info. apoyo seleccion de draga

7/24/2019 Info. Apoyo Seleccion de Draga

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INDICE

1. ALCANCE _______________________________________________________________ 3

2. DRAGADO Y FASES ______________________________________________________ 3

2.1 Remocin del Material _________________________________________________ 3

2.2 Elevacin Sobre el Nivel del Agua _______________________________________ 4

2.3 Conduccin del Material hasta el Sitio de DescargaTransporte al Botadero __ 4

2.4 Descarga del Material Transportado _____________________________________ 4

3. CLASIFICACIN DE LOS EQUIPOS DE DRAGADO ____________________________ 5

3.1

Dragas Mecnicas ____________________________________________________ 5

3.2 Dragas Hidrulicas ___________________________________________________ 5

3.3 Draga de Almeja ______________________________________________________ 6

3.4 Draga de Rosario _____________________________________________________ 6

3.5 Dragalina ____________________________________________________________ 6

3.6 Draga Retroexcavadora (Backhoe) ______________________________________ 7

3.7 Draga de Succin Estacionaria _________________________________________ 7

3.8

Draga de Succin y Corte (C.S.D) _______________________________________ 7

3.9 Draga de Succin en Marcha ___________________________________________ 7

4. ORIENTACIONES GENERALES Y DATOS NECESARIOS PARA SELECCIONAR LOSEQUIPOS ______________________________________________________________ 13

4.1 Tipos de Suelos a Extraer _____________________________________________ 13

4.2 Relieve Topogrfico __________________________________________________ 18

4.3 Facilidad de Ingresar al Sitio de Trabajo y de Posicionar la Draga ___________ 19

4.4 Precisin a Obtener en el Dragado _____________________________________ 19

4.5

Condiciones Climticas y Meteorolgicas _______________________________ 19

4.6 Distancia y Situacin del Depsito del Material Dragado ___________________ 20

4.7 Volumen y Produccin _______________________________________________ 20

4.8 Costo Unitario ______________________________________________________ 20

5. CONDICIONES GENERALES ESPECFICAS DEL EMPLAZAMIENTO _____________ 21

5.1 Tipo de Material a Extraer _____________________________________________ 21

5.2 Relieve Topogrfico __________________________________________________ 21

5.3 Facilidad de Ingreso de la Draga y Posicionamiento en el Sitio de Dragado ___ 22

5.4 Precisin a Obtener en la Excavacin ___________________________________ 22


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5.5 Condiciones Climticas y Meteorolgicas _______________________________ 22

5.6 Distancia y Situacin del Depsito del Material Dragado ___________________ 22

5.7 Volmenes y Produccin _____________________________________________ 22

5.8

Costo Unitario ______________________________________________________ 23

6. SELECCIN REFERENCIAL DEL TIPO DE DRAGA ___________________________ 24

6.1 Por Tipo de Material __________________________________________________ 24

6.2 Por la Profundidad ___________________________________________________ 24

6.3 Facilidad de Ingreso al Sitio de Trabajo y de Posicionamiento de la Draga ____ 25

6.4 Por Precisin en el Dragado ___________________________________________ 25

6.5 Condiciones Climticas y Meteorolgicas _______________________________ 26

6.6 Distancia y Situacin del Depsito de Dragado ___________________________ 26

6.7 Produccin (m3/semana) ______________________________________________ 26

6.8 Costo Unitario ______________________________________________________ 26

6.9 Draga Seleccionada Conceptualmente __________________________________ 27

6.10 Potencia Estimada para Hacer una Aproximacin de los Costos de una Draga 27

7. ESTIMATIVO DE COSTOS ________________________________________________ 29

7.1 Precios Unitarios Estimados de Costos de Dragados ______________________ 307.1.1 Costo de Inversin y Semanal _______________________________________ 30

7.1.2 Costo Unitario (m3/h) ______________________________________________ 31


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CRITERIO MAS ADECUADO PARA SELECCIONAR UN TIPO DE

DRAGA

1. ALCANCE

En este anlisis se proponen los criterios para la seleccin de la draga ms apropiadapara extraer los sedimentos sueltos y consolidados del fondo y depositarlos afuera de la

masa de agua del Embalse Tablachaca, ubicado en el distrito de Colcabamba,

departamento de Huancavelica.

La seleccin se hace especialmente en funcin de las caractersticas de los sedimentos adragar, profundidad y volumen del dragado, condiciones de la localizacin y transporte del

material hasta el botadero.

Se hace una descripcin general de la clasificacin de los dragados, de las clases de

dragas y de sus caractersticas principales para analizar su comportamiento en relacincon los aspectos de la seleccin mencionados en el prrafo anterior.

Se debe mencionar que el presente informe tiene un carcter exclusivamente de

recomendacin y no es definitivo; para una evaluacin al detalle del sistema de dragadoen el embalse de Tablachaca, se deber realizar un estudio de ingeniera.

2. DRAGADO Y FASES

Se entiende como dragado la extraccin de materiales de los fondos de masas de agua(mar, ros, canales de accesos, represas, lagunas), con el fin de aumentar su

profundidad, descargando el material extrado en las zonas definidas con anticipacin

como depsitos.

La operacin del dragado debe cumplir bsicamente con cuatro (4) fases:

Remover o arrancar el material.

Elevarlo sobre el nivel del agua.

Conducirlo hasta el lugar seleccionado como sitio de descarga.

Descargar el material transportado en el lugar asignado.

2.1 Remocin del Material

Para remover o arrancar el material a veces se requiere de un tratamiento previo cuandola clase de material no permite la excavacin directa con el equipo que se est usando,

como sucede con el material rocoso; en este caso la disgregacin se puede efectuar dedos maneras:

Por voladura, utilizando explosivos.

