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RETRO-EROSIÓN EN UN CRUCE DE GASODUCTO DE TBG Y SU

REHABILITACIÓN.

Cesar Augusto Costa; Walter Schultz Neto & Thiago Wichrestink Zozula

TBG Pipeline Route in Brazil

INTRODUCCIÓN

• TBG es la compañía que posee y opera el transporte en el gasoducto Bolivia-Brasil, con 2.593 km de extensión en Brasil.

• El atraviesa alrededor de cinco mil propiedades rurales y 1.900 cruces de agua en 136 municipios, en los estados (provincias) de Mato Grosso do Sul, São Paulo, Paraná, Santa Catarina y Rio Grande do Sul.

RETRO-EROSIÓN EN UN CRUCE DE GASODUCTO DE TBG Y SU REHABILITACIÓN.


INTRODUCCIÓN

• Los cruces de ductos son pasadas a través de los canales de ríos, arroyos, lagos, embalses, regiones permanentes o posiblemente inundadas, quebradas, cárcavas y otras corrientes de agua, con la adopción de uno de tres procedimientos básicos: Perforación Dirigida (Horizontal Directional Drill -HDD); Ducto Soportado (Aéreo) y Sumergido (zanja abierta y enterramiento convencional).

Peace River Bridge and Pipeline Aerial Crossinghttp://www.playle.com/listing.php?i=BOOTS42700

https://www.aboutpipelines.com/wp-content/uploads/2014/06/HDD.jpg

Open-Cut methodhttp://exposicao60anos.agenciapetrobras.

com.br/decada-1990-momento-34.php

LAS AMENAZAS A LA ESTABILIDAD DE CANALES FLUVIALES

a) Cambio del Eje del Curso de Agua

• Avulsión y

• Cortes de Meandros (en el valle de inundación).

b) Movimientos Horizontales• Erosión de Margen y • Incursión (localizada).

c) Movimientos Verticales • Aterramiento (sedimentación – “Deposition”);• Socavación localizada (“Bed Scour“);• Degradación del canal;• Retro-erosión (migración del “Knickpoint”).

Ilustraciones de Algunos de los Movimientos Verticales con Descenso de los Lechos de los Canales. Fuente: NHC (2011).

Steps involved in knickpoint migration. By Papanicolaou et al. (2008)



RETRO-EROSIÓN

• La retro-erosión es un caso especial de

degradación vertical aguas arriba del

canal o cuando ocurre la incisión

anómala en el perfil longitudinal de un

río creando una cascada (“knickpoint”)

que se mueve aguas arriba.

• Bajo condiciones de “pipings”, retro-

erosión se convierte en una erosión

acelerada con evolución agua arriba.Retro-erosión en un arroyo. Colección TBG (2010).

Propagación de un “knickpoint” desencadenado por una caída relativa de nivel de base. Fuente: Grimaud et al. (2016).


LA RETRO-EROSIÓN EN EL ARROYO JARDIM NOVO MARACANÃ.

• El gasoducto de TBG en el cruce del arroyo

Jardim Novo Maracanã (km 0029+180S) se

sometió en 2015 a un intenso proceso

erosivo, que provocó el colapso de la

protección del gavión y la exposición

(“free span”) del gasoducto y de la fibra

óptica.Gasoducto TBG en el cruce del arroyo Jardim Novo Maracanã expuesto debido a las intensas

precipitaciones y eventos erosivos de 2015, mirando aguas abajo. Fuente: Colección TBG (2015)



• La cuenca del arroyo Jardim Novo Maracanã, en el municipio de Campinas (SP), tiene 0,81km², con el 63% de áreas urbanas y el 37% de cobertura con pastizales.

• En su km 0029+180S, en el gasoducto 24” de acero API 5L X70 con 0,487" de espesor hay doble recubrimiento de alquitrán de hulla y protección con 35,3 m de capa de hormigón (“Jacket Concrete” - JC), incluyendo posiciones más allá de las orillas del cauce.

• El ducto se instaló en 1999 a lo largo de la longitud del valle aluvial mediante entierro convencional con una tapada mínima de 1,50m.

The Jardim Novo Maracanã Stream Watershed. Source: Internal Report of TBG (2015).



