trazado redes tuberias

7/26/2019 Trazado Redes Tuberias

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TEMA 3

REDES DE TUBERAS (Trazado)

3.1 INTRODUCCIN

Las tuberas forman parte importante de las infraestructuras hidrulicas, con su diversafinalidad: regados, aprovechamientos hidroelctricos, trasvases, abastecimiento de aguas,saneamientos, emisarios submarinos, etc., es decir, constituyen medios de transporte de agua(acueductos) en lnea continua, desde muchos siglos antes de que se destinasen tuberas altransporte de otros fluidos (oleoductos y gasoductos). La unicidad tecnolgica de las tuberas,cualquiera que sea el fluido que se transporte, hace que el trazadode la lnea de tubera respondaen gran parte a los mismos conceptos y metodologa, tanto para acueductos, como para oleoductosy gasoductos, si bien se dan algunas diferencias, que son las que se van a destacar primeramente

en lo que sigue, procediendo despus a desarrollar los conceptos generales para el adecuadoproyecto del trazadode una tubera.

3.2 EL PERFIL LONGITUDINAL DE LA TUBERA EN FUNCIN DEL FLUIDOTRANSPORTADO

Un buen trazado de la tubera se basa en la obtencin de un detallado perfil longitudinal delterrenoy una exhaustiva deteccin de serviciosque se van a cruzar, a tenor de lo cual se ajustarla rasante de la tubera de manera que no se creen demasiados puntos altos o bajos, aunque paraconseguir esto se debe procurar no caer en un exceso de profundidad de excavacinen la zanja.

Hay una gran diferencia de concepcin de las tuberas cerradascompletamente al exterior (comolos gasoductos e incluso los oleoductos), con respecto a las conducciones de agua, constituidascomo tuberas con aberturas al exterior en los puntos altos (ventosas de conexin con laatmsfera) y en los puntos bajos (derivacin del lquido para desagareventualmente).

Conducto cerrado o abierto?. La eleccin entre estas dos tipologas tan distintas depende delfluido que se est transportando. Parece razonable que, tratndose de gasoductos, se evite laeventual salida del gas a la atmsfera y, por tanto, se proyecte la tubera como un circuitocerrado, sin disponer puntos de posible salida al exterior en puntos altos y bajos del trazado. En elcaso de los transportes de lquidos(acueductos y oleoductos) se nos ofrece la posiblidad de elegirentre las dos alternativas.

Conviene analizar las ventajas e inconvenientesde cada uno de estos dos sistemas. Las tuberaspara el transporte de lquidos que tienen dispuestos una serie de puntos de abertura al exterior sonms fciles de manejar en lo referente a la entrada y salida de aire hacia y desde la tubera, lo quefacilita la realizacin de las pruebas hidrulicas, y las paradas de funcionamiento y las vueltas afuncionar, disminuyendo el peligro de vacos relativos dentro de la tubera, con su riesgo decolapso por aplastamiento ante las cargas exteriores. Esto viene facilitado por la disposicin deventosas en dichos puntos altos. Con respecto a los desages, stos nos dan la posibilidad devaciar la tubera enteramente, incluso en los tramos bajos en sifn.

Por el contrario, este tipo de tuberas, tiene el inconveniente de que se pueden producir derramesdel lquido al exterior en el curso de la operacin, lo que es pernicioso en el caso de lquidos que

pueden producir explosiones, incendios o contaminacionesy, adems, que sean lquidos de alto


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precio (del orden de 1000 veces el del agua, como es el caso de los productos petrolferos).Tambin, el funcionamiento de las ventosas puede causar de golpes de ariete, de importancia enalgunos casos. Otro inconveniente es la fuerte dependencia de la rasante de la tubera respecto alperfil longitudinal del terreno. Para evitar estos inconvenientes, los oleoductos se proyectan como

tubera cerrada al exterior, en cuyo caso el perfil longitudinal es de ms fcil encaje siguiendo elpropio terreno, no importando en este caso la aparicin de muchos puntos altos relativos, al nodisponerse ventosas en dichos puntos, y as se consigue ahorrar en los movimientos de tierras yexcavaciones.

Cmo se consigue, en este caso, compensar la prdida de las ventajas enumeradas para lastuberas con puntos de abertura al exterior?. Mediante un procedimiento muy sencillo:disponiendo una estacin de lanzamiento y recogida de pistones, que suele llamarse trampa derascadores (Figura 4.9). Dichos pistones pueden recorrer la tubera por su interior,constituyendo sistemas modernos de mantenimiento(limpieza interna de la tubera), inspecciny reparaciones interiores. Los pistones (tambin llamados rascadores, por una de sus funciones,la limpiadora, y conocidos en la tcnica anglosajona con la palabra pig, en ingls, por suparecido con el animal de ese nombre) tienen un dimetro casi igual al interior de la tubera yformas muy variadas, segn su utilizacin (Figura 4.10).

Ciertos tipos de pistones sirven para limpiar las tuberas, rascando su pared interna, manteniendosu seccin y su lisura inicial (ahorro de energa en el transporte) y evitando tambin su corrosin,al eliminar las incrustaciones de sales agresivas. Entre otras utilizaciones, estn las de llenado yvaciado de la tubera para la realizacin de la prueba hidrulica y en los casos de parada yarranque del funcionamiento, controlando a la vez el aire o el gas contenido en la masa dellquido, que tendr que ser eliminado o admitido por un extremo de la tubera, al no existiraberturas intermedias. nicamente se pueden disponer purgadores en ciertas ubicacionesespeciales (estaciones de bombeo, ...) con vertido controlado a recipientes.

Modernamente, a este sencillo til de pistn rascadorse le provee de una serie muy variada deelementos de alta tecnologa electrnica, con la posibilidad de emitir desde dentro de la tuberaultrasonidos o determinadas radiaciones, cuya recepcin exterior nos permite estudiar enpantalla, por visualizacin directa tipo televisin, por intermedio de dibujos, o mediante listadosde medidas de ciertos parmetros, el estado interno de las tuberas, las ovalizaciones, lasdisminuciones del espesor, la posibles fugas o juntas no estancas, los atrancos o estrechamientos,etc.