Por trituracin, dejndole caer punzones macizos de acero a la roca, martillosespeciales o cabezales fresadores.


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Cuando el material no es muy cementado o rocoso se efecta directamente elarranque del material con el equipo de dragado si ste es suficientemente potente y se

puede realizar de tres maneras:

De manera mecnica, utilizando una almeja, cangiln, cuchara, etc, que arranca el

material mediante la fuerza que se le imprime, puede ser ayudado segn lascircunstancias con dientes o cuchillas colocadas en los bordes del cortador.

Por bombeo, mediante el arrastre del material fino por agua, que es succionada por

una bomba.

Por una accin combinada de arranque mecnica y arrastre hidrulico.

2.2 Elevacin Sobre el Nivel del Agua

Tambin la elevacin del material desde el fondo a la superficie se efecta de formamecnica elevando la almeja, cangiln o cuchara que atrapa el material o bombeo

utilizando bombas centrfugas.

2.3 Conduccin del Material hasta el Sitio de DescargaTransporte al Botadero

La conduccin del material o transporte hasta el sitio del botadero se puede realizar dediferentes formas:

Puede ser conducido por tuberas, utilizando las bombas de la draga que impulsan lamezcla agua/sedimento y que pueden recibir la ayuda de estaciones de rebombeo

segn la distancia de acarreo de la mezcla extrada.

Tambin lo puede transportar la propia draga en sus tolvas, que han sido cargadas

con tubera de succin y su bomba.

Las dragas pueden descargar a otras embarcaciones, barcazas autopropulsadas yautoportantes, que despus de recibir el material lo llevan al sitio del botadero.

Se pueden utilizar las fuerzas naturales como corriente de ros y marinas, para locual ser necesario tener velocidades que permiten el acarreo de fondo, o tambin

se puede producir una agitacin de fondo, siempre y cuando el incremento de

turbidez no sea un problema.

2.4 Descarga del Material Transportado

La operacin final del dragado es la descarga del material transportado. La descarga

puede ser al agua o a tierra.

La descarga puede realizarse de varias formas:

Si es al agua el material se descarga por el fondo de la embarcacin que la

transporta, utilizando compuertas de fondo, vlvulas o embarcaciones de casco


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partido (casco bivalvo), es decir el material se descarga por gravedad al agua desdeel mismo medio de transporte.

Mediante el empleo de almejas o cucharas montadas en el medio de transporte que

lo vacan y lo depositan en el agua o en tierra.Cuando lo depositan en tierra normalmente necesita de un medio terrestre al cual esdescargado, para conducirlo finalmente al sitio de vertido.

Por tuberas de descarga de las dragas que la impulsan con su propia bomba dedragado.

Mediante bombas montadas en el medio de transporte que vacan esa embarcacin.

3. CLASIFICACIN DE LOS EQUIPOS DE DRAGADOSe puede definir la draga, como una embarcacin especialmente dispuesta para montar

en ella las herramientas para extraer o excavar material de los fondos marinos, fluviales olacustres.

Las dragas normalmente suelen clasificarse en funcin del proceso para arranque del

material del fondo. Se clasifican de manera general en dos clases de dragas, aunque se lehacen algunas adaptaciones o modificaciones a los grupos para acondicionarlas a las

circunstancias. Entonces, los dos grupos de dragas son:

3.1 Dragas Mecnicas

Son aquellas que para efectuar el arranque del material del fondo utilizan la fuerza que un

elemento imprime sobre ese material. El elemento mecnico puede ser , una almeja, unacuchara, un cangiln, pata, etc. Son dragas que tienen un alcance de descarga muy

limitado, por lo que se impone el uso de barcazas con tolvas y necesitan de remolcadorespara transportarse hasta la zona de depsito.

3.2 Dragas Hidrulicas

Son las que efectan el desprendimiento del material del fondo mediante la creacin deuna corriente, normalmente generada por una bomba hidrulica centrfuga. Combinan la

operacin de extraer el material con el de su transporte hasta el lugar de depsito,mezclndolo con el agua y bombendola como si fuera un fluido. La mezcla segn elmaterial tiene de 10% a 20% de material slido.

Estas dragas resultan ms verstiles, econmicas y eficientes que las mecnicas, ya querealizan las tres primeras operaciones por medio de una unidad integral.

Tambin se consideran dragas hidrulicas aquellas que combinan el arrastre hidrulicocon un dispositivo mecnico, como un cortador o disgregador.

Cuadro 3.1 Breve Descripcin de las Dragas

Clase Tipo Mtodo Mtodo Mtodo


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Disgregacin Elevacin Transporte

MECNICAS

Retroexcavador

(Backhoe)Pala o Cuchara Mecnico Barcaza

De rosario acangiln

Cangilones Mecnico Barcaza

DragalinaCuchara de

arrastreMecnico Barcaza

Almeja (Grabdredger)

Cuchara bivalva Mecnico Barcaza

HIDRULICAS

Draga de succinestacionaria

Tubo de succinbomba

centrfuga

HidrulicaTubera obarcaza

(C.S.D.) Dragade succin

estacionaria concortador

Tubo de succinbomba cortador

HidrulicaTubera o

barcazas

(T.S.H.D.) Draga

de succin enmarcha

Cabezal de

dragadobombacentrfuga

HidrulicaDescarga por el

fondo

3.3 Draga de AlmejaConstituy una de las primeras dragas mecnicas.

Consiste en una gra montada en un pontn o en una embarcacin que trabaja con

una almeja de excavacin.

Su principio de trabajo es similar a la gra en tierra.

Para mantener su posicin y operar utiliza anclas entre 4 y 6 unidades. El material lopuede verter en barcazas autopropulsadas y autoportantes (gnguiles) abarloadas a la

draga.

3.4 Draga de Rosario

Se basa en la utilizacin de una cadena de cangilones para la excavacin.

