema

Las corrientes de aguas subterrneas y los suelos sueltos y saturados pueden ser un

enorme problema en las tareas de excavacin y proyectos de tneles. En casos como estos, los

mtodos convencionales de estabilizacin no son satisfactorios, por lo que la congelacin de

suelos puede ser una excelente solucin.

La congelacin del agua del suelo es una aplicacin que cada vez se utiliza con mayor

frecuencia en casos de emergencia en la construccin, y surge como una estrategia de la

ingeniera civil en la construccin.

Las tecnologas utilizadas en la actualidad por las empresas dedicadas a este rubro,

permiten congelar el suelo de formas y a costos rentables nunca antes pensados.

La congelacin del suelo consiste en disminuir la temperatura del terreno en tal forma que

el agua se convierta en hielo, conformndose una especie de pared provisional, lo cual equivale a

aumentar la resistencia del material. El nivel de congelacin requerido depende de las

caractersticas geolgicas e hidrolgicas del terreno, y los tipos de suelo presentes, sus

propiedades trmicas y contenido de agua.

Este mtodo es empleado habitualmente en pozos de mina profunda, tneles, trabajo

temporal de sostenimiento y en general en excavaciones en suelos finos y saturados para

proyectos de construccin de Ingeniera Civil. Adems tiene aplicaciones en el rea

medioambiental, donde ha ganado terreno en sus usos para descontaminar o remover suelos y

aguas subterrneas contaminadas.

El proceso utilizado consiste a grandes rasgos en tuberas de congelacin instaladas

verticalmente en el suelo, dispuestas segn diseo y caractersticas del suelo de cada proyecto.

Un lquido congelante es circulado por estas tuberas, resultando la formacin de un muro desuelo congelado, con un espesor suficiente para sellar el agua y aguantar la pared de excavacin.

Una planta de refrigeracin en el sitio de trabajo suministra el fluido enfriador, similar al de los

refrigeradores convencionales, que circula en las tuberas congeladoras que se encuentran en

contacto con el suelo. En casos que se desea disminuir los tiempos de ejecucin, para acelerar la

accin congelante, puede ser utilizado nitrgeno lquido.


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Como resultado de la utilizacin de este mtodo se obtiene que el agua subterrnea es

controlada y las paredes de excavacin estabilizadas. Una vez concluidos los trabajos de la obra

se retira el sistema refrigerante y el terreno vuelve a su situacin anterior.

Luego de una breve explicacin del procedimiento en cuestin, se percibe que es una

tcnica que no se realiza en esta regin, ni en todo el territorio nacional, y que en muchos casos

se desconoce su existencia, beneficios y por ende, como se realiza.

Por estas razones se pretende investigar sobre la Congelacin de Suelos, para as conocer

el estado actual de las formas de llevar a cabo dicho procedimiento, para de este modo generar

una referencia de informacin para quienes deseen conocer de qu se trata y poder llegar a

utilizarlo en proyectos futuros.

Actualmente esta tcnica se realiza en pases tales como, Alemania, Espaa, Mxico,

Estados Unidos, Canad, y en general, pases que son reconocidos por los grandes avances

tecnolgicos que emplean en sus procesos.

Es de estos pases de donde se desea obtener toda la informacin necesaria para conocer a

cabalidad todo lo referente a la Congelacin de Suelos para estabilizacin momentnea de suelos

incompetentes.


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1.2 Objetivos

1.2.1 Objetivo General

Visualizar aspectos relacionados con la Congelacin de Suelos, a modo de conocer el

estado actual de la tcnica y los principales parmetros para implementar este sistema.

1.2.2 Objetivos Especficos:

Documentar que es un sistema de Congelacin de Suelos y sus principales aplicaciones.

Analizar procedimientos y tecnologa existentes en el mercado para poner en marcha este

sistema.

Citar algunos ejemplos de obras que hayan sido ejecutadas con este sistema.

Citar empresas que emplean este sistema de estabilizacin en Chile.


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CAPTULO 2CONGELACIN DE SUELOS


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CAPTULO 2. CONGELACIN DE SUELOS


2.1 Historia de la Congelacin de Suelos:

Una de las primeras aplicaciones de la congelacin artificial para excavaciones fue en

Inglaterra en 1862. Para excavar un pozo en arenas movedizas, se enterr una serie de tuberas,

por las cuales se hizo circular salmuera congelada por una mquina a ter. El pozo fue trazado y

excavado sin dificultad.

En 1883 un ingeniero alemn, F. H. Poetsch, us un proceso de congelacin para excavar

un ducto en la Mina Archibald en Saxony. Desde entonces, el progreso ha sido principalmente en

el mejoramiento de su tcnica. El proceso de Poetsch se utiliza hoy en da en casi todos los

proyectos de congelacin de suelos. En el pozo de la Mina Archibald, todas las tuberas de

congelacin fueron colocadas en el interior del rea a ser excavada. Cuando las tuberas fueron

destapadas, no lograron mantener por mucho tiempo la pared de hielo. Hoy, por lo general son

colocadas fuera del rea de excavacin.

Desde la ltima parte del siglo XIX, la congelacin ha sido usada en Europa para la

construccin de ductos y pozos donde existen condiciones subterrneas incompetentes. No fue

usado en el hemisferio occidental hasta mediados del siglo XX. El primer uso de suelo congelado

en el hemisferio occidental fue en 1949 para un pozo de potasio cerca de Carlsbad, Nuevo

Mxico. Despus de que mtodos convencionales fallaron, este pozo fue excavado usando el

proceso de Poetsch.

En 1959 el desarrollo de yacimientos de potasio en la provincia de Saskatchewan

(Canad) exigi la excavacin de pozos profundos, aproximadamente 1.100 metros de

profundidad. La estratigrafa del terreno indicaba la presencia de tres amplios estratos acuferos e

incompetentes. Mtodos convencionales de perforacin de pozos fallaron. Pero la congelacin

fue un xito. Por lo menos ocho proyectos de minera desde entonces han hecho uso de la

congelacin en la construccin de pozos.

Mayoritariamente la congelacin de suelos ha sido aplicada a faenas de excavacin en

proyectos de construccin, pero tambin ha sido usada para otro tipo de aplicaciones, por ejemplo

para construir grandes cavidades subterrneas para el almacenaje de gas lquido, de esta forma las

paredes congeladas adyacentes a los contenedores del gas lquido, reducen al mnimo la

posibilidad de ebullicin del material.


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2.2 Generalidades

La congelacin de suelos es una estabilizacin temporal del terreno, el cual es llevado a

temperaturas bajas, solidificndose en macizos de alta capacidad de soporte que lo convierten en

autoportante y le permiten servir de muro de contencin de los suelos adyacentes.

La congelacin comprende dos etapas: la fase activa en la cual el suelo se congela y la

fase pasiva en la cual se requiere mantener el suelo en su estado congelado. Durante la fase

pasiva la energa necesaria para el funcionamiento del sistema se reduce en aproximadamente 50

a 70% con respecto del mximo de la fase activa.

Se dice que es un proceso temporal y ambientalmente amistoso, ya que una vez retirado el

sistema refrigerante el terreno vuelve a su situacin original, sin generar cambios ni daos en l.

Generalmente, la congelacin se emplea en excavaciones en suelos blandos saturados. La

congelacin depende de las caractersticas geolgicas e hidrolgicas del terreno, y los tipos de

suelo presentes, sus propiedades trmicas y contenido de agua.