Tambin se pueden utilizar derivados de este tipo de pistones como herramientas auxiliares pararealizar operaciones de revestimiento internode la tubera o reparacionesde ciertas zonas dedifcil acceso, sirviendo como pequeos vehculos motorizados y guiados a distancia, quedisponen de los correspondientes tiles robotizados.

Para aplicar estos sistemas es preciso que la tubera sea de dimetro constante, no siendofrecuentes por ahora los aparatos que permitan cambio de seccin.

Respecto a los transitorios, ms temibles en las conducciones de lquidos que en los gasoductos,se pueden producir golpes de ariete (sobrepresiones y depresiones dentro de la tubera) msimportantes en las conducciones de agua que en los oleoductos. En stos ltimos se disponenmedios de proteccin frente al golpe de ariete sin salida al exterior de la tubera (nicamente, aveces, se disponen vlvulas de alivio o de seguridad, con vertido de lquido a depsitosauxiliares). En las grandes tuberas para agua se utiliza una variada gama de medios de proteccin:

chimeneas de equilibrio, tanques unidireccionales, acumuladores hidroneumticos,


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calderines de aire comprimido, vlvulas de seguridad,ventosas, etc.

3.3 CRITERIOS GENERALES PARA EL PROYECTO DEL TRAZADO

3.3.1 Generalidades

Las vas de transporte se han venido estableciendo, histricamente, en funcin de los trazados quepermita el medio fsico. Efectivamente, a lo largo de la historia las grandes rutas han surgido porla ley del mnimo esfuerzo, de donde se deriva el papel desempeado por las cuencas fluviales ypor los puertos de montaa. En la actualidad, ante el acmulo de medios potentes de construccinde que se dispone, la ley del mnimo esfuerzo ha sido sustituda por la que podramos llamar leydel mnimo coste. Los condicionamientos fsicos, derivados del territorio, salvo en puntos muyconcretos, han quedado relegados a segundo plano. A los costes iniciales de creacin de lainfraestructura hay que aadir los costes a medio y largo plazo, los costes de explotacin ymantenimiento, el valor del tiempo, los costes de congestin, los factores medioambientales y lacalidad del transporte.

Los espacios terrestre, martimo y areo constituyen cada uno de ellos un dominio especfico en elque los medios de transporte empleados exigen, para su correcto funcionamiento, un determinadogrado de tecnologa y unas infraestructuras adecuadas. El espacio terrestre, por contra delmartimo y areo, necesita, para que se pueda realizar el transporte, la articulacin deinfraestructuras continuas de tipo lineal, constituyendo redes. As que, junto a las redes decarreteras y ferrocarriles, se dispone de redes de transporte por tubera, con el factor aadido deque stas no se limitan al medio terrestre, sino que tambin se pueden establecer las tuberas en el

medio acutico (tuberas submarinas).

El trazado de una tubera es un concepto geomtrico, que define una forma y unas dimensionesespaciales de la conduccin en relacin con las caractersticas del transporte que se pretende servir(caudal, modulacin, capacidad de transporte,...) y con las del entorno en el que se enclava(relieve, puntos obligados de paso o a evitar y, en su caso, condiciones climticas).

La eleccin del trazado es un problema que admite gran nmero de soluciones, dentro delmarco delimitado por unos ciertos condicionantes, y tiene una gran repercusin en el costo deconstruccin, conservacin y explotacin de la tubera. Por ello, la optimizacin de la solucin - oal menos, el encontrar una prxima a la ptima requiere aplicar una cierta dosis de experiencia

u "oficio" a un proceso de aproximaciones sucesivas(facilitado por el empleo de ordenadores).

3.3.2 Geometra del trazado

El espacio geomtrico en el que se desarrolla el trazado es tridimensional. La seccin transversaltipo de la conduccin consiste en una tubera enterrada en una zanja cuyas dimensiones, anchura yprofundidad, dependen del dimetro de la tubera, del fluido transportado, de las caractersticasgeotcnicas del terreno y urbansticas de la zona de emplazamiento. La profundidad delrecubrimiento, h, medida sobre la arista superior del tubo (Figura 3.1), viene indicada porrazones de seguridad y su valor mnimo es de orden de 1 m. Se modifica esta profundidad en lospuntos o zonas especiales, como son cruces de ros, carreteras, ferrocarriles, etc., donde se sueleaumentar la altura de recubrimiento, h, adems de disponer otros sistemas de proteccin.


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La anchura de la zanja debe ser la menor posible, por razones econmicas, que permita unacorrecta ejecucin de las diversas operaciones de montaje y tendido de la tubera, as comodepende de la mquina utilizada en la excavacin. En general, la anchura de zanja para tubo de

polietileno es menor que en caso del tubo de acero, por la mayor flexibilidad de quel.

Por tanto, los elementos de la seccin transversal son relativamente constantes en disposicin ydimensiones, lo que permite una cierta simplificacin: la de que la tubera tiene una dimensinpreponderante, paralela a la directriz del tubo, que es la que se va a analizar (la lnea de latubera).

El trazado tericamente ideal de una tubera de transporte se formara mediante lneas rectas,uniendo los puntos nodalesde la conduccin (puntos de comienzo y final, y puntos obligados depaso, como son los de produccin, almacenamiento y consumo), lo que dara la longitud menorposible. Sin embargo, el relieve topogrfico, la geotecnia y los dems obstculos encontradosdeterminan cambios de direccin, tanto en planta como en alzado, por lo que el trazado real de latubera tiene la forma de una poligonal, constituda por una serie de alineaciones rectas entrevrtices, que pueden ser de planta (ngulo horizontal), de perfil longitudinal (ngulo vertical) ocombinacin de ambos casos.

Cuando el ngulo formado por dos alineaciones es pequeo se permite, a veces, la simple unin dela tubera en chafln, pero en el caso ms general, en dichos vrtices se dispondrn curvasdeenlace entre alineaciones, cuyo radio cumplir unos ciertos valores mnimos. Tales curvas puedenhacerse en fbrica (curvas en caliente o codos) o en obra (curvado en frio), mediante la mquinaadecuada. Tambin se pueden hacer curvas mitradas, constitudas por secciones de tubo cortadoen chafln y posteriormente soldadas.