Cada cangiln arranca material en el fondo y la eleva a la superficie en donde esdescargada a gnguiles atracados a cada banda de la draga para su posteriortransporte.

La draga necesita 6 anclas para su operatividad.

3.5 Dragalina

Tiene la misma configuracin mecnica que la draga de almeja.

Se diferencia que en vez de almeja utiliza un cazo.


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Para la operacin de dragados con cables y una escala puede lanzar hacia delante lacazamba y recoger el material mediante arrastre del cazo.

3.6 Draga Retroexcavadora (Backhoe)

Es la versin moderna de la draga de almeja. La gra es sustituda por una mquinahidrulica de retroexcavacin o de empuje.

Su sistema de posicionamiento es por patas o spuds (pilones).

3.7 Draga de Succin Estacionaria

Es una embarcacin no autopropulsada que tiene dividida la proa para bajar unaescala que soporta una tubera de succin.

Succiona el material del fondo y lo vierte a barcazas abarloadas.

Para operar y mantener una posicin, la draga tiene pilones o patas en popa y dos

anclas en proa.

3.8 Draga de Succin y Corte (C.S.D)

Es una draga de succin estacionaria.

Combina la caracterstica hidrulica con la mecnica, ya que utiliza un dispositivomecnico para cortar el material y un sistema hidrulico para su transporte y vertido,

que normalmente lo efecta por tubera.

3.9 Draga de Succin en Marcha

Es una embarcacin con todas las caractersticas de un barco.

Mediante un tubo exterior al casco, la draga succiona el material y lo deposita en supropia cntara, en un proceso continuo de navegacin. Posteriormente, una vez que la

cntara est llena, la draga navega al sitio de vertido, el que lo puede efectuar por elfondo, por can o por tuberas.

El cabezal de succin puede estar dotado de dientes y tener instalados jets de aguapara arrancar el material a dragar.

Su operacin y posicionamiento es con los sistemas de hlices a proa y popa de la

embarcacin (ver grficos de dragas a continuacin).


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Grfico N 1


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Grfico N 2


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Grfico N 3


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Grfico N 4


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Grfico N 5


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4. ORIENTACIONES GENERALES Y DATOS NECESARIOS PARASELECCIONAR LOS EQUIPOS

Un aspecto de primordial importancia es contemplar la idoneidad de los equipos yposibilidad de aplicacin a la obra que se considera.

En funcin de la naturaleza de la obra y de las caractersticas de los equipos de dragadose deben definir los criterios de seleccin. Los parmetros que se deben analizar para la

obra especfica son:

Tipo de material a extraer.

Facilidad de ingresar y posicionar la draga.

Precisin a obtener en la excavacin.

Circunstancias de clima y meteorolgicas.

Distancia y situacin del depsito del material dragado.

Volmenes y produccin.

Costo unitario de dragado.

4.1 Tipos de Suelos a Extraer

Es definitivo, para la obtencin del rendimiento de un dragado, conocer las caractersticas

del suelo que se va a extraer, ya que debido a la enorme variedad de su naturaleza, cadauna demanda diferentes condiciones de ataque. Esto demanda hacer una agrupacin o

clasificacin del material conforme a las exigencias que le impondr al dragado. Para una

aproximacin a esa CLASIFICACIN PARA EL DRAGADO, se siguen las orientacionesdadas en bibliografas especializadas como, las recomendaciones de obras martimas

(R.O.M), curso de dragado de puertos del estado Espaa y Permanent InternacionalAssociation of Navigation CongressesPianc..

Una clasificacin general es:

Suelos granulares

Sueles cohesivos

Rocas

Dentro de esos grupos se hacen las siguientes observaciones, relaciones y agrupaciones.


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Cuadro 4.1 Datos Geotcnicos Requeridos para Obras de Dragado en Suelos

Clase deSuelo

Caractersticas delMaterial In Situ

Mtodos deExcavacin y

Rendimientos

Mtodos deTransportes y

Rendimientos

Abrasincostos

SuelosCohesivos

GranulometraResistencia

Plasticidad con aguaPeso Especfico

MinerologaContenido de gases

Propiedades reolgicas

SuelosGranulares

Granulometra

Densidad RelativaPeso Especfico

MineralogaPeso Especfico Partculas

Forma PartculasPermeabilidad

Relacin de la compacidad, valor N-SPT, valor cono de resistencia.

Cuadro 4.2 Suelo Granular

Condicin del Suelo S.P.T (N) Cono de Resistencia(Bar)

Densidad Relativa(Dr)

Muy flojos < 4 < 0,25 < 0,15

Flojos 410 0,25 - ,50 0,150,35

MedianamenteDensos

1030 0,501,00 0,350,65

Densas 3050 1,002,00 0,650,85

Muy Densa > 50 > 2,00 > 0,85

Cuadro 4.3 Suelos Cohesivos

Condicin del Suelo S.P.TCompresin

Inconfinada (bar)Cohesin

bar

Muy blando < 2 < 0,25 < 0,13

Blando 24 0,250,5 0,130,25

Semiblando 48 0,51 0,250,5

Rgido 815 12 0,51

Muy rgido 1530 24 12

Duro > 30 > 4 > 2


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Cuando se draga el suelo con un cortador, la resistencia al corte est controlada por ladensidad del suelo. Esta resistencia se incrementa notablemente cuando el suelo es muy

permeable, debido a problemas de cavitacin en el cortador.

Como la densidad relativa est relacionada directamente con el valor SPT, se estableceuna correlacin entre este valor y la compacidad, tal como se indica en los cuadros

anteriores. La compacidad relativa es indispensable para seleccionar la herramientaapropiada para disgregar el suelo ya que puede hacer variar desde un tubo de succin,

hasta el empleo de cortadores con dientes de paletas, que desprenden el suelo en capasdelgadas pero con un gran consumo de energa.