Una condicin para la aplicacin del proceso de congelacin es el suficiente grado de

saturacin que debe tener el suelo, ya que la resistencia que alcanza un terreno congelado

disminuye si el grado de saturacin es menor. En suelos exclusivamente hmedos se puede

alcanzar, por medio de la congelacin, slo un efecto de impermeabilizacin. Para estos casos el

porcentaje de agua puede ser aumentado artificialmente.

Otro factor que limita la aplicacin de la congelacin de suelos es la aparicin desmedida

de agua subterrnea, ya que sta le proporciona constante calor al proceso, impidiendo la

formacin de cristales de hielo. Por esta razn, el mtodo se hace ms rentable cuando la

velocidad de circulacin del agua subterrnea es baja. Para corrientes de alta velocidad es factible

su utilizacin, pero encarece el proceso, debido a que se deben utilizar ms tuberas o incrementar

las temperaturas, aumentando el uso de energa.

Debido a que existen estas limitantes, es necesario realizar anlisis geolgico, trmico e

hidrulico del terreno, para determinar las condiciones en que se deber congelar, porque si bien

es cierto se puede practicar el mtodo casi sin excepcin, para cada terreno se toman distintas

medidas dependiendo de las caractersticas inherentes de cada lugar, muy particulares de cada

terreno. Una vez que se realizan todos los anlisis, y se determina el tipo y condiciones del


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sistema de refrigeracin a utilizar, se pueden ver in situlas grandes bondades que tiene el uso de

estas tecnologas.

El suelo congelado advierte, comparado con un estado no congelado, mayor resistencia y

disminucin de la permeabilidad. Por lo tanto, mientras menor sea la temperatura de congelacin,

el suelo se har ms resistente y ms impermeable.

Estas dos propiedades son las que hacen que esta tcnica sea tan utilizada en pases como

Estados Unidos y Espaa, porque este cambio dual que sufre el suelo al ser congelado

proporciona que al mismo tiempo, la excavacin quede estabilizada sin peligro de

desmoronamientos de terreno, lo que mitiga a su vez los riesgos de accidentes en los trabajadores,

y adems se genera una barrera que impide el flujo de aguas subterrneas al interior de las fosas.

A continuacin se muestra una tabla que demuestra que a medida que se disminuye la

temperatura de congelacin, el terreno aumenta su resistencia.

Tabla 2.1.Ejemplos de resistencia del suelo congelado [kgf/cm2]

Tipo de SueloTemperatura de Congelacin

0 C 10 C 15 C 25 C

Arena gruesa 20 145 220 250

Arena de cuarzo fina 20 120 138 200

Arena arcillosa 14 80 90 135

Arcilla 10 60 72 100

Limo 5 30 35 50

Como se ha dicho anteriormente, la congelacin de suelos es un mtodo que resulta ser

una excelente solucin para proyectos en los que el suelo es incompetente y adems se encuentra

en condiciones de saturacin. Asimismo, como es una tcnica que ha sido trabajada desde hace

ms de cien aos, los progresos en ella son muchos, lo que ofrece una gran variedad de

aplicaciones y posibilidades para los distintos tipo de terreno y proyectos a ejecutar. Las

tecnologas que hoy en da se utilizan son muy avanzadas, y se han ido adaptando para abarcar

todo el mercado, es decir puede usarse en trabajos de pequea, mediana y gran envergadura.

Dentro de las ventajas que ofrece esta metodologa se pueden citar:


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Corta con eficacia el flujo de aguas subterrneas, eliminando las faenas de bombeo de napas o

pavimentar con hormign sellos para llevar a cabo diversos proyectos.

La congelacin se puede realizar en todo tipo de suelo y condiciones de aguas subterrneas,

controlando arena, arcilla, turba, grava, etc.

Vibraciones y ruidos muy bajos durante la instalacin del sistema de tuberas, lo que lo hace

una excelente alternativa en sitios sensibles cerca de edificios o estructuras existentes.

Fcilmente instalable alrededor y debajo de obras hidrulicas existentes, permitiendo su

empleo continuo sin la interrupcin de los servicios.

No es susceptible a ser afectado por interrupciones del suministro elctrico ya que el

apuntalamiento congelado puede permanecer estable durante semanas sin estar conectado.

2.3 Sistemas de Congelacin de Suelos

La mayor parte de los sistemas de congelacin de suelos son bastante similares en su

principio, con diferencias sutiles en los aspectos ingenieriles de cada terreno en particular. El

componente ms importante de este mtodo es el sistema de congelacin, consistente en una serie

de tuberas, instaladas con varias tcnicas de perforacin.

La cantidad, el espaciado, la profundidad y el tamao de las tuberas de refrigeracin son

nicos para cada terreno, y determinados sobre la base de las propiedades trmicas e hidrulicas

de los suelos, programacin de la obra de construccin y su rentabilidad.

Para llevar a cabo la congelacin se introducen en el suelo las llamadas Tuberas de

Congelacin, a travs de las cuales circula una sustancia fra para extraerle el calor al suelo y

congelar as el agua subterrnea. Para la fabricacin de fro existen dos tipos de procedimientos:

mediante gases lquidos y mediante aparatos de refrigeracin que usan sustancias alcalinas

(salmueras) como portador de fro.

Dentro de cada una de las tuberas de congelacin, se instala otra caera alimentadora, la

cual es de menor dimetro y permite la circulacin del medio congelante que fluye a la superficie

a travs del anillo de la tubera ms grande. El medio congelante vara segn la aplicacin

requerida. En proyectos que se requiere que la congelacin sea muy rpida, como por ejemplo

para la contencin del terreno despus de un desmoronamiento, el nitrgeno lquido es usado con


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temperaturas menores a 150 C. Sin embargo, para la mayor parte de los trabajos se usa las

sustancias alcalinas, por su menor costo.

2.3.1 Congelacin del Suelo Mediante Salmuera:

Este mtodo utiliza un refrigerante secundario, la salmuera. Este refrigerante secundario

es enfriado usando grandes plantas de refrigeracin porttiles que emplean el Amonaco (NH 3)

como un refrigerante primario. Estas plantas de refrigeracin comnmente son montadas sobre

remolques convencionales, y como fuente de poder utilizan la electricidad disponible en el

comercio o por generadores diesel. En su gran mayora tienen el mismo funcionamiento.

En un compresor se condensa y se calienta el Amonaco. En un condensador se enfra el

gas altamente comprimido y se vuelve lquido. Este lquido que est bajo una presin muy fuerte,

se distiende en el vaporizador y produce con ello un enfriamiento del sostenedor de fro llamado

Salmuera que generalmente es una solucin al 30% de Cloruro de Calcio o de Glicol de Etileno,

que tienen un punto de congelacin de aproximadamente 55 C y 50 C, respectivamente.

Figura 2.1.Principio de la congelacin mediante salmuera de calcio.


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congelado puede ser casi tan fuerte como el hormign y adems es impermeable, hacindolo el

ideal para la contencin de aguas subterrneas y el apuntalamiento de terrenos.

2.3.2 Congelacin del Suelo con Gas Lquido:

Para la congelacin con gas lquido, generalmente nitrgeno lquido, el gas es llevado

directamente desde un camin aljibe a las tuberas de congelacin. El punto de congelacin del

nitrgeno lquido es de 196 C, temperatura considerablemente ms baja que la de la salmuera.