En el caso de ngulos en el perfil longitudinal, aparte de los tres procedimientos citados, se utilizamuy habitualmente la curvatura por flexin elstica, en casos de grandes radios de curvatura. Enfuncin de su dimetro, del espesor y de la naturaleza del material, la tubera presenta unaspropiedades elsticas que le permiten, en cierta medida, adoptar la forma del fondo de la zanjahasta ciertos grados de curvatura. La flexibilidad de la tubera disminuye cuando el dimetroaumenta, as que una conduccin de gran dimetro no se adapta al terreno por deformacinelstica ms que en curvas de gran radio. En este caso, el nmero de curvas por km es msimportante que en el caso de un pequeo dimetro.

Una curva queda caracterizada por su radio de curvatura y por el ngulo que forman las dostangentes extremas. Sin embargo, el radio de curvatura es una dimensin inmaterial, que no se

presta a medidas directas, por lo que es mejor referirse al desarrollo de la curva (L), que serelaciona con los otros parmetros mediante la siguiente frmula:

L = R / 180

siendo, L = desarrollo de la curva (m)= ngulo de la curva (grados sexagesimales)R = radio de curvatura (m)

Para el encaje correcto de las curvas del trazado se deben de tener en cuenta los siguientescondicionantes:- Paso de pistones rascadores o esferas.

- Tensiones en la tubera.


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- Economa de la obra civil (se pueden eliminar curvas, aumentando la excavacin en zanja y ala inversa, segn sea la dureza del terreno a excavar).

- Prdida de carga hidrulica.

3.3.3 Criterios de eleccin del trazado

Los criterios generalesa tener en cuenta para una correcta eleccin de trazado son los siguientes:

a) Maxima seguridadde explotacin y mantenimiento.b) Mnimo costetotal de la instalacin.

b.1) Mnimo coste de primera instalacin.

b.2) Mnimo coste de explotacin y mantenimiento.

c) Mnimo impacto ambientalnegativo

3.4 CONDICIONANTES DEL TRAZADO

El trazado de una tubera de transporte presenta bastantes grados de libertad, sobre todo si se lecompara con el de otras obras lineales. Se pueden relacionar stas de menor a mayor libertad detrazado: Canal, Ferrocarril, Carretera, Tuberay Lnea elctrica, de la manera que indica la Tablasiguiente:

TABLA 3.1

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de OBRALINEAL

PendienteLongitudinal

Radio de curva Velocidadmedia(m/s)

Trazado enplanta

Canal - a % (siemprebajando)

Pequeo 1-2 Muy Rgido

Ferrocarril b % > a Grande 20-50 Rgido

Carretera c % > b Medio-grande 20-40 Rgido-flexible

Tubera d % > c Pequeo 1-3lquidos 10-30 gases

Flexible

No obstante su total flexibilidad, tanto en planta como en alzado, el trazado de la tubera debecumplir una serie de condicionantes de variada ndole, que se pueden clasificar de la siguientemanera:

A.- Condicionantes intrnsecos


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A.1.- Condicionantes de tipo hidrulico.A.2.- Otros condicionantes intrnsecos.

B.- Condicionantes naturalesB.1.- Relieve topogrfico.

B.2.- Geotecnia.B.3.- Ros y cursos de agua.B.4.- Agresividad del suelo.B.5.- Impacto ambiental.

C.- Condicionantes artificialesC.1.- Infraestructuras y Planeamiento Urbano e Industrial.C.2.- Ocupacin temporal y servidumbres. Uso del suelo.C.3.- Carreteras y Ferrocarriles.C.4.- Lneas elctricas.C.5.- Otras infraestructuras.

D.- Condicionantes de Construccin3.4.1. Condicionantes intrnsecos

En general, en los transportes terrestres (carretera, ferrocarril) existen unas limitaciones ocondicionantes impuestos por el vehculosobre el trazadode la va. En este sentido, se puedenconsiderar radios mnimos del trazado en planta, pendientes mximas del perfil longitudinal,anchura mnima de carril, peralte mnimo y mximo en curva, etc., a todos los cuales llamamoscondicionantes intrnsecos de la va de transporte, es decir, condicionantes independientes delmedio, natural o artificial, que envuelve a la citada va.

Sin embargo, el transporte por tubera presenta, desde este punto de vista, una marcadaperculiaridad: consiste en una lnea de transporte en la que coincide el vehculo y la va,constituyendo su unin la tubera, dentro de la cual se mueve el fluido transportado. Por tanto, no

existen condicionantes impuestos propiamente por el vehculo. Ahora bien, existen unoscondicionantes intrnsecos, es decir, esencialesdel propio modo de transporte e independientesdel medio, de los que se trata a continuacin.

3.4.1.1 Condicionantes de tipo hidrulico

El condicionante principal consiste en que el perfil longitudinalde la tubera no sobrepase en suspuntos altos las diversas lneas piezomtricas del fluido transportado, tanto en rgimen demovimiento estacionario como en los regmenes transitorios, con sus correspondientesdepresiones.

La altura de presin P/para los lquidos suele ser del orden de los centenares de metros, llegandoa los valores del millar de metros de columna de lquido, pero en el caso de transporte de gases, lacitada altura de presin P/ es del orden de varias decenas de miles de metros de columna defluido. Esto determina una diferencia fundamental: el trazado de los gasoductos, en lo referente asu perfil longitudinal, resulta en la prctica independiente de las presiones del fluido en sumovimiento por la tubera; al contrario de lo que ocurre con las conducciones de lquidos.

Cuando se presenta el caso de que la lnea piezomtrica corta al perfil longitudinal se puederecurrir a alguna de las soluciones que se explican a continuacin. Supongamos el perfillongitudinal de la tubera de la Figura 3.2.Para un cierto caudal, Q, se ha ajustado un dimetro Dque da una pendiente i = H/L de la lnea piezomtrica, tal que sta corta al perfil en el puntoalto. La lnea piezomtrica ha quedado definida por la presinal final de la conduccin (pf) y por


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no poder superar uno de los dos valores: H1 (mxima presin en el bombeo) o H2 (mximapresin que resiste mecnicamente la tubera). Hay diversas soluciones, como, entre otras, lassiguientes:

a) Variante del trazadoen planta que rebaje las cotas, del perfil longitudinal. Normalmente, seincrementar la longitud total de la tubera (L).

b) Ajustar un dimetro menor D' < D, tal que la lnea piezomtrica pase por encima del puntoalto con una presin mnima, presin de resguardo, (pr) y poner una estacin de bombeointermedia, aguas arriba del punto alto.

c) Ajustar un dimetro mayorD'' > D, y disponer una vlvula reductora de presinaguasabajo del punto alto.

d) Finalmente, construir un tnel, de longitud LT, para rebajar las cotas del perfil longitudinal;solucin que, en genral, puede resultar cara y problemtica.