La cohesin es el principal factor, en la determinacin de la resistencia al corte y en laeleccin del equipo ms apropiado, para disgregar y mover el material. Su importancia al

estimar el rendimiento es fundamental.

Dentro de los materiales cohesivos tenemos arcillas, limos, material orgnico que ofrecenresistencia al esfuerzo cortante, es el principal factor para determinar la fuerza requeridaen el cortador.

Cuando tenemos un suelo cementado, debe clasificarse dentro de los materialescohesivos, ya que durante el proceso de corte las fuerzas que se originan son mayores a

las que se tendran en una arena normal.

Otro dato importante es la consistencia o plasticidad que permite identificar posiblesproblemas relacionados con la adherencia del material a las herramientas del cortador y

producir paradas imprevistas.

La mayor o menor densidad de la arena, grava y de algunas arcillas, ser determinante enla fuerza que debe ejercer el cortador, as como en el consumo de energa.

Granulometra

Esta informacin es importante, porque la distribucin granulomtrica afecta e involucra

varios criterios y aspecto:

- El primer criterio, es el conocimiento del dimetro de las partculas, ya que esto es bsicopara distinguir entre arcillas, limos, gravas, bolonera.

-

La magnitud de energa de corte utilizado para disgregar el suelo a travs de su efectosobre el ngulo de friccin interna y sobre la permeabilidad de ste, es afectado por la

granulometra.

- El tamao de los granos es importante para determinar la velocidad crtica de succin ylas prdidas de carga que se inducen durante esa velocidad.

- La granulometra afecta el desgaste de la tubera de descarga o de transporte y elrendimiento del acarreo del material, ya que los granos mayores de 0.3 mm puedendepositarse en el fondo de la tubera y reducir su rea til. En contraste, una fraccin de

arcilla contribuir a disminuir su desgaste, incrementando la viscosidad del fluido yreduciendo su resistencia al bombeo.

- Tambin cuando los granos de arena son mayores de 0,30 mm, causarn mayor

desgaste en la parte inferior de la tubera de descarga. La distribucin de los granos delos materiales cohesivos, siendo los mayores de 0,06 mm, tienen influencia en el


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desgaste del cortador. En resumen la granulometra y la forma de los gramos tieneimportancia para estimar los fenmenos de abrasin.

El tiempo de carga y descarga cuando el material se transporta en tolvas o barcazas, estinfluenciado, en forma muy importante por este parmetro, ya que los suelos gruesos se

depositarn en el fondo rpidamente. En cambio, las arenas finas y los limospermanecern en suspensin y sern arrastrados al mar nuevamente.

Cuadro 4.4 Granulometra Usada en Dragados

Tipo de Suelo Tamao de las Partculas (mm)

Grava

Gruesas 6020

Medias 206

Finas 62

Arenas

Gruesas 20,6

Medias 0,60,2

Finas 0,20,06

Limos

Gruesas 0,060,02

Medias 0,020,006

Finas 0,0060,002

Arcillas Por debajo de 0,002

Turbas Variadas, color negro marrn

Plasticidad

La combinacin de los valores de lmites de consistencia y contenido de agua, determinael comportamiento de los suelos cohesivos a todo lo largo del ciclo de dragado, influyendo

sobre:

- La posibilidad de obstruccin del cortador o de la cabeza del tubo de succin.

- La formacin de terrones arcillosos durante la disgregacin y transporte hidrulico.

- El grado de dificultad para vaciar los cucharones, botes o almejas de dragado.

- La prdida de materiales durante el proceso de carga en la barcaza o tolva.

- Calidad del relleno en caso de que el material dragado se use para ese efecto, o seapara efectuar trabajos de reclamacin.

- Por otra parte, la resistencia del suelo se puede estimar en forma indirecta yaproximada a travs de dichos lmites, empleando el ndice de plasticidad y el ndice de

fluidez. Los valores de la resistencia obtenidos de sta forma deben emplearse conprecaucin porque generalmente son un poco menores a los reales.


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Peso especfico

El proceso de transporte del material dragado en tubera esta influenciado por la forma de

las partculas y por su peso especfico. Estos parmetros determinan la velocidad a la cual

puede ser bombeada la mezcla agua / sedimento.El peso especfico de los componentes del suelo influye de manera importante en laresistencia al corte y en el cambio de velocidad crtica en la tubera.

Influye tambin sobre la velocidad crtica de succin y en la potencia del equipo debombeo, en funcin del peso volumtrico del fluido o mezcla por bombear. Asimismo

influye sobre el desgaste del equipo cortador o de las cucharas o almejas.

Permeabilidad

Su determinacin es importante porque el proceso de corte afloja el suelo y crea un vacoen la zona disgregada, que hace fluir hacia esta; el volumen del suelo se incrementa

debido a que cambia la densidad al pasar de un material con menor porcentaje de vacos,a una con mayor porcentaje. Durante este proceso se crea un vaco entre los poros delmaterial y el agua debiendo los mismos poros nivelar esa diferencia de presin, lo que

ocasiona que la fuerza del cortador se incremente considerablemente.

Contenido Orgnico

El porcentaje de materia orgnica tiene influencia sobre el peso volumtrico, causando

tambin gasificacin lo que ocasionar problemas de vaco durante el ciclo de dragado,eso afecta el proceso de corte y disgregacin en las dragas de arrastre. En el caso de

dragas estacionarias afecta el transporte de suelos, produciendo gases que ocasionan

problemas de vacos dentro de las tuberas. Asimismo, ocasiona problemas decompresibilidad y capacidad de carga en los rellenos conformados con el material de

dragado.