Debido a esto el tiempo de congelacin en el procedimiento por medio de nitrgeno lquido, se

reduce a un quinto. As este mtodo es muy indicado de ser usado para apuntalar excavaciones,

en zanjas y hendiduras como tambin en aguas subterrneas con mucha corriente.

En proyectos, en donde la congelacin se debe mantener por un tiempo muy prolongado,

este proceso por gas se vuelve muy poco rentable.

Figura 2.3.Principio de la congelacin mediante nitrgeno lquido


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El nitrgeno lquido fluye por las tuberas de congelacin desde el camin aljibe

totalmente vaporizado enfriando el terreno en contacto con las tuberas. Despus de un momento

el suelo en contacto con el sistema comienza a congelarse, formando aproximadamente en una

semana una pared de hielo muy hermtica y cerrada de un dimetro cercano a 1 metro.

La fase activa, donde se forma el muro congelado, normalmente dura 4 a 7 das. El

consumo total de nitrgeno lquido en esta etapa es aproximadamente 1.500 a 2.500 litros de gas

para 1 m de terreno congelado. Las influencias geolgicas (las procedencias termales, el flujo de

agua, etctera) pueden influenciar este valor.

En la fase pasiva, de mantenimiento, la inyeccin de nitrgeno lquido disminuye, y el

terreno congelado deja de crecer conservando su volumen. Para mantener 1 m de terreno

congelado se necesitan cerca de 90 litros de nitrgeno lquido diario.

La ventaja que presenta la congelacin del suelo mediante nitrgeno lquido es su muy

bajo punto de congelacin, lo que permite que en muy poco tiempo se logre el estado congelado

del suelo, por lo que se recomienda su uso en la fase activa, es decir para la formacin de las

paredes congeladas.

2.4 Parmetros a Considerar en un Diseo de un Sistema de Congelacin de Suelos

2.4.1 Propiedades del Suelo

Se deben realizar calicatas al terreno, para tomar muestras inalteradas del suelo, y poder

emitir as un informe geotcnico, el cual debe contener como mnimo la siguiente informacin:

Identificacin de todos los estratos de suelo;

Identificacin de contaminantes y sus concentraciones respectivas, si los hubiera;

Las propiedades ndice del suelo, incluyendo el contenido de humedad y la distribucin

del tamao de los granos;

Las permeabilidades de todos los estratos; y

Niveles estacionales del contenido de agua del suelo.


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La ubicacin superficial y la instalacin de las tuberas de congelacin son

predominantemente basadas en la geometra de la zona que requiere la congelacin. El espaciado

entre dos tuberas de refrigeracin adyacentes y la profundidad de cada tubo sin embargo, es

dependiente de las propiedades del suelo y las condiciones de las aguas subterrneas.

La identificacin de los estratos de suelo es crtica en la determinacin de la profundidad

de congelacin requerida. En aproximadamente la mitad de los proyectos en que se aplica este

mtodo, la profundidad puede ser ampliada en un suelo de baja permeabilidad, previniendo fugas

verticales del agua subterrnea. En los proyectos restantes, se requiere que tcnicas de

perforacin enfocadas horizontal o direccionalmente instalen las tuberas de refrigeracin de

manera de aislar el fondo del rea de contencin. En los estratos de alta permeabilidad tambin se

debe identificar la posibilidad de un impacto negativo sobre el proceso de congelacin, si este no

fuere definido en las etapas de diseo conceptuales.

El flujo de aguas subterrneas por estratos permeables puede retardar, y en algunos casos

incluso impedir, la formacin de la barrera congelada. Sin embargo, en la mayor parte de sus

usos, es posible vencer los efectos adversos de las aguas subterrneas mviles a travs de la

disminucin de la temperatura del medio de refrigeracin o reduciendo el espaciado entre las

tuberas de refrigeracin adyacentes. Otras propiedades del suelo, particularmente los niveles de

aguas subterrneas estacionales y la permeabilidad de los suelos, deben ser consideradas en la

evaluacin del flujo de aguas subterrneas mviles.

En el caso de haber presencia de contaminantes, el tipo y las concentraciones por lo

general son identificados en las fases tempranas de la investigacin y son factores claves en el

diseo, el funcionamiento a largo plazo y la construccin de la barrera congelada de suelo.

Durante la fase de diseo, es imperativo que las pruebas de laboratorio sean conducidas para

determinar la temperatura del punto de congelacin. Deben tomarse muestras inalteradas del

suelo contaminado desde reas cercanas a la posible ubicacin de la pared congelada de suelo.

Este punto de congelacin es usado en la fase de diseo para determinar la temperatura de

refrigeracin requerida.

En un ensayo de permeabilidad de suelo congelado, una muestra inalterada de cada estrato

de suelo es congelado en una celda triaxial en la cual el fluido es el glicol de etileno refrigerado a

una temperatura compatible con la franja externa de la pared congelada del suelo. La


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impregnacin que ocurra en esta prueba debera ser la concentracin ms fuerte de las aguas

subterrneas contaminadas que se esperan en terreno.

Las cargas de presin aplicadas sobre la muestra deberan ser homlogas a las condiciones

del terreno. Esta prueba debera ser realizada a largo plazo, para ir registrando medidas con

frecuencia. Si falla el material congelado, entonces ser necesario comenzar con una nueva

muestra y realizar la prueba a una temperatura ms fra. Muestras consecutivas deberan ser

evaluadas a temperaturas cada vez ms fras hasta que una prueba satisfactoria sea completada.

Las propiedades ndices de los suelos, en particular el contenido de agua y el anlisis del

tamao de los granos, son necesarias para realizar el anlisis de las propiedades trmicas del

suelo. Este anlisis es usado para determinar el tiempo requerido para congelar y tambin

participa en la determinacin del espaciado entre tuberas de refrigeracin. Habitualmente las

arenas de grano ms grande y bajo ngulo de friccin, y las gravas se congelan mucho ms rpido

que las arcillas y limos. Para cada tipo de suelo, las propiedades trmicas varan segn el

contenido de agua. Se requiere energa para el cambio de fase de agua a hielo, por lo tanto, a

mayor contenido de agua, ms energa es necesaria para congelar, o se requiere de un mayor

tiempo de refrigeracin si se utiliza una cantidad de energa inferior. La mayora de los proyectos

que han utilizado la congelacin de suelos desde principios de los aos 1900 ha estado en la

industria de construccin, y requiere un espaciado entre tuberas de refrigeracin de

aproximadamente 0,9 metros, con una temperatura de refrigeracin media de 25 C.

Como se dijo antes, el potencial movimiento del agua debe ser cuidadosamente evaluado

antes de la iniciacin de los procedimientos de congelacin. La evaluacin de las

permeabilidades debera ser realizada usando pruebas in situ de bombeo. Despus de esta

evaluacin, deberan ser verificados los niveles piezomtricos de toda el rea que ser contenida,

esto es determinar la presin de agua en el terreno o el nivel de agua en las calicatas. Cualquier

gradiente observado debera ser correlacionado con valores de permeabilidad para evaluar

velocidades de aguas subterrneas. Estas velocidades entonces son usadas para determinar el

espaciado entre las tuberas de refrigeracin y temperaturas de congelacin requeridas. Estas

consideraciones deberan ser tomadas cuando la evaluacin incluya los niveles de piezmetro

estacionales y / o fluctuaciones de marea, debido a que pueden inducir el movimiento de las

aguas subterrneas que puede ser perjudicial para el proceso de congelacin.