• La evolución del proceso de erosión de canal en el arroyo Jardim Novo Maracanã, en los últimos 20 años, se evaluó mediante la comparación de imágenes aéreas y satelitales, desde un período anterior a la instalación del gasoducto hasta 2015, cuando se expuso.

Imagen Satelital de tramo del arroyo Jardim Novo Maracanã, en junio de 2001, con el futuro Derecho de Vía del Gasoducto marcado. Detalle: Cruce de la calle 11. Fuente: Informe Interno TBG (2015).

Imagen satelital del arroyo Jardim Novo Maracanã, en julio de 2014. Detalle: erosión en las orillas. Fuente:Informe interno TBG (2015).



• Después de una gran crecida en marzo de 2015, la retro-erosión excedió lo cruce del ducto, profundizando y ensanchando el canal y exponiendo la tubería.

Imagen aérea 2015 del cruce de arroyo Jardim Novo Maracanã. Fuente: Colección TBG (2015).

Cruce del arroyo Jardim Novo Maracanã, en 2015. Fuente: Informe interno de TBG (2015).


EL PROCESO EROSIVO Y LOS ESTUDIOS PARA REHABILITACIÓN EN EL CRUCE DE GASODUCTO.

• Levantamientos topográficos y geotécnicos.

• Estudios hidrológicos.

• Estudios hidráulicos.

Perfiles longitudinales del lecho del arroyo Jardim Novo Maracanã, en 2002, estimados por MDT, y en 2015, después del levantamiento topográfico. Fuente: Informe interno TBG (2015).


Levantamiento de los Perfiles Geotécnicos: SPT-01, en la parte superior de la margen derecha y SPT-03, lecho aguas abajo, en el cruce del arroyo Jardim Novo Maracanã, en 2015. Fuente: Informe interno de TBG (2015).










Método cinemático:

thalweg con 984,8 m de largo;

pendiente media 0,0334 m/m;

tiempo de concentración (Tc) 22 minutos;

coeficiente de escorrentía (C) 0,90;

Caudales máximos de inundación de 31,4 m³/s.Representación topográfica de la cuenca del arroyo Jardim Novo Maracanã. Destacar el eje de gasoducto

Bolivia-Brasil. Fuente: Informe interno TBG (2015).






Perfil del arroyo Jardim Novo Maracanã, estimado para niveles de aguas de inundación con diferentes períodos de retorno (RP). Fuente: Informe Interno TBG (2015).


DISEÑOS ALTERNATIVOS PARA LA REHABILITACIÓN DEL CRUCE EROSIONADO.

• Se han desarrollado cuatro conceptos alternativos diferentes, a saber: bajada de tubería por HDD (por debajo del nivel de base); restauración del lecho del arroyo (al nivel de 2014); cruce aéreo (con estructura metálica de soporte) y alcantarillas (Galerias o “Culverts”) suportando la tubería enterrada en el cruce.

Esquema de las alcantarillas en el arroyo Jardim Novo Maracanã. Fuente: Informe Interno TBG (2015).


DISEÑOS ALTERNATIVOS PARA LA REHABILITACIÓN DEL CRUCE EROSIONADO.

• Lo ducto es encerrado en el suelo, en interior de un “canal” de gaviones, sobre las alcantarillas en el cruce.

• Esta alternativa se construyó sobre una base de hormigón armado, suportada por pilas "raíz". En los lados y extremos de la alcantarilla, se instalaron paredes de corte de flujo de concreto y tableros metálicos para evitar el deterioro y el flujo de agua por debajo de la estructura.

Trabajos de instalación de las alcantarillas en el cruce del arroyo Jardim Novo Maracanã. . Fuente: Informe Interno TBG (2018).

El cruce del arroyo Jardim Novo Maracanã, en 2018, mirando aguas arriba. Fuente: Colección TBG (2018).


El cruce del arroyo Jardim Novo Maracanã, en 2019, mirando aguas abajo. Fuente: Colección TBG (2019).

25 de junio de 2019Cursos Pre-Conferencia26 y 27 de junio de 2019Conferencia y Exhibición

Universidad Católica Argentina (UCA) Buenos Aires, Argentina

MUCHAS GRACIAS.

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