Roca

El dragado que se propone es de material que ha sedimentado, es de esperarse que no

sea necesario dragar clase de material rocoso. Sin embargo, en la excavacin mecnicatodos los minerales producen cierto desgaste de las herramientas de cortes dependiendo

de su dureza.

Para afinar ms el estudio a veces es necesario determinar el coeficiente de abrasin, quese relaciona habitualmente con el contenido de cuarzo.


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Grafico N 6Idoneidad de varios tipos de dragas en funcin de los suelos

4.2 Relieve Topogrfico

El relieve topogrfico del terreno a dragar es la condicin que en forma prioritaria afecta al

dragado, ya que resultan evidentes las condiciones ms o menos sinuosa del fondo delmedio acutico, sus pendientes, su forma geomtrica en planta y especialmente su

profundidad.La profundidad es el dato esencial porque tiene relacin directa con la potencia de los

equipos, su eficiencia, su rendimiento y el calado.

La forma geomtrica define la facilidad de maniobras de las dragas autopropulsadas o delas embarcaciones para el transporte del equipo.

En el caso de un dragado con cortador y succin las condiciones del frente pueden

impedir que se abanique de acuerdo a su mxima capacidad.

Existen zonas muy difciles de dragar, como pueden ser los rincones donde no se puedeacercar ningn otro equipo que no sea una draga estacionaria pequea.

Las dragas mecnicas tienen muy poco alcance para depositar el material, en caso de

espejos de agua amplios, deben hacerlo a otra embarcacin.

En las dragas autopropulsadas debe existir el calado mnimo para que pueda ingresarporque ellas no se pueden abrir paso.

La profundidad de dragado es fundamental para establecer la cabeza hidrulica total (H).


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Diferencia en cabezas Diferencia en cabezas DiferenciaH= de presin entre descarga + de velocidad entre + de

carga y succin. descarga y succin. elevacin

4.3 Facilidad de Ingresar al Sitio de Trabajo y de Posicionar la Draga

Los equipos de dragado son robustos y ofrecen dificultades para ser movilizados hacia elsitio de trabajo y para desmovilizarlos al final de la actividad, lo que exige un anlisis

previo. Algunas dragas tienen su casco ensamblado para facilitar su transporte por tierra.Cada draga para su posicionamiento en el sitio de trabajo tiene su sistema, utilizando

anclas, cables, winchas y/o patas o spuds. Pueden utilizan un mayor nmero de anclas o

disminuirlas utilizando spuds.

Cuando se utilizan barcazas para el transporte del material los elementos de

posicionamiento no deben interferir con la movilidad de ellas.

4.4 Precisin a Obtener en el Dragado

Se presentan diferencias en la exactitud en el momento de controlar la precisin de laprofundidad en el dragado y en la posicin relativa al corte, en el momento de avanzar.

En algunas dragas no se conoce con precisin el sitio en donde se encuentra el cazodebajo del agua.

Los sistemas de anclas no permiten mucha precisin en la localizacin. Esta se mejoracon los spuds, utilizados para el borneo o abaniqueo de las dragas de corte estacionario.

Con los spuds se consigue un avance ms uniforme, disminuyndose los montculos quese presentan entre los cortes en el proceso de avance.

4.5 Condiciones Climticas y Meteorolgicas

Corrientes

La existencia de corrientes en una zona de dragado puede condicionar la forma de trabajo

en la obra, as como producir el transporte de partculas de pequeo dimetro que puedanquedar en suspensin durante la ejecucin del dragado, con la consiguiente dispersin de

la misma, que puede crear situaciones de turbidez, perjudiciales para el medio ambiente o

para el funcionamiento de equipos, como las turbinas.

Velocidades de corrientes mayores de 5m/seg pueden causar dificultades en elposicionamiento de las dragas con pilones y anclas y obligar siempre a avanzar en contrade la corriente. Una de las principales caractersticas del transporte de sedimentos en ros

es su variabilidad tanto en las condiciones de la corriente como en la disponibilidad delmaterial slido. Ser necesario segn la dinmica de la sedimentacin asignar dragas de

rendimientos mayores de tal forma que las cantidades involucradas no sean un obstculopara un avance adecuado.

Temperatura


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En relacin con la temperatura, sta puede ser muy alta o muy baja. Cuando se tiene untrabajo en condiciones tropicales (alta temperatura), la atencin debe estar enfocada al

consumo diesel de los motores ya que este ser afectado; en cambio cuando se tiene untrabajo en muy bajas temperaturas, hay que vigilar la lubricacin de los motores, con el

propsito de prevenir cualquier posible dao o avera.

Las corrientes y las temperaturas son las dos condiciones especiales de clima ymeteorologa que pueden afectar los equipos en el caso que nos ocupa.

4.6 Distancia y Situacin del Depsito del Material Dragado

La distancia y situacin del depsito define la clase de transporte que se debe utilizar,

clase de draga. Tambin definir si es conveniente o posible efectuar el dragado:

- Con un equipo que drague y transporte el material al sitio de depsito, para lo cual

debe haber navegacin entre el rea de dragado y el depsito.- Si el transporte se hace cargando a equipos acuticos o marinos que transporten el

material, lo que exigir facilidad de navegacin entre el rea de dragado y depsito. O

si el transporte se hace combinando el transporte fluvial y terrestre.En los dos casos anteriores se requiere tener suficiente espacio acutico paramaniobrar los equipos.

- Si el transporte se efecta mediante tuberas. Se puede presentar el caso en

circunstancias de grandes distancias, de tener que utilizar estaciones de rebombeo.

- Si el alcance de los equipos mecnicos es suficiente para depositar en el botadero ositio de acopio provisional

4.7 Volumen y Produccin

Para el dragado de grandes volmenes, es conveniente, normalmente, utilizar equipos con

una produccin diaria alta, como resultado de la capacidad del equipo y facilidad detrabajo con horarios especiales, ya que algunas condiciones exigen esa produccin:

- Por inconvenientes de paralizacin de alguna actividad por la presencia de los equiposo por efectos de los dragados.