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2.4.2 Anlisis de las Propiedades Trmicas

El anlisis de las propiedades trmicas es el componente ms importante del diseo de un

sistema de congelacin de suelos. Cuatro parmetros independientes comprenden los factores

para completar este anlisis, bajo la suposicin de condiciones hidrostticas.

Las propiedades de conductividad trmica del suelo;

Tiempo requerido para congelar;

Temperaturas de refrigeracin; y

Separacin entre tuberas de congelacin

2.4.3 Cantidad y distanciamiento de tuberas de un sistema de congelacin

Las propiedades trmicas comprenden el parmetro ms constante en esta fase del

anlisis, mientras que el tiempo requerido para congelar es el ms variable y dependiente. Con el

resto de los parmetros del suelo constantes, generalmente puede ser asumido que a mayor

temperatura del refrigerante y la separacin entre las tuberas de refrigeracin sea ms grande, se

requerir de un tiempo ms prolongado para que el suelo se congele.

Las temperaturas de refrigeracin son una funcin de la capacidad del sistema de

congelacin. La energa elctrica necesaria para producir estas temperaturas aumenta mientras

ms bajas sean las temperaturas requeridas.

Cada planta de refrigeracin es limitada a la cantidad de metros lineales totales de tuberas

de refrigeracin que eficientemente puedan congelar. Habitualmente una planta de refrigeracin,

segn la experiencia, puede congelar entre 2.100 a 3.200 metros de tuberas. As como los

aumentos de metraje, las temperaturas de congelacin mximas son ms altas durante la

refrigeracin inicial. Como antes se dijo, las temperaturas ms altas requerirn de un tiempo ms

largo para lograr congelar el terreno.

El espaciado entre tuberas de congelacin adyacentes tambin tiene efectos sobre el

tiempo requerido para congelar, el cual es calculado sumiendo temperaturas de refrigeracin

constantes. El espaciado mayor, requiere de menos tuberas, que son las que demandan la

cantidad de salmuera de refrigeracin. El espaciado ms distanciado requiere ms tubos, pero el


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refrigerante estar a una temperatura mayor. Ya que los gastos de instalacin son significativos

aadiendo tubos, generalmente el diseador usar el mayor espaciado posible para formar el hielo

en el plazo de tiempo requerido.

Despus de la determinacin del espaciado y el correspondiente nmero de tuberas, se

calcula la capacidad de refrigeracin. Este proceso est basado en un sistema de varias pruebas,

que entonces son evaluadas en un anlisis de comparacin de costos.

2.4.4 Anlisis Hidrulico

El anlisis de las propiedades trmicas est basado en la suposicin de que las aguas

subterrneas son esencialmente estticas. Las velocidades de aguas subterrneas de menos de 5

metros/das generalmente no tienen un impacto significativo sobre el proceso congelante. Cuando

las velocidades son mayores, se deben realizar ajustes al diseo, bajando la temperatura de

refrigeracin o disminuyendo el espaciado entre las tuberas adyacentes. El aumento del tiempo

requerido para congelar el suelo no compensar el movimiento de aguas subterrneas.

2.4.5 Procedimiento de Instalacin

El aspecto ms significativo de la construccin de una barrera congelada de suelo es la

perforacin y la colocacin individual de cada tubo de congelacin. Las tuberas no slo deben

ser instaladas rpidamente, adems debe hacerse dentro de pequeos mrgenes de tolerancia que

aseguren su colocacin lo ms prxima a la posicin vertical. Las tuberas instaladas con

espaciados de 0,9 metros sobre el centro podran tener separaciones bastante mayores en la

profundidad si no hay ningn control de alineacin durante la perforacin.

Durante la perforacin, es necesario mantener el conducto abierto a lo largo de toda la

profundidad hasta que la tubera de congelacin sea bajada. Varios mtodos de perforacin han

sido usados incluyendo barrenos de perforacin helicoidales, posteadoras, etc. Un mtodo ms

actual que recientemente fue usado en un proyecto de construccin de un eje profundo en Ciudad

de Nueva York, es el mtodo de doble tubo de rotacin inversa. Este sistema es capaz de penetrar

la broca del taladro en rangos de hasta 30 metros por hora en subsuelos glacialmente

sedimentados. Despus de que la perforacin inicial es realizada, se taladra un pozo de sondeo de


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dimetro ligeramente ms grande permitiendo la retractacin de la broca manteniendo el

conducto abierto. Entonces, la tubera de congelacin es bajada en el agujero revestido por

secciones roscadas de 6 a 12 metros. Despus de que el tubo es bajado, el revestimiento es

quitado y a cada tubera de congelacin se le realiza pruebas de presin para verificar e

inspeccionar posibles filtraciones utilizando un inclinmetro orientable. Si cualquiera de las dos

tuberas adyacentes tiene grandes desviaciones que exceden las tolerancias aceptables, se instala

un tubo adicional.

Despus de finalizadas las faenas de perforacin e instalacin de tuberas, el sistema es

conectado a la planta de refrigeracin a travs de un colector de suministro y retorno, el cual est

formado por una serie de tuberas de 6 pulgadas de dimetro situadas en todo el permetro de la

barrera. Despus de realizada la conexin, el sistema entero es cargado con el refrigerante

circulante, ya sea cloruro de calcio o glicol de etileno, ambos ecolgicamente seguros. Este

refrigerante es enfriado a travs de la planta de refrigeracin y distribuido a travs del sistema de

suministro y retorno, y sus correspondientes tuberas de congelacin. La circulacin es mantenida

por una serie de bombas centrfugas localizadas en la planta de refrigeracin y dentro del sistema

de suministro, de ser requerido.

Un punto clave que a menudo se pasa por alto en la operacin de sistemas de congelacin

de suelos, es que el refrigerante sirve como transmisor de calor al medio, extrayendo el calor del

suelo a medida que circula por las tuberas. El volumen y el rango del flujo del refrigerante a

travs de todo el sistema, incluyendo la planta de refrigeracin, son tan necesarios para el proceso

de congelacin como la temperatura. Una simulacin por computadora del lquido de

refrigeracin, de forma muy parecida a la utilizada para el anlisis de la red de tuberas se usa a

menudo para controlar la velocidad del refrigerante en aquellos proyectos que tienen el

suministro y colectores de retorno excepcionalmente extensos.

2.4.6 Instrumentacin

Una vez que la congelacin ha comenzado, se requiere la supervisin cuidadosa del

proceso, para asegurar la formacin el muro de barrera y tambin verificar cuando la congelacin

est completa. El mtodo ms directo de evaluar la formacin de la barrera congelada es ir

midiendo la temperatura del suelo. Durante el proceso de perforacin, se instalan varias tuberas


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de monitoreo de la temperatura. Estos tubos son idnticos a los de congelacin, slo que no son

conectados al sistema de circulacin del refrigerante. En cambio, son llenados de cloruro de

calcio para prevenir su congelacin mientras una serie de sensores Termopar son bajados dentro

de los tubos. Los termopares son colocados en profundidades especficas dentro de cada tubera

para coincidir con varios estratos subsuperficiales.

Figura 2.4.Esquema de un Termopar.

La figura 2.4 muestra un termopar, el cual es un circuito formado por dos metales

distintos que produce un voltaje que es funcin de la diferencia de temperatura entre uno de los

extremos denominado "punto caliente" y el otro denominado "punto fro".