Como se puede ver, las a) y d) consisten en actuaciones sobre el trazado de la tubera, para questa presente un correcto funcionamiento hidrulico.

Respecto a los valores de la pendiente mxima admisible de la conduccin, no existe tallimitacin en la prctica para el transporte de gases y lquidos homogneos, por razonespuramente hidrulicas, (s la hay por razones constructivas, como se ver ms adelante). Si elfluido transportado contiene slidos pulverizados en suspensin, con el objeto de limitar laabrasinde la pared interna de la tubera, se fija una pendiente mximaadmisible, funcin de ladureza del material slido (puede ser del orden del 15 %).

En las conducciones de lquidos, que puedan contener gases disueltos, conviene que la pendienteest siempre por encima de un valor mnimo, para facilitar la evacuacin de las bolsadas de gaspor las ventosas. En los gasoductos, cuando el gas transportado pueda producir condensaciones,hay que dejar una pendiente mnima de 0,5 % descendente hacia dispositivos de evacuacin(Reglamento de Redes y Acometidas de Combustibles gaseosos). En general, una cierta pendientemnima ayuda a sacar el agua de la prueba hidrulica que hay que realizar inmediatamentedespus de la construccin.

Las prdidas de carga localizadas en los cambios de direccin dependen del radio de lascurvas. Disponer radios lo ms grandes posibles disminuir tales prdidas, que en conjunto norevisten gran importancia en las conducciones de transporte a larga distancia, por lo que no hay,

en este sentido, una limitacin estricta. S revisten mayor importancia relativa estas prdidas decarga localizadas, con respecto a las lineales de tubera recta, en los circuitos de tuberas de lasestaciones de bombeo y dems instalaciones concentradas, por el relativo predominio decurvas, vlvulas y accesorios sobre los tramos rectos de tubera.

3.4.1.2 Otros condicionantes intrnsecos

Es prctica muy usual en los oleoductos y gsoductos disponer sistemas de limpieza interna de latubera, para manterner la rugosidad de sus paredes interiores dentro de lmites aceptables y paraevitar la corrosin interna. Para no obstaculizar el paso por el interior de la conduccin de loscepillos rascadores, utilizados para la limpieza peridica se requiere un radio mnimo en lascurvas. As, se pretende asegurar no slo que el pistn rascador, que puede constar de varios


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cuerpos, articulados o no, pase fsicamente, sino que no se produzca al curvar el tubo unaovalizacinde la seccin que obstaculize tambin dicho paso.

Por ello, dicho radio mnimo depende del procedimiento de curvado. Para curvashechas en obra,

mediante mquina curvadora, el radio mnimo es de 40 veces el dimetro. Las curvas hechas entallerpueden tener un radio mnimo de 10 dimetros, si se efecta el curvado en caliente de untubo con soldadura relleno de arena, y de 5 dimetros, si se curva en caliente por induccin, seael tubo con soldadura o sin ella.

Por la misma razn de paso de pistones rascadores se limita el ngulo entre alineaciones de dostubos que se sueldan en chaflnen lnea, y que es del orden de 2-3. Por ello, no se pueden hacer,cuando se quiere disponer limpieza interna por rascadores, curvas mitradas (por sucesivassodaduras en chafln) de ngulos en cada chafln mayores que el indicado.

Adems de por razones de limpieza, cada vez es ms frecuente prever la necesidad de introduciren el interior de la tubera pistones de muy diversa ndole y que la tienen que recorrer de unextremo a otro (pistones de calibracin; de ayuda en las pruebas hidrulicas y neumticas;pistones provistos de sensores de variada naturaleza: ultrasonidos, magnticos, video, etc, conobjeto de estudiar la geometra interna de la tubera, su estado frente a la corrosin y su propioespesor), lo que hay que tener en cuenta a la hora de disear las curvas, aunque cada vez con msfrecuencia estos equipos se hacen articulados y son capaces tericamente de pasar por curvas deradio muy pequeo.

3.4.2 Condicionantes naturales

3.4.2.1 Relieve topogrfico

En general, las formas del relieve de la superficie del terreno tienen escasa influencia en laeleccin del trazado de una tubera: el paso por terrenos llanosu onduladosse hace con todafacilidad e incluso los terrenos accidentados o muy accidentados no presentan problemasinsalvables, desde el punto de vista puramente topogrfico. Unicamente, se procurar que la lneadel trazadocorte lo ms perpendicularmenteposible a las curvas de nivel del terreno, pues asla pista de obratendr la menor pendiente transversal y ser mnimo el volumen de excavacinpara dicha pista, a la vez que la tubera podr resistir mejor los posibles corrimientos de terrenopor razones geotcnicas, como se ver ms adelante.

Las fuertes pendientes longitudinales (o transversales) producen problemasde tipo constructivo,

que se analizarn en su apartado correspondiente.

Ms que las formas del relieve en s, debe considerarse su origen, su forma de producirse y suevolucin, lo que en realidad constituye un enfoque geomorfolgico, ms propio de la Geotecniaque de la Topografa. Los estudios y trabajos de stas dos especialidades tcnicas que hay querealizar, y que constituyen herramientas auxiliares para el estudio del trazado, se exponen msadelante, cada una en su apartado correspondiente.

3.4.2.2 Tneles

Por su trazado ms libre, la tubera, a diferencia del ferrocarril y la carretera, puede evitar puntos

de paso seculares, no obstante lo cual, se tender a utilizar puertos de montaa, aunque a veces


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convendr cruzar en tnel determinadas montaas o divisorias, por ejemplo, en alta montaa,como los oleoductos y gasoductos internacionales que cruzan los Alpes.