- Porque circunstancias especiales, solo permiten trabajar en ciertos horarios o pocas

del ao.

- Porque los procesos de sedimentacin exigen equipos de rendimientos altos, parasacarle ventaja a ese proceso.

- Especialmente porque resulta ms econmico utilizar equipos de altos rendimientos.

4.8 Costo Unitario

El costo de los dragados es un factor decisivo, porque tiene que ser competitivo y para esoes necesario considerar los siguientes aspectos:

- Cul es el tipo de draga ms apropiado para el trabajo que se analiza.


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- Una vez seleccionada la draga apropiada, determinar la metodologa para ejecutar eltrabajo con el mximo rendimiento y menor costo.

- Es necesario cargar a los costos de la obra los gastos por movilizacin ydesmovilizacin, como tambin los de acondicionamiento y del equipo auxiliar que se

requiera.

Para efectos de costos el rendimiento de una draga depende:

- Del tipo de draga.

- De la naturaleza del material.

- Del volumen del material a dragar.

- De la distancia entre los sitios de dragado y depsito.

- De la accesibilidad al sitio de dragado.

- De las condiciones fsicas del lugar.

- Del manejo que se le d al botadero desde el punto de vista ambiental.

5. CONDICIONES GENERALES ESPECFICAS DEL EMPLAZAMIENTO

5.1 Tipo de Material a Extraer

En el proyecto predominan los suelos granulares que van desde grava media hasta arena

fina.

Existe una capa superficial de finos con predominio de baja plasticidad, presencia dematerial orgnico.

Segn las Tablas N 3 y N 4, los suelos granulares se consideran medianamente densos,

y los cohesivos de muy blandos a blandos.

Las gravedades especficas estn en promedio entre 2,56 a 2,68 con pocas muestras quesuperan el nivel superior mencionado.El peso volumtrico de los lodos se encuentra de 1,75 a 2,93 kg/dm3.

Las rocas encontradas estn hacia los taludes. Se recomienda dragar nicamente lossedimentos sin tocar las rocas porque puede desestabilizarse los taludes.

5.2 Relieve Topogrfico

Segn datos recientes (febrero y abril de 2009), el embalse tiene una longitud de 6,24 km

y secciones transversales variables de 200,0 a 40,0 m sobre el espejo de agua. Se prevndificultades para utilizar equipos adicionales para el transporte del material dragado, en

anchos menores de 100,0 m.


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La profundidad vara entre los 15,0 y 6,0 m lo que no representa dificultad para alojar elcalado de la embarcacin.

El espesor de la capa de sedimento, vara entre 4,00 a 0,50 m de espesor.

La profundidad a la cual se desea dragar no se conoce, ni forma parte del Servicio de

Ejecucin de Perforaciones Subacuticas. El fondo tiene forma de V.La longitud en la cual se efectuaron las perforaciones es de 1 100,00 metros lineales y el

ancho de las secciones reportadas est entre 80,0 y 100,0 m.

La profundidad de las perforaciones lleg a los 15,0 m.

5.3 Facilidad de Ingreso de la Draga y Posicionamiento en el Sitio de Dragado

De acuerdo con la descripcin de la accesibilidad a la zona del proyecto, se puede

transportar equipo pesado. Primero por carretera asfaltada y despus por una carreteraafirmada.

5.4 Precisin a Obtener en la Excavacin

La precisin de la excavacin vista en planta se dificulta para las dragas que se posicionan

con anclas, debido a la forma en V del fondo, seguramente debe disminuirse la longituddel borneo (movimiento en abanico), afectndose el rendimiento.

Para el servicio que se debe dar la precisin en profundidad no es un factor crtico, puedepermitirse una buena tolerancia.


No se conoce la velocidad de la corriente, pero por ser un embalse se supone que es decaractersticas menores.

En lo relacionado con las temperaturas tampoco es de esperarse inconvenientes.

5.6 Distancia y Situacin del Depsito del Material Dragado

No hay definido un sitio de botadero. Por ser un embalse no tiene objeto depositar dentro

del cuerpo de agua; lateralmente tampoco se puede botar por existir taludes inclinados.Parece ser que la nica posibilidad, es considerar un depsito en el mismo ro, aguas

abajo de la represa. Pero esto requiere efectuar primero un estudio de impacto ambiental.

5.7 Volmenes y Produccin

Como no se conoce la profundidad y la longitud del embalse, hasta la que se desea

dragar, lgicamente que no se puede establecer el volumen. Con el plano batimtrico queestablece perfiles del mes de febrero y de abril de 2009 se hace un estimativo de una

sedimentacin mayor a 300 000,00 m3en los dos meses, lo que sugiere que el dragado aejecutar corresponde a uno mayor.


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De manera estimada, para una primera aproximacin se establecen las siguientescategoras de volmenes:

Cuadro 5.1 Categora de Volmenes

Clasificacin Volmenesm3

Dragas

Menores < 100 000 Dragas mecnicas de pluma

Medias100 000

600 000Rosario, retroexcavador

Mayores > 600 000T.S.H.D

C.S.D.

En la realidad, la seleccin de capacidad del equipo de dragado se establece en funcindel volumen total y tiempo deseado de ejecucin.

5.8 Costo Unitario

El costo unitario depende de manera especial de los rendimientos de los equipos. Afectanel rendimiento algunos aspectos del emplazamiento:

- Distancia y medio de transporte al botadero.

- La distancia no se conoce y como medio de transporte para las condiciones se sugiereel uso de tubera.

- Las condiciones fsicas indicadas en el concepto: relieve topogrfico.