El flujo del refrigerante, la temperatura y la presin son monitoreados en varias

ubicaciones a lo largo de todo el colector para verificar los resultados del anlisis de red

hidrulico. Muy a menudo es necesario realizar ajustes en las diversas vlvulas de flujo

hidrulico de manera que se logre la formacin uniforme de la barrera. En algunos casos donde

hay apreciables carencias de flujo, es necesario instalar bombas adicionales dentro del sistema.


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Durante la congelacin, tambin se requieren supervisiones continuas de la(s) planta(s) de

refrigeracin. Las plantas de refrigeracin ms modernas usadas para la congelacin de suelos

son elctricamente alimentadas montadas en unidades de remolque mviles. El amonaco es

usado como el refrigerante primario que enfra el cloruro de calcio o el glicol de etileno en un

gran transformador de calor. La mayora de las plantas requieren 480 voltios para su

funcionamiento, utilizan energa elctrica trifsica, y es necesario que exista disponibilidad de

electricidad comercial o tambin pueden ser alimentadas por generadores diesel. La supervisin

de la planta de amperaje, de la presin del refrigerante y del proceso de temperaturas es necesaria

varias veces al da. Los datos son evaluados y comparados con la respuesta de la temperatura de

terreno para verificar que el sistema est funcionando de acuerdo con el diseo.

2.4.7 Terminacin

La formacin completa de la pared congelada de suelo por lo general es indicada por los

datos de temperatura en terreno, y confirmada por niveles de piezmetro. En usos de

construccin, por lo general se realiza una prueba de bombeo en el interior de la contencin.

Tambin se realizan mediciones con piezmetros externos, y la incapacidad del equipo de reflejar

las operaciones de bombeo confirma la integridad de la barrera. Una vez que se confirma que la

barrera ya est formada, las operaciones de la planta, y por consiguiente los gastos de energa, se

ven considerablemente reducidos. Para paredes congeladas sin exposicin al aire, como es el caso

de una excavacin de construccin, la mantencin slo requiere que la planta sea controlada cada

tres semanas. En Milwaukee, Wisconsin, ha habido varios casos donde la tierra congelada para la

construccin de ductos a gran profundidad ha permanecido congelada ms de un ao despus que

se ha retirado el sistema de congelacin.


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CAPTULO 3APLICACIONES DE LA

CONGELACIN DE SUELOS


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CAPTULO 3. APLICACIONES DE LA CONGELACIN DE SUELOS


3.1 Congelacin de Suelos para Aplicaciones en la Ingeniera Civil:

Las principales aplicaciones de la congelacin del suelo son proporcionar el

apuntalamiento y control de las aguas subterrneas para facilitar la excavacin, la construccin y

otras actividades sobre terrenos con una alta capa fretica (nivel hidrosttico).

Esto elimina la necesidad de sistemas de apuntalamiento estructurales y de bombeo de

agua. Esto tambin crea una superficie muy resistente, duradera para el equipo de construccin,

an en suelos incompetentes. La congelacin de suelo proporciona un apoyo fuerte y estable a las

fundaciones cercanas a las excavaciones, tanto nuevas como existentes. (Dan Mageau, 1998,

Ingeniero Civil)

Figura 3.1.Representacin grfica del apuntalamientocongelado de un corte vertical de terreno, que permite

el trnsito seguro de maquinaria y trabajadores

en el fondo de la excavacin

En la promocin de la aplicacin de la congelacin de suelos en el rea de la ingeniera

civil, destaca principalmente la capacidad de la tecnologa empleada de alcanzar un resultado

deseado. La resistencia del suelo congelado es por lo general ms alta que la del hormign. Esta

caracterstica de alta resistencia ms la capacidad de bloquear el flujo de agua hace que esta

tcnica sea muy eficaz para apuntalar suelos saturados y sueltos. Congela la arena suelta, mojada


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para prevenir la licuefaccin durante un terremoto. En la mitigacin de derrumbamiento, esto

crea puntos fuertes para la estabilizacin de taludes. (Dan Mageau, 1998, Ingeniero Civil)

Histricamente, el suelo congelado para uso en obras civiles, no ambientales, ha sido

usado principalmente en grandes y complejos proyectos donde las aguas subterrneas y suelos

desmoronables crean una situacin inestable y la congelacin del suelo representa la nica

solucin posible. La tecnologa ha sido aplicada en Europa y Norteamrica durante ms de un

siglo generando cientos de casos documentados donde la congelacin temporal del suelo ha sido

empleada sobre una variedad de obras de construccin y proyectos mineros. (Dan Mageau, 1998,

Ingeniero Civil)

Los mtodos para congelar el suelo usados en todo el mundo por la mayor parte de las

empresas estn basado en un proceso de congelacin rpida utilizando salmuera circulante o, en

algunos casos, nitrgeno lquido. Estos mtodos son rpidos, pero muy caros y utilizan grandes

equipos con altas exigencias elctricas, por lo que su uso es rentable y conveniente slo para

proyectos de gran envergadura. A finales de 1996, se complet el desarrollo de nuevas tcnicas

que permiten el empleo de tuberas ms pequeas, y equipos de refrigeracin tambin de menor

tamao. El diseo puede ser modificado para congelar rpidamente, de ser necesario, o ms

despacio al menor costo si el tiempo lo permite. Los ahorros en los costos sobre sistemas

convencionales de congelacin que actualmente estn siendo usados en aplicaciones civiles son

significativos. (http://www.cryocell.com)

El desarrollo de estos equipos de menor tamao permite ampliar la congelacin de suelos

desde los usos convencionales de gran escala a los siguientes mercados civiles que

especficamente apuntan a proyectos pequeos e intermedios, de modo que puedan acceder a esta

tecnologa a un costo equivalente a la envergadura de sus necesidades: (http://www.cryocell.com)


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3.1.1 Excavaciones Poco Profundas Control de aguas subterrneas naturales a baja

profundidad

Figura 3.2.Esquema representativo control de aguas

subterrneas naturales a baja profundidad

Detencin del flujo de aguas subterrneas a lo largo de los lados y el fondo de las

excavaciones para eliminar las faenas de bombeo.

Proporciona apuntalamiento estable sin sistemas de contencin internos o puntales.

El suelo congelado permite el trfico de maquinaria pesada a lo largo de la cima de la

pared, sin que exista desmoronamientos o fallas de los costados de la excavacin.

El sello de hormign del fondo de la excavacin por lo general puede ser eliminado.

Apropiado para excavaciones hasta aproximadamente 12 metros de profundidad.

Costos comparables a los sistemas de apuntalamiento convencionales (estructuras de

madera o metal).


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3.1.2 Excavaciones Poco Profundas Control de aguas subterrneas no naturales a baja

profundidad. Terrenos Pequeos

Figura 3.3.Esquema representativo control de aguassubterrneas naturales a baja profundidad, terrenos pequeos

Puede ser diseado para cortar completamente el flujo de aguas subterrneas en la

excavacin.

El sistema de congelacin puede ser instalado en cualquier ngulo para acomodar

coacciones de espacio del terreno.

Puede ser modificado: tuberas verticales sobre un lado y tuberas inclinadas del otro lado.

El sostenimiento del terreno es garantizado si se congela a una altura mayor que laprofundidad de la excavacin.

Este mtodo de apuntalamiento es muy rentable cuando hay presencia de aguas

subterrneas contaminadas.

Puede ser usado con eficacia en profundidades de 12 metros o ms.