Antes de decidir la construccin de un tnel se har el correspondiente estudio tcnico-

econmico, sin olvidar los dos grandes inconvenientesde los tneles:

- La incertidumbre de su viabilidad: aunque se hagan previamente los estudios geolgicos ygeotcnicos adecuados, pueden presentarse en la ejecucin problemas imprevistos que afectena la viabilidad de construccin del tnel.

- La inseguridad de plazo: la construccin de un tnel tiene un ritmo ms lento que el de laconduccin a campo abierto, y, adems, puede verse afectado por los imprevistos.

Los tneles para tuberas de transporte son de seccin mediana, aunque depende del dimetro dela tubera, disponindose, en genral, a un lado la conduccin, que suele ir apoyada sobre rodillos,y al otro lado, el paso para la inspeccin y el mantenimiento (Figura 3.3). Presentan laparticularidad de que pueden tener tramos inclinados con fuerte pendiente, lo que facilita osustituye a las chimeneas verticales de acceso y ventilacin. Para la inspeccin de la tubera y deltnel en dichos tramos inclinados se dispone un funicular o vehculo sobre carriles accionado porun cable (Figura 3.4).

Existen procedimientos especiales de excavacin de tneles (microtneles) para aquellos casosen que no se puede acceder con operarios al interior del tnel, por causas diversas: pequeodimetro (por ejemplo, menor de 1 m), presencia de agua abundante, etc. Suelen utilizarsemquinas compactas, que tienen una cabeza perforadorao de avance, disponindose un tubo deencamisado, que se va hincando en el terreno. La cabeza de avance lleva un sistema de guiado,para corregir la direccin seguida y as evitar desviaciones de la alineacin proyectada.

Debido al pequeo tamao de los pozos de lanzamiento y de recogida, as como al diseocompacto en contenedores que suelen tener estos equipos, son muy apropiados para ser utilizadosen zonas urbanas.

a) Cabeza de avance

En caso de terreno rocoso se pueden utilizar cabezas cortadoras radiales de acero especial coninjertos de carburo de tungsteno, capaces de romper roca de gran dureza. Los trituradores cnicosreducen el material excavado a un tamao adecuado para ser transportado hasta la superficie. Eleje de corte est movido por motores hidrulicos situados dentro del conjunto de cabeza cortadora,

con lo que la energa de excavacin y trituracin no dependen de la distancia avanzada desde elpozo de lanzamiento. La cabeza cortadora consiste en dos secciones articuladas entre s, lo quepermite movimientos de hasta 3,5 en cualquier direccin y as guiar con precisin el avance.

La cabeza cortadora es empujada contra el frente del tnel por unos cilindros hidrulicos situadosen el pozo de lanzamiento. Para comenzar el avance, particularmente en condiciones de trabajopor debajo del nivel fretico del agua en el terreno, la cabeza es capaz de cortar su propio paso atravs de la pared de hormign del pozo de lanzamiento a travs de un cierre sellado para evitar elpaso del agua. De la misma manera, en la llegada al pozo de recepcin.

b) Sistema de guiado


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El guiado del avance de la cabeza se hace por laser, con correccin automtica por ordenador decontrol, actuando sobre las carreras de mbolos de la cabeza "topo". Hay adems unasobrecorrecin manual que permite a personal cualificado, atendiendo a las variables que indica elpanel de control, conseguir una gran reduccin de las desviaciones del avance.

Dentro de la cabeza cortadora hay una placa de direccin, hermticamente sellada, sobre la queincidir un rayo laser que definir la posicin exacta de la mquina. Dentro del pozo delanzamiento se ubica un codificador que permita la medicin continua de la longitud de avance.La posicin instantnea de la cabeza cortadora la calcula un procesador y se presenta grficamentesobre un monitor montado en el panel de control. Se hace una grabacin completa del avance y sepuede disponer en cualquier momento de una salida a travs de la impresora incluida en el mdulopaquete de control/fuerza.

Dicho mdulo viene alojado dentro de un contenedor normalizado, lo que permite su rpidodesplazamiento de uno a otro pozo de lanzamiento. Este mdulo se sita arriba del pozo delanzamiento, lo que permite su vigilancia, y viene provisto de barandilla e iluminacin. El techo

del contenedor tiene una pluma que puede desplazarse hasta cubrir el acopio de tubos y concapacidad suficiente para la manipulacin de los tubos, del conjunto de cabeza cortadora y delequipo de encamisado. Este mdulo puede ser insonorizado, para caso de obra urbana.

c) Extraccin del material excavado

Hay dos sistemas de evacuacin del material de excavacin: mediante hlice o tornillo sin fin, omediante bombeo en forma de fango. El primer sistema es el ms comunmente utilizado y extraeen seco el materrial de la perforacin. El segundo requiere la aportacin de agua, mediante unabomba centrfuga colocada cerca del tanque de sedimentacin en la superficie, que impulsa el

agua de alimentacin a las toberas de la cmara de trituracin y mezclado. El material excavado semezcla con agua para formar un fango que es bombeado hacia afuera mediante una bomba defangos situada en el pozo de lanzamiento. Las bombas tienen regulacin por velocidad variablepara adaptarse a las condiciones variables del terreno y ajustar el flujo bombeado. Un sistema devlvula en "bypass" dentro de la cabeza cortadora permite el lavado de las lneas y la recirculacinparcial. Estas vlvulas tambin aslan la cabeza cortadora, manteniendo desconectado el sistemade transporte de fango mientras se pone un nuevo tubo de encamisado. El fango se bombea alinterior del tanque de sedimentacin en la superficie exterior, del cual se saca el agua. El materialexcavado se saca del tanque de sedimentacin de vez en cuando, segn se va acumulando.

d) Tubos de encamisado

Pueden ser de hormign armado o de acero al carbono. En el caso de tubos de acero, el largo decada uno suele ser de unos 6 m y se sueldan uno a continuacin de otros. Los tubos de hormignson de menos longitud (unos 3 m) y se puede hacer su unin por sistema de enchufe y cordn,procurando su estanquidad. La transmisin del empuje del cabezal de la mquina se realizamediante tableros de aglomerado colocados sobre la corona circular del tubo.