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6. SELECCIN REFERENCIAL DEL TIPO DE DRAGA

Para determinar el tipo de draga a utilizar es necesario obtener una aproximacin con la

informacin que se ha dado en este documento, y despus mediante una modelacin

determinar las caractersticas de sus partes.

Por ejemplo en el caso de una draga hidrulica de corte y succin (C.S.D.), esas partesson:

- La bomba de dragado

- El cortador de la draga

- Zancos

- Traveses

- Anclas

- Tuberas y sus pontones

Quiere decir lo anterior, que la recomendacin que se puede dar en nuestro caso es de

tipo referencial usando las orientaciones comentadas:

6.1 Por Tipo de Material

Haciendo uso de la grfico N 6 idoneidad de varios tipos de dragas en funcin de los

suelos:

- Para finos, fangos o lodos, las ms idneas son las de rosario - C.S.D y T.S.H.D. esta

ltima (draga de succin en marcha) no tiene cabida en el proyecto, por dificultad desu movilizacin y desmovilizacin, dificultad de maniobrar y por metodologa de

descarga. Quedan como opcionales la de rosario y C.S.D.

- Para arenas son idneas las C.S.D. y T.S.H.D., esta ltima descartada por lo indicadoanteriormente. Y en menor grado son idneas las de rosario y retroexcavador.

- Para gravas son idneas las de rosario y retroexcavador sin descartar la draga C.S.Dporque las gravas son finas, medias y redondeadas.

Las dragas seleccionadas por las condiciones del suelo se continan analizando pararecomendar una en funcin de estos condicionantes.

6.2 Por la Profundidad

Con la draga de rosario se puede dragar hasta una profundidad de 30,0 m, dependiendo

del tamao de la draga. La profundidad no influye en la produccin.

Con la draga de retroexcavacin se puede dragar hasta un mximo de 25,0 m,dependiendo del tamao del cazo a utilizar. La produccin baja a medida que aumenta la


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profundidad, debido a la necesidad de disminuir el tamao del cazo. Tambin la capacidadde excavar materiales densos disminuye.

Con la draga de cortador la mxima profundidad es de 35,0 m. Cuando la draga est

dotada de bomba en la escala, la produccin no vara de manera notoria con laprofundidad.

Forma y rea en Planta

La draga retroexcavadora no tiene el alcance suficiente para colocar el material dragado ydebe utilizar barcazas para botar el material.

La draga de rosario por su metodologa tambin debe utilizar barcazas auxiliares para

depositar el material.

Esta situacin presentar problemas en la operacin de los equipos cuando el ancho es

menor de 100,0 m.

Las dragas de corte (C.S.D.), pueden depositar el material con tubera sin ningninconveniente.

6.3 Facilidad de Ingreso al Sitio de Trabajo y de Posicionamiento de la Draga

Con el ingreso y salida de los equipos (movilizacin y desmovilizacin), aparentemente noexiste inconvenientes, pero es necesario exigir que el casco de la draga C.S.D., se pueda

ensamblar.

Para el posicionamiento, la retroexcavadora utiliza tres patas o spuds para su operacin

y mantenimiento de posicin, dos situados en la proa y uno en la popa para susmovimientos longitudinales. Este sistema de fondeo le permite trabajar sin necesitar una

excesiva rea de trabajo.

La draga de rosario para mantener su posicin y para su operacin utiliza 6 anclas. Estasanclas estn fondeadas a una distancia media de 100,0 m, es decir necesita una gran

rea de trabajo y adems espacio para los equipos adicionales. Tambin tendr dificultado imposibilidad de asegurar las anclas laterales en los taludes. Prcticamente esta draga

queda descartada para este trabajo.

La draga de cortador tiene 2 spud a popa, uno de avance longitudinal y otro de trabajo y

tiene dos anclas en la proa para el movimiento lateral de borneo. Tambin posee unapluma en la proa para colocar las anclas que se pueden ubicar lateralmente y hacia atrs

para tener espacio.

6.4 Por Precisin en el Dragado

La precisin del dragado se refiere a la colocacin del cortador o del cazo en el sitiorequerido.

En la draga retroexcavadora dependiendo del sistema de control de la situacin del cazo,

la precisin del equipo es alta.


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En las dragas de corte (C.S.D.) los sistemas de control que se le instalan permitenobtener precisiones muy buenas.


Estos dos factores no afectan a las dos dragas que estamos considerando para elproyecto.

6.6 Distancia y Situacin del Depsito de Dragado

La retroexcavadora necesita de barcazas auxiliares para transportar el material al sitio devertedero.

Por el hecho de no tener anclas permite un mayor espacio a los equipos adicionales, peroes muy posible que tenga dificultades en ciertos sitios.

Como el rea de botadero est aguas abajo de la represa, tendr dificultades porque las

barcazas necesitarn un punto de atraque y forma de bombear el material dragado, lo querequerir de un proceso engorroso.

La draga de corte y succin efecta el transporte y vertido de los productos del dragado

mediante tuberas, tanto flotantes como en tierra. La mxima distancia de vertido estlimitada por la potencia de las bombas. De acuerdo a las necesidades, para distancias

muy largas (10,0 km) puede utilizar estaciones de rebombeo.

Desde este punto de vista es la draga ideal para el trabajo del proyecto.

6.7 Produccin (m3/semana)

Para la draga retroexcavadora la produccin depende de la rapidez de la excavadorahidrulica de la profundidad del dragado y de la capacidad del cazo (se considera

aceptable).Con las dragas de corte y succin la produccin es, dentro de la experiencia,

relativamente alta, dependiendo de la capacidad de las bombas, de la potencia delcortador y de la distancia de bombeo. Con relacin a la draga retroexcavadora la

produccin es superior por la capacidad y por la metodologa de trabajo.