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3.1.3 Excavaciones Poco Profundas Control de aguas subterrneas no naturales a baja

profundidad. Terrenos Grandes

Figura 3.4.Esquema representativo control de aguassubterrneas naturales a baja profundidad, terrenos grandes

Permite a excavaciones grandes y de poca profundidad ser logradas en condiciones secas

sin bombear.

Las tuberas de congelacin son instaladas casi horizontalmente usando mtodos de

perforacin direccionales.

Sella completamente la excavacin de aguas subterrneas.

El sostenimiento del terreno es garantizado si se congela a una altura mayor que laprofundidad de proyecto de la excavacin.

Se adapta a terrenos de tamao y forma variable, con longitudes hasta de 300 metros.

Puede ser usado tambin para cortar el flujo de aguas subterrneas bajo estructuras

existentes.

Rentable a profundidades de 18 metros o ms.


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3.1.4 Excavaciones Profundas Control de aguas subterrneas naturales cerca del fondo de la

excavacin.

Figura 3.5.Esquema representativo control de aguas subterrneas

naturales cerca del fondo de la excavacin.

La forma circular de la pared de suelo congelado proporciona un apuntalamiento muy

fuerte sin necesidad de usar otro tipo de contencin interna convencional.

Este mtodo ha sido usado sobre unos cientos de ejes por todo el mundo a profundidades

de 240 metros.

Corta completamente el flujo de aguas subterrneas, eliminando la necesidad de utilizar

sistemas de bombeo.

Un sello de suelo congelado puede ser creado en sitios donde ningn otro mtodo de

detencin de flujos de aguas subterrneas naturales est presente.

Puede ser usado en casi todos los tipos de suelo y condiciones de aguas subterrneas .


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3.1.5 Construccin de Tneles

Figura 3.6.Esquema representativo construccin de tneles

Proporciona estabilidad para permitir la construccin de tneles en suelos mojados,

sueltos o con fallas.

Eficaz para control de aguas subterrneas en excavacin de tneles.

El suelo/roca congelado puede ser usado como apuntalamiento alrededor del suelo

descongelado o la masa completa de suelo/roca puede ser congelada.

El apuntalamiento de suelo congelado tambin puede ser usado para estabilizar la tierra de

los accesos y salidas de los tneles.


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3.1.6 Pared de Detencin del Flujo de Aguas Subterrneas

Figura 3.7.Esquema representativo pared de detencindel flujo de aguas subterrneas

Porque el suelo congelado tiene muy baja permeabilidad muy baja es muy eficaz como

bloqueo del flujo de aguas subterrneas.

Una pared de suelo congelado puede ser usada para impedir que aguas subterrneas entren

en minas abiertas, hoyos de grava, terraplenes y otras instalaciones similares que son

debajo de aguas subterrneas.

Elimina o reduce enormemente la necesidad de bombear las napas subterrneas.

Tambin puede ser usado parar detener la migracin de aguas subterrneas contaminadascerca de corrientes o lagos.


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3.1.7 Recuperacin de Mquinas Perforadoras Subterrneas

Figura 3.8.Esquema representativo recuperacinde mquinas perforadoras

Puede ser rpidamente empleado para recuperar mquinas perforadoras daadas con o sin

la utilizacin de sistemas de bombeo de aguas.

El sistema de refrigeracin puede congelar el suelo bajo cualquier revestimiento para as

poder sellar el paso de aguas subterrneas.

Eficaz en terrenos con sobrecargas bajas o altas, cerca de estructuras existentes o en

terrenos sensibles a vibracin.


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3.1.8 Ejes de Acceso Para Mquinas Perforadoras

Figura 3.9.Esquema representativo ejes de accesopara mquinas perforadoras

Proporciona apuntalamiento estable durante las operaciones de la mquina perforadora

prcticamente sin necesidad de utilizar sistemas de bombeo de aguas.

Un collarn es integrado en la pared de suelo congelada para permitir a la mquina

perforadora entrar y salir manteniendo las aguas subterrneas fuera.

Puede ser diseado para proporcionar una pared esttica para la mquina perforadora, ya

que este equipo es una taladradora que para avanzar necesita que se aplique una fuerza en

el sentido del avance, se consigue la fuerza mediante gatas actuando contra una paredesttica.


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3.1.9 Como Apuntalamiento para Estructuras Existentes

Figura 3.10.Esquema representativo de apuntalamientopara estructuras existentes

Previene el movimiento vertical y horizontal de estructuras adyacentes durante la

excavacin.

Eficaz en arena y grava mojada donde las fallas del terreno por ciclos de hielo deshielo

no es una preocupacin.

Empleado para el proyecto del metro de Washington D.C. para proteger edificios

histricos.


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3.1.10 Estabilizacin de Suelos con Baja Capacidad de Soporte

Figura 3.11.Esquema representativo de estabilizacin desuelos con baja capacidad de soporte

Es un mtodo ambientalmente amistoso para estabilizar suelos muy poco resistentes,

como es el caso de la turba, durante las faenas de construccin.

Crea temporalmente vas de trabajo muy resistentes que permiten el trnsito de

maquinaria y equipos de construccin muy pesados.

Para instalar y fundar el sistema de congelacin y el aislamiento, las excavaciones pueden

ser realizadas a mano con mucha facilidad debido a la suavidad del terreno.

Cuando el proyecto es completado, el sistema de congelacin es quitado, permitiendo alsuelo descongelarse gradualmente sin perder sus caractersticas iniciales.


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3.1.11 Estabilizacin de Terrenos con Fallas y Desmoronamientos

Figura 3.12.Esquema representativo de estabilizacin deterrenos con fallas y desmoronamientos

Estabiliza laderas con fallas creando zonas de refuerzo de suelo congelado.

Puede ser usado como una estabilizacin temporal del terreno para permitir la

movilizacin segura de equipos de construccin.

Tambin puede ser usado como una solucin a largo plazo donde otros mtodos no son

factibles.


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3.1.12 Mitigacin de la Licuefaccin y la Contaminacin

Figura 3.13.Esquema representativo de mitigacinde licuefaccin y contaminacin

Estabiliza la arena suelta y mojada de modo que no exista licuefaccin durante un

terremoto.

Permite al empleo de fundaciones bajas, en vez de caras cimentaciones en pilotes, para

una vida de diseo de 30 aos.

Donde la contaminacin est presente, la congelacin de suelo impide la migracin de las

partculas contaminantes indefinidamente.

Los costos de mantenimiento son gastos de electricidad relativamente bajos.


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3.2 Congelacin de Suelos para Usos Ambientales

Hay muchos usos ambientales para la congelacin de suelos tambin.

Esto puede proporcionar una barrera in situ para la contencin de aguas subterrneas

contaminadas y una barrera inferior en terraplenes u otros sitios contaminados, y proporciona el

apuntalamiento temporal para la construccin de barreras permeables o excavacin de

escombros. Esto crea un ambiente seco y seguro para la construccin y la excavacin. Por otro

lado, tambin desvincula el suelo y los contaminantes para prevenir una mezcla peligrosa durante

la remocin, e incluso ayuda con la recuperacin segura de artillera no explosionada.

Estas tecnologas han sido probadas tanto en laboratorio como en terreno, y se ha

determinando que son totalmente efectivas y rentablemente convenientes.