e) Pozo de lanzamiento

El equipo de encamisado descansa sobre el suelo del pozo de lanzamiento y sirve de cuna para el

lanzamiento de la mquina y de los tubos de encamisado. La reaccin para las fuerzas de avance


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de los tubos la proporciona la pared del pozo, por lo que la parte posterior del equipo deencamisado debe estar conformada de manera adecuada para encajar contra dicha pared. Lostubos son empujados hacia adelante mediante potentes cilindros hidrulicos de corto recorrido atravs de un anillo de empuje que distribuye las fuerzas de encamisado sobre el ltimo tubo. El

equipo de encamisado tiene un dispositivo de trinquete integral que permite empujar tubos de msde 2 m de longitud con los cilindros de corto recorrido. As tubos de 2 m de longitud pueden serlanzados desde pozos de 3,0 - 3,2 - 4,5 m de dimetro y mayores, dependiendo del dimetroexterior del tubo.

f) Pozo de recogida

Normalmente, se requiere construir un pozo de recogida de un dimetro del orden de 2,5-3,5 m,que permita una fcil y rpida recogida de la cabeza cortadora.

g) Longitudes de avance

En condiciones normales, se pueden excavar microtneles del orden de unos 140 m entre lospozos de lanzamiento y recogida. Por encima de los 100 m de longitud, las condiciones del terrenoinfluyen mucho, pues pueden hacer necesario aplicar grandes fuerzas de empuje sobre el tubo deencamisado, que habr que considerar si puede resistirlas. Tambin la precisin del guiado porrayo laser se ve afectada cuando aumenta la longitud.

3.4.2.3 Geotecnia

Las tuberas son obras lineales subterrneas; van posadas en una zanja atravesando diversostipos de terrenos, por lo que las caractersticas geotcnicas de stos influyen grandemente en laidoneidad del trazado a elegir. Dichas caractersticas geotcnicas repercuten mucho en el costedeconstruccin y tendido (roca, nivel fretico alto, etc.) y en la seguridad de explotacin(estabilidad del terreno en el que se construye la zanja, duracin del revestimiento, etc.), por loque se justifica sobradamente la realizacin de estudios geotcnicos apropiados, de los que setrata ms adelante.

Como resultado de dichos estudios, se determinar la excavabilidaddel terreno, la accesibilidadde la maquinaria (pendientes) y las zonas con problemas geotcnicos especiales, todo lo cual setendr muy en cuenta a la hora de seleccionar el trazado.

3.4.2.4 Ros y cursos de agua

El cruce de un ro supone siempre un punto singular del trazado, desde los puntos de vistastcnico y econmico, pues requiere un tratamiento especial respecto al tendido general de la lnea,tratamiento tanto ms cuidadoso cuanto mayor sea la importancia del rio. Dos son las decisionesfundamentales a tomar: la eleccin del sitiodel cruce y el tipode cruce, ambos relacionados entres.

Los puntos de cruce de los ros importantes influyen decisivamente en el coste final de laconduccin. Para estar en condiciones de elegir el sitio idneo de cruce es necesario estudiar las

caractersticas topogrficas, geotcnicase hidrolgicasdel ro en una amplia zona.


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Desde el punto de vista topogrficohabr que obtener el perfil transversalen la zona del posiblecruce y la pendiente longitudinal del ro, aguas arriba y aguas abajo. El perfil transversal seobtiene realizando una batimetra del cauce y un levantamiento topogrfico de las mrgenes. La

pendiente del ro puede ser obtenida simplemente de la cartografa existente. De los estudiosgeotcnicos e hidrolgicos se hablar ms adelante, en el apartado de Estudios Geotcnicos. Elsitio elegido para el cruce est en funcin del sistema utilizado para el cruce, que puede ser de unade los tres siguientes: sublveo(zanja), areo (puente) o perforacin inclinada dirigida.

3.4.2.5 Agresividad del suelo

Al estudiar el trazado de la tubera, es conveniente evitar, aunque no siempre es posible, losterrenos muy agresivos, por el riesgo de corrosin de la tubera. La agresividad de un terrenodepende de muchos factores, como son la humedad, la aireacin, el contenido del terreno eniones solubles, la presencia de bacterias anaerobias, etc. La medicin de cada uno de estosfactores presenta en la prctica grandes dificultades. En consecuencia, se recurre a medir unosparmetros, que representan la velocidad de los intercambios inicos, base a su vez delfenmeno de la corrosin, y estos son la resistividaddel terreno, su acidez(medida por el pH)y el potencial entre la tubera y el terreno. Estas mediciones y otras complementariasconstituyen la campaa de campo del correspondiente Estudio de Proteccin Catdica. Laagresividad del terreno atravesado por la conduccin determina, asmismo, las propiedades quese deben exigir al revestimiento anticcorrosivode la tubera. Hay que destacar, por otra parte,que la corrosin se potencia en las zonas de discontinuidad, por lo que una zona agresivaaumenta extraordinariamente su agresividad si se encuentra rodeada de una amplia zona nada ocasi nada agresiva.

3.4.2.6 Impacto ambiental

En general, la normativa tanto a nivel de la UE, como de Espaa, como de las ComunidadesAutnomas, no incluye las tuberas en las listas de proyectos que obligatoriamente deban serconsiderados desde el punto de vista de su impacto ambiental, salvo que se trate de proyectos quepuedan tener repercusiones importantes sobre el medio ambiente. A pesar de ello, parececonveniente la realizacin de estudios de este tipo, durante y despus de los estudios de trazado.Los realizados durante la etapa de bsqueda del trazado idneo constituyen el EstudioPreliminar de Impacto Ambiental, que evaluar e identificar los impactos, y darrecomendaciones para evitar que el trazado de la lnea pueda afectar aquellas zonas sensibles en

este sentido, e indicar medidas minimizadoras de los impactos. Despus, en la etapa de Proyectode Detalle o de Construccin, se realizar el Estudio de Detalle Medioambientaly el Proyectode Medidas correctoras.

Desde un punto de vista objetivo se habla de impacto ambiental cuando una accin o actividadhumanas produce una alteracin en el medio, ya sea en sentido negativo o positivo, ya sea demagnitud grande o pequea. Cuando estas alteraciones son de efecto negativo, el concepto deimpacto ambiental se aproxima al de contaminacin; por el contrario cuando es positivo mejorala calidad de vida.