6.8 Costo Unitario

La draga retroexcavadora (Bakhoe) es un equipo relativamente costoso. El costo de latripulacin es bajo, resultando de esta forma un precio unitario de tipo medio.

Para las dragas C.S.D., la inversin es alta, por lo que habr un elevado valor de

amortizacin. El costo de la manipulacin es medio. Pero debido a la alta produccin el

costo promedio unitario es relativamente bajo.


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6.9 Draga Seleccionada Conceptualmente

Con base en la informacin disponible y los criterios desarrollados con el uso de ella, seconcepta que la draga apropiada para efectuar el mantenimiento del embalse de la presa

de Tablachaca, es una draga de corte y succin estacionaria (C.S.D.).

Para definir sus caractersticas es necesario conocer la profundidad de dragado, la cabezahidrulica total, el volumen a dragar, la eficiencia de la bomba de dragado para establecer

mediante modelacin, con los datos anteriores y otros mencionados (relacionados con laclase de material), la potencia de la bomba y del cortador.

6.10 Potencia Estimada para Hacer una Aproximacin de los Costos de unaDraga

Para el caso que nos ocupa las caractersticas se determinan por similitud con dragas

existentes.Se efectan curvas con datos de esas dragas que relacionen el dimetro de succin con lapotencia instalada y otra que relaciona la altura de dragado con la potencia instalada.

Se asume una altura de dragado de 20,0 m y se establece con esto una potencia

aproximada.

Muestras de caractersticas de dragas existentes.

Para establecer la tendencia de algunas caractersticas se tomaron datos de dragas de

empresas de dragado como:

Jon de Nul, Royal Backalis, Dredgind Internacional, Dragados Hidrulicos, Ellicot.

Cuadro 6.1

NProfundidad

(m)Succin

(m)

PotenciakW

1 50,0 0,85 11 224

2 27,5 0,80 9 197

3 33,4 0,90 8 970

4 32,0 0,90 7 060

5 27,0 0,85 5 5416 22,0 0,85 5 541

7 21,0 0,80 5 341

8 25,5 0,80 5 300

9 24,0 0,75 5 129

10 24,0 0,70 4 848

11 20,0 0,70 4 276

12 19,0 0,75 3 998

13 20,0 0,70 3 893

14 17,5 0,75 2 541

15 17,0 0,70 2 09016 14,0 0,10 1 786


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NProfundidad

(m)Succin

(m)

PotenciakW

17 19,5 0,70 1 700

18 16,0 0,55 1 18019 16,0 0,55 954

20 10,0 0,35 890

21 10,0 0,30 580

a1 19,0 0,55 3 000

a2 18,0 0,85 5 000

Grfico N 7


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Grfico N 8

Con la altura de dragado de 20,0 m, se obtiene en el grfico N 8, una potencia instalada entre

3 500 kW a 4 000 kW. Se resume para la estimacin una draga de 3 750 kW.

7. ESTIMATIVO DE COSTOS

Con el costo de dos dragas conocidas, por proporcionalidad se elabora una aproximacin

al costo de una draga de potencia instalada de 3 750 kW.

Draga Don Rodo

Draga Boungoinville

Potencia Instalada: 7 130 kWCosto: USD$ 75 000 000,00

Costo/ kW instalado: US 10 519/kW

Potencia Instalada: 2 800 kWCosto: USD$ 5 000 000,00

Costo/ kW instalado: US 1 785/kW


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Grfico N 9

7.1 Precios Unitarios Estimados de Costos de Dragados

7.1.1 Costo de Inversin y Semanal

Cuadro 7.1

Concepto %ValorUS

1. Inversin 9 000 000,00

2. Depreciacin e Intereses (% de 1) 10,0 900 000,00

3. Costo equipo semanal (36) 70,0 25 000,00

4. Operacin y Mantenimiento (% de 3) 33 8 250,00

5. Costo Personal (% de 3) 12 3 000,00

6. Costo Combustible (% de 3) 15 3 750,00

7. Costo Total Draga/Semana 40 000,00


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7.1.2 Costo Unitario (m3/h)

Es necesario estimar el rendimiento por hora:

Ef.bomba(E) = 8,34 x gasto x Gravedad especfica x profundidad33 000 lb-pre x H.P.

minDonde:

E = 0,70

Gravedad especfica = 2,6

Profundidad = 20 m = 65,5 pies

H.P. = 3 750 kW = 5 026,8 H.P.Gasto (mezcla) = galones/min

0.70 = 8,34 x gasto x 2,6 x 65,6

33 000 x 5 026,8

Gasto = 81 631,98 gl/min = 1 077,4 m3/h

Se estima que la mezcla contiene 80% agua y 20% material de la clase del proyecto.

Rendimiento = 1 077,4 x 0,20 = 215,48 m3/h

Costo Unitario Directo (C.U.D)

Los equipos pequeos y medianos es conveniente trabajarlos al mximo en horas diurnas

C.U.D. = US $ 40 000,00/semana = US $ 3,09/ m3

215,48 m3/h x 10 h/da x 6dias/semana

Por movilizacin y desmovilizacin del equipo hasta la zona de estudio y por el tren de

dragado se estima que el costo se incremente en 1,766%, por tanto se tiene:

C.U.D. = US $ 3,09/ m3x 1,766%= US $ 5,46/m3

Para definir el costo total es necesario calcular el volumen a remover aplicarle el precio

unitario anterior y considerar los gastos de administracin, utilidades, movilizacin y

desmovilizacin, estas ltimas dependen del origen de la draga.

Un valor aproximado para la movilizacin y desmovilizacin desde Europa puede ser:

Movilizacin USD $ 1 500 000,00Desmovilizacin USD $ 1 000 000,00

info. apoyo seleccion de draga

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