Dentro de las tcnicas de congelacin de suelos para usos ambientales son tres los

mtodos ms utilizados, stos son Barreras de Suelo Congelado; Remocin de la Contaminacin,

Residuos Mixtos o Artillera No Explosionada; y Recuperacin In Situ del Terreno

3.2.1 Barreras de Suelo Congelado

Las barreras de suelo congeladas para contener la radiacin de alto nivel han sido

satisfactoriamente probadas por el Departamento de Energa Estadounidense (DOE), en sus

instalaciones de Tennessee. Esta tecnologa ahora es catalogada como una de las diez tecnologas

de punta del DOE y est siendo considerada seriamente en varias otras reparticiones de este

departamento.

El uso de esta tcnica advierte grandes ventajas, dentro de las cuales se encuentran:

Permeabilidad Muy Baja: la permeabilidad del suelo congelado ha sido ampliamente

sometida a diversos test, tanto en el laboratorio como in situ y se ha demostrado que es muy

baja, menos de 10 10

cm/seg. Pruebas en terreno indican que no existe migracin de tritio1,

1El tritio es un istopo natural del hidrgeno; es radiactivo. Su smbolo es 3H. Su ncleo consta de un protn y dos neutrones.

Tiene una semivida de 12,3 aos.


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metales, hidrocarburos u otros tipos de contaminantes en la tierra congelada en sitios donde la

contaminacin de aguas subterrneas ha estado contenida naturalmente por la congelacin

perpetua por hasta 30 aos. Las pruebas de difusin sobre muestras que contienen plutonio y

otra contaminacin radiactiva demuestran que la tierra congelada tiene la difusin sumamente

baja.

Obras en Todas Las Condiciones del Suelo:Para las faenas de barreras de suelo congelado

casi en todos los tipos de suelo, y estado de este, se puede instalar una tubera de 3 pulgadas de

dimetro. Esto incluye arena suelta, bolones y grava con canto rodado, turba, arcilla y suelos

que contienen obstculos. Las temperaturas de congelacin penetran todos los materiales,

asegurando as una barrera continua. Se puede instalar tuberas de congelacin cerca,

alrededor o debajo de casi cualquier tipo de red de utilidad sin la interrupcin del servicio.

Faenas de Congelacin en Suelos ridos: Incluso en condiciones insaturadas, la congelacin

de suelo es eficaz como una barrera. Como el fluido contaminado que gotea desde un tanque

va cayendo en la zona congelada, rpidamente se congela, solidificndose. De ser necesario, el

agua puede ser aadida selectivamente cerca de las tuberas de congelacin para incrementar

el contenido de hielo y reducir an ms la permeabilidad.

Temporal o de Largo Plazo: Las barreras de suelo congeladas pueden ser usadas para la

contencin temporal para as prevenir la migracin de sustancias contaminadas hasta que un

tratamiento conveniente sea desarrollado. Esto, desde luego, reducir considerablemente la

cantidad de aguas subterrneas y suelo contaminados que tarde o temprano debern ser

tratados, reduciendo as gastos de responsabilidad y de limpieza. La congelacin de suelo

tambin puede ser usada como una barrera de largo plazo. Las tecnologas ms recientes han

reducido considerablemente el equipo congelante, la instalacin y gastos de operacin.

Tambin, los gastos elctricos para mantener una barrera de suelo congelada son relativamente

bajos.


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Puede ser completamente removida: A diferencia de la mayor parte de otras barreras, una

barrera de suelo congelado puede ser completamente quitada despus de que el terreno es

tratado y descontaminado, simplemente cortando el paso de la electricidad y permitiendo a la

tierra descongelarse naturalmente.

Totalmente Monitoreable: Las barreras de suelo congelado pueden ser supervisadas de

muchas formas para verificar que el proceso funciona. Esto incluye cables para medir la

temperatura, verificar el espesor de la pared de suelo congelado y sensores de presin para

identificar problemas con el sistema refrigeracin. La integridad de la pared congelada puede

ser testeada por el muestreo de agua de piezmetros y la utilizacin de tcnicas geofsicas,

incluyendo el radar de penetracin del suelo, la respuesta electromagntica y la respuesta

acstica.

3.2.1.1

Aplicaciones de Barreras de Suelo Congelado en Terrenos Contaminados:

3.2.1.1.1 Contencin de Suelo o Aguas Subterrneas Contaminados Sin Atajo Natural de

Aguas Subterrneas en Profundidad Baja

Figura 3.14.Esquema de contencin en profundidad baja


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El suelo congelado es esencialmente impermeable, por lo que la buena utilizacin de este

mtodo entrega una satisfactoria barrera de contencin.

Contiene completamente el suelo y aguas subterrneas contaminados para usos a corto

plazo o tiempos prolongados (30 o ms aos).

Excelente para reducir tiempo y costos de proyectos de tratamiento de terrenos

contaminados por entrada restrictiva de aguas subterrneas desde fuera del sitio.


Aguas Subterrneas en Profundidad Baja Terrenos Pequeos

Figura 3.15.Esquema de contencin en profundidad baja, terrenos pequeos

Esta tecnologa permite la contencin completa a lo largo de los lados y fondo del terreno,

donde ninguna capa impermeable est presente.

Los fondos son sellados instalando tubos de congelacin verticales que conectan con las

tuberas V.

Eficaz en terrenos con menos de 30 metros de ancho.

Puede ser usado en un tratamiento de terreno existente para cortar aguas subterrneas para

as aumentar la eficacia del nuevo sistema de tratamiento y reducir gastos de limpieza.


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Aguas Subterrneas en Profundidad Baja Terrenos Grandes

Figura 3.16. Esquema de contencin en profundidad baja, terrenos grandes

Contiene completamente la contaminacin a lo largo de los lados y fondo de terrenos

grandes.

Las tuberas de congelacin son instaladas usando mtodos de perforacin direccionales.

Puede ser usado en terrenos grandes de 300 metros de longitud.

3.2.1.1.4 Estabilizacin Completa de Suelo/Aguas subterrneas Contaminados Bajo

Nivel de Contaminacin

Figura 3.17. Estabilizacin de suelo con bajo nivel de contaminacin


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Estabiliza el suelo y aguas subterrneas e impide la migracin indefinidamente.

El terreno puede ser reurbanizado rentablemente aislando la superficie y cubrindolo con

grava. De esta forma los edificios pueden ser fundados sobre zapatas baratas en vez de

sistemas de pilotaje.

El mantenimiento del suelo congelado es relativamente barato y puede y este costo puede

formar parte de los gastos comunes del edificio. El suelo permanecer estable durante

semanas o meses si se cortara el suministro elctrico.

3.2.1.1.5 Estabilizacin Completa de Suelo/Aguas subterrneas Contaminados Alto

Nivel de Contaminacin

Figura 3.18. Estabilizacin de suelo con alto nivel de contaminacin

Estabiliza y previene la migracin de suelo contaminado y aguas subterrneas que son

localizadas profundamente en el terreno (9 12 metros de profundidad).

Las tuberas de congelacin son instaladas en la profundidad de diseo usando

perforacin direccional.

La zona contaminada puede ser congelada durante aos a un costo muy competitivo.


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3.2.1.1.6 Barreras Reactivas Permeables Funnel and Gate (Embudo y Compuerta)

Figura 3.19. Barreras deembudo y compuerta (Funnel and Gate)

Las barreras reactivas permeables se instalan donde se ha identificado un flujo de aguas

subterrneas contaminadas para su tratamiento.