Las evaluaciones de impacto ambiental tienen como objeto estudiar, de modo sistematizado, lasconsecuencias de un proyecto determinado sebre el medio natural, los organismos y paisajes. Los

objetivos de un Estudio de Impacto Ambiental son, entre otros:


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- Reducir los efectos a largo plazo sobre el medio ambiente.

- Lograr un adecuado equilibrio entre el uso y ocupacin del suelo por la tubera y la

conservacin del medio ambiente.

- Construir un instrumento vlido para al anlisis de posibles alternativas.

Si bien el impacto ambiental negativo de una tubera puede ser apreciable durante la fase deconstruccin, se considera bajo o mnimo durante el periodo de explotacin o funcionamiento,teniendo por otra parte una influencia positiva en las regiones que atraviesa o sirve, mediante elefecto de sustitucin de otros modos de transporte, como realizan los oleoductos frente a lacarretera y el ferrocarril, tratndose adems de mercancas peligrosas. Los gasoductos puedentener adems otro efecto beneficioso de mejora de la calidad de vida al reemplazar el gas natural,combustible limpio, a otros combustibles ms contaminantes.

Hay que poner atencin, entre otras cosas, a que no se produzca prdida de la cubierta vegetalsobre la conduccin, que pueda originar erosin, con las consecuencias negativas de impactoambiental negativo y de inseguridad de la tubera. Por ello, se proyectarn revegetaciones, paradespus de la construccin, en aquellas zonas que as lo requieran, como en el caso de pendientesacusadas.

Tambin se cuidar en el proyecto lo relativo a posibles fugas del fluido transportado,especialmente en el caso de que ste sea contaminante.

3.4.3 Condicionantes artificiales

3.4.3.1 Infraestructuras y planeamiento urbano e industrial

El eje de la tubera deber mantener unas distancias mnimas (zona de seguridad) a los edificioshabitados. Tales distancias mnimas dependen de la peligrosidad del fluido transportado; lasexigencias deben ser mayores en orden creciente de transportar agua, productos petrolferos, gasnatural, fluidos txicos o contaminantes, etc. Por ejemplo, la normativa espaola sobre gasoductosest constituda por el "Reglamento de Redes y Acometidas de Combustibles gaseosos" y lasanejas normas UNE 60.302(Categoras de emplazamiento) y UNE 60.305(Zonas de seguridad ycoeficientes de clculo segn el emplazamiento). En dichas normas se define como edificio

habitadoaquel que es susceptible de ser ocupado por personas y se fija unas zonas de seguridadde 10, 5 y 2,5 metrosa cada lado del eje, en funcin de la categora de emplazamiento.

Pero no solamente se han de considerar las edificaciones e infraestructuras actuales, sino que hayque considerar el Planeamientode cada uno de los municipiosatravesados por la tubera, conobjeto de respetar los planes de urbanizacin residencial e industrial, y no entrar en colisin conellos. Igualmente, se deber considerar el Planeamiento a nivel de otros organismossupremunicipales (Entes autonmicos, etc.), tanto referente a planes urbansticos, como a nuevasobras de carreteras, autovas, autopistas, ferrocarriles, etc.

Convendr evitar y dejar una distancia mnima del trazado de la conduccin a canteras yexplotaciones minerasa cielo abierto y en galera.


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Tambin, en el desarrollo del trazado de la tubera se deber respetar no solamente el patrimonioeconmico, sino tambin el patrimonio cultural, teniendo el cuidado de alejarse y pasar a ladistancia conveniente de los lugares de inters histricoo arqueolgico.

3.4.3.2 Ocupaciones temporales y servidumbres. Uso del suelo

Para la construccin de una tubera de transporte es preciso disponer durante la obra de una franjade terreno (ocupacin temporal) de anchura suficiente para permitir la evolucin y el trabajo delos equipos de montaje y tendido de la tubera con todo su material (pista de obra).

Como se puede observar en la Figura 3.5, la pista de obra no est centrada en el eje de laconduccin. El sentido de avance de la obra resulta de considerar que tipos de mquinas seutilizan para el tendido de la tubera; por ejemplo, si se utiliza el tractor tiendetubos(sideboom),que tiene la pluma o gra a la izquierda del sentido de la marcha, ello determina que queden a laizquierda la zanja y los productos de excavacin, mientras que por la derecha se hace el acopio detubos, circula la maquinaria de soldadura, el propio tractor tiendetubos y el resto de vehculos yequipos.

Las distancias A y B que se indican en la Figura 3.5crecen al aumentar el dimetro, siendo delorden de lo indicado en la Tabla 5.2.

TABLA 5.2

ANCHURA DE LA PISTA DE OBRA

Error!Marcador

nodefinido.D

iametroTubera

Pista ancho normal Pista ancho restringido

(m) A(m) B(m) A+B A(m) B(m) A + B

0,05 - 0,150,20 - 0,250,300,450,500,600,650,750,800,951,00-1,20

45567910

891313131314

12141819202224

3444555

567891011

8101112141516

Una vez acabada la construccin se imponen unas servidumbres permanentes, que se recogen


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en la Figura 3.6. La servidumbre de paso(o de acueducto) sirve para los trabajos de vigilancia,reparaciones, etc. La razn de prohibir plantar rboles o arbustos de races profundas es porquestas pueden daar el revestimiento de la tubera. La distancia de edificacin tiene comofundamento la seguridad de la conduccin durante la construccin de la vivienda y tambin la

seguridad de la vivienda y sus ocupantes, una vez construda sta.

Este tema de las servidumbres suele requerir la mxima atencin de los equipos del proyecto deltrazado, en funcin del uso del suelo de los terrenos atravesados. En las regiones de fuertedensidad de poblacin, desarrollo industrial elevado, zonas de huerta, propiedad muy repartida,etc., estas cuestiones llegan a pesar mucho en la eleccin del trazado. En dichas regiones, en lasque el trazado de la conduccin se ve afectado adems por la presencia de los ncleos urbanos eindustriales, el tcnico trazadista debe esforzarse en pasar la conduccin por los terrenos menosvaliosos, evitando, en lo posible, las huertas, vergeles, viedos, bosques, etc.