La congelacin de suelo es un modo muy bueno de crear una barrera permeable. Esto se

realiza mediante la instalacin de dos filas paralelas de paredes congeladas, el suelo

descongelado entre ellas es excavado y reemplazado por material de tratamiento (reactivo), lo

que da origen a la barrera permeable por la cual se hace circular el agua contaminada para su

depuracin. Esta barrera es parte de un embudo que dirige las aguas subterrneas contaminadas

hacia la parte reactiva de la pared, disposicin que recibe en ingls el nombre de funnel and

gate.

Entre los materiales reactivos ms corrientes que pueden emplearse estn el hierro, la

caliza y el carbono. Los materiales reactivos se mezclan con arena para facilitar que el agua fluya

a travs de la barrera, en lugar de alrededor de ella.


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3.2.2 Remocin de Suelos Contaminados, Residuos Mixtos o Artillera No Explosionada

Esta tecnologa permite el retiro y tratamiento seguro del suelo y/o aguas subterrneas

contaminados, desechos mixtos o artillera no explosionada.

Esta tarea se realiza cuando existe un cambio de uso de un terreno con presencia de

sustancias contaminantes o peligrosas producto de su antigua utilizacin, que con frecuencia

corresponde a terrenos abandonados de antiguo uso militar o industrial.

La recuperacin de terrenos por medio de la utilizacin de congelacin de suelos, es un

mtodo innovador para contener y estabilizar rentablemente un terreno contaminado.

Los ejemplos de su aplicacin incluyen:

Suelo contaminado con alquitrn.

Contaminacin con alto nivel de radiacin.

Desechos mixtos como vertederos de escombros y contaminacin de radiacin.

Sedimentos de estanques de tratamiento de aguas servidas.

Artillera no explosionada y otros materiales sensibles de uso militar.

Esta tcnica consiste en congelar toda la masa contaminada de suelo y/o aguas

subterrneas del terreno. Luego se selecciona el permetro de esta masa, en pequeos sub bloques

de 1,5 a 3 m, y se descongela ligeramente, de esta manera todo el bloque congelado del centro es

quitado con una gra. Este bloque puede ser cubierto de una pelcula protectora y/o aislamiento y

transportado fuera del lugar para ser tratado o eliminado.

Algunas de las ventajas de esta tcnica son las siguientes:

Faenas en Todas las Condiciones del Suelo: Esta tcnica funcionar en todos los tipos y

condiciones del suelo en que una tubera de congelacin de acero pueda ser instalada. Esto

incluye arena suelta, bolones, turba, suelo mixto con escombros, arcilla, etc. La tubera de

congelacin puede ser movida o se puede instalar una tubera adicional si existe rechazo en los

escombros. Como la congelacin penetra hondo en todos los materiales, la colocacin exacta

de la tubera de congelacin no es esencial.


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Reduce Inestabilidad y Criticidad: El efecto de refrigeracin de la congelacin de suelos

reduce considerablemente la volatilidad y la inestabilidad de la mayor parte de los materiales.

Tambin solidifica materiales muy suaves o viscosos como el lodo o el alquitrn. En terrenos

con residuos mixtos que implican un alto nivel de radiacin, el proceso de congelacin reduce

enormemente su potencial criticidad.

Aumenta la Seguridad de los Trabajadores: La contaminacin o la artillera no

explosionada es encerrada en el terreno con el proceso de congelacin. Esto reduce los riesgos

al trabajador de vapores de aire o explosiones accidentales. Tambin reduce la emanacin de

contaminantes al ambiente. Adems, la instalacin de tuberas de congelacin puede serlograda usando mtodos remotos como la robtica, reduciendo as an ms los riesgos a

trabajadores.

Instalacin Flexible: El pequeo dimetro de la tubera de congelacin (generalmente de 3

pulgadas) permite que stas puedan ser instaladas alrededor de prcticamente cualquier tipo y

tamao de obstruccin (escombros, artillera, etc.) formada en el terreno. La geofsica u otro

mtodo de identificar el tamao, forma y profundidad de las obstrucciones son importantes

para poder instalar las tuberas de congelacin de la manera ms conveniente y prctica

posible.

Costo Competitivo:Estos sistemas de congelacin son muy eficientes y han sido elaborados

para tener costos competitivos con otros tipos de tecnologas de recuperacin. En muchos

casos, probablemente es el mtodo menos costoso. Los gastos dependen de condiciones del

terreno, tamao de ste y otros factores.


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3.2.2.1 Procedimiento de Remocin de Suelos Contaminados

El procedimiento para llevar a cabo la remocin de suelos contaminados se divide en tres

etapas, las cuales a grandes rasgos son las siguientes:

Etapa 1:

Instalacin de las Tuberas y Ensamblaje del Sistema de Levantamiento

Figura 3.20. Representacin grfica de la Etapa 1 de la remocinde suelos contaminados mediante congelacin de suelos

Las tuberas de acero de congelacin y descongelacin son instaladas en el terreno

formando una rejilla, la cual subdivide la masa de suelo y/o agua subterrnea contaminada

en pequeos bloques de entre 1,5 y 3 metros, como se ve en la figura 3.19.

El ensamblaje del sistema de levantamiento es capaz de elevar una masa especificada de

suelo integrada en el terreno descongelado.

El terreno es completamente congelado (las tuberas de deshielo son desconectadas) para

solidificar el suelo, aguas subterrneas y los agentes de contaminacin.


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Etapa 2:

Descongelacin Selectiva Alrededor de los Bloques de Suelo Congelado


Tuberas de deshielo son activadas alrededor de un bloque de suelo congelado para crear

una zona dbil de suelo en la interface de la zona descongelada.

Se eleva el bloque usando cilindros hidrulicos conectados al ensamblaje de

levantamiento.

El bloque congelado es levantado unas pulgadas del suelo despus de que se ha producido

el deshielo de su permetro, y por ende la desvinculacin de la masa total. El bloque es

nuevamente congelado para llevarlo a un estado duro otra vez.


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Etapa 3:

Remocin Total del Bloque Congelado desde el Terreno


Despus el bloque es puesto a congelar nuevamente durante toda la noche y es removido

completamente desde el suelo usando una gra de una envergadura adecuada para tal

faena.

El bloque entonces puede ser rociado con una niebla de agua, la cual se congela formando

un sello sobre el suelo congelado. Tambin se puede pulverizar con aislamiento sobre el

bloque para prevenir deshielos durante el transporte.

El bloque congelado est ahora listo para ser transportado. Para viajes de distancia cortas

(menos de un da), la refrigeracin no es necesaria. Para viajes de larga distancia, puede

ser necesario transportar el bloque congelado en un contenedor refrigerado.


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3.2.3 Recuperacin In Situ del Terreno

Esta es otra aplicacin de la congelacin de suelos, la cual es una solucin de

recuperacin del terreno muy rentable que puede ser aplicado in situ en zonas de suelo saturadas.

Es una tcnica in situ de recuperacin, la cual remueve todos los tipos conocidos de

impurezas, incluyendo solutos radiactivos, inicos u orgnicos. Basado en un efecto

termomolecular asociado con la fusin de un slido a una interface, esta tecnologa est diseada

para controlar el movimiento de contaminantes, direccin, y concentracin de ellos en las aguas

subterrneas en una zona segura de recoleccin.

Las tuberas de congelacin son instaladas en una seleccin configurada para combinar la

geometra de los residuos y el escenario de limpieza ms eficaz, en filas o en crculos

concntricos. Para ello se desarrolla un frente de congelacin a lo largo de una fila de tuberas, o

de un crculo, la contamina

congelación de suelo para ingeniería en geotecnia

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