Sin embargo, contornear todos estos obstculos puede conducir a un trazado demasiado sinuoso yms largo, a una puesta en obra complicada y a una explotacin costosa. Caso de no poderseevitar el paso por estos terrenos ricos, se pueden limitar los daos utilizando una pista de obra deanchura menor (pista restringida) (vase Tabla 5.2.) siempre que el encarecimiento de laconstruccin que de ello resulta, quede compensado por el menor importe de las indemnizacionesa los afectados.

Tambin las distancias de no plantar rboles, etc. pueden reducirse en casos especiales, si seprotege la tubera adecuadamente. Por ejemplo, los gasoductos que atraviesan la huertavalencianahan permitido plantar naranjosslo a dos metros de la tubera, que se ha cubierto deun revestimiento especial. Igualmente, los gasoductos que atraviesan los viedos riojanos hanpermitido la consideracin de las vides como plantas de races no peligrosas, dado el alto coste delas indemnizaciones que hubieran resultado en caso contrario.

Si la tubera de transporte es declarada de utilidad pblica la imposicin de servidumbres sepuede realizar amparndose en la Ley de Expropiacin Forzosa, pero se prefiere en general,llegar a acuerdos previos por negociacin directa con los propietarios. Durante estos procesos,adems de la valoracin de la servidumbre permanente, tambin se valoran las indemnizaciones alpropietario por las ocupaciones temporales, los daos a los cultivos y las prdidas en las cosechas.

3.4.3.3 Carreteras y ferrocarriles

Los cruces con carreteras y ferrocarriles rara vez desaconsejan un trazado, pero s producen

aumentos del coste por las obras de proteccin que hay que disponer y la rotura del ritmo demontaje y tendido de la conduccin. Por el contrario, es ventajoso llevar la tubera en paralelismocon las vas de comunicacin (a excepcin de los ff.cc. electrificados), donde se pueden esperarmenos problemas en la servidumbre e indemnizaciones, as como facilidad de acceso.

a) Paralelelismo con carreteras

Se entiende que hay paralelismo entre el gasoducto y la carretera cuando el trazado de la tuberava ms o menos paralelo a la arista exterior de la explanacin y dentro de una de las zonasdefinidas como de dominio, de servidumbre o de afeccin en la Ley de Carreteras y en sucorrespondiente Reglamento General.

Es muy deseable la ubicacin del trazado de la conduccin dentro de la zona de servidumbre,


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que consiste en la faja de terreno de ancho que va de 8 a 25 metros (autopistas y autovas),contados a partir de la arista exterior de la explanacin, o de 3 a 8 metros, para los restantes tiposde carreteras.

Rara vez los Organismos de Carreteras permiten el trazado de la tubera por la zona de dominio(0 a 8 metros, para autopistas y autovas, contados como en el caso de la zona de servidumbre, y0-3 metros, para las restantes carreteras), salvo que no se encuentre otra solucin para el trazado.

Tambin se puede trazar la conduccin por la zona de afeccin, consistente en la faja de terrenodel siguiente ancho:- 25 a 100 metros para autovas y autopistas- 8 a 50 metros, para carreteras Red Nacional- 3 a 30 metros, para restantes carreterasa medir desde la arista exterior de la explanacin. Sin embargo, aqu las facilidades expropiatoriaspueden ser menores, y adems, hay que tener en cuenta que la tubera quede a la suficientedistancia de la lnea de edificacin, definida en cada caso a la siguiente distancia:- a 50 metros, para autovas y autopistas- a 25 metros, para carreteras Red Nacional- a 18 metros, para las restantes carreterasmedida a partir de la arista exterior de la calzada. Dentro de la lnea de edificacin se prohiben lasobras de construccin, reconstruccin o ampliacin de edificaciones.

b) Paralelismo con ferrocarriles

Cuando se trate de ferrocarriles electrificados, se debe rehuir el paralelismo con el trazado de lastuberas metlicas, por el peligro de corrosinprovocado por las posibles corrientes vagabundasque se pueden inducir en el terreno, a partir de los carriles del ferrocaril o los postes de la

catenaria. Si no se puede o no conviene evitar el paralelismo, se estudiar muy bien la distanciamnima entre la tubera y los postes de la catenaria para evitar efectos elctricos indeseables sobrela conduccin. En cualquier caso, aunque el ferrocarril no estuviese electrificado, es muy dudosala ventaja de acceso que proporciona un ferrocarril, por el contrario a una carretera, por lo que notiene demasiado inters en procurar el paralelismo con la tubera, an en este caso de noelectrificacin del ffcc.

c) Cruces con carreteras y ferrocarriles

Hay que evitar, en lo posible, perturbaciones en el trfico que discurre por la va de comunicacin.Por ello, es necesario respetar los taludes existentes, manteniendo, a la vez, unos recubrimientosmnimos al punto ms cercano de la va.

Se estudiarn las caractersticas topogrficasy geotcnicasdel entorno del cruce, con objeto desituar el punto idneo para el cruce y de fijar la cota de paso de la tubera, as como elprocedimientode excavacin.

Es frecuente efectuar el cruce sin interrumpir el trfico, haciendo la excavacin mediante elprocedimiento de perforacin horizontal con trpano y disponiendo la tubera dentro de unavainametlica (o de hormign) de mayor dimetro que aquella, que se hinca a la vez que se hacela perforacin (Figura 3.7). Si la carretera o camino es de poca importancia, puede efectuarse laexcavacin del cruce a cielo abierto, disponiendo, en caso necesario, como medio de proteccin

una losa de hormignencima de la tubera (Figura 3.8).


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3.4.3.4 Lneas elctricas

Conviene alejar el trazado de la tubera de las lneas elctricas de corriente contnua (porejemplo, catenaria de f.c. electrificados) por el peligro de corrosin por corrientes vagabundas.

Igualmente hay que guardar distancia de las lneas de corriente alterna, que pueden influirelctricamente en la tubera mediante alguno de los tres fenmenos: capacitancia, induccin yconduccin. El primer fenmeno es el menos frecuente y de los otros dos, el ms importante es elde la conduccin de una corriente a partir de la base de la torre de apoyo de la linea elctrica.

En servicio normal no ocurre nada, pero en determinadas circunstancias se produce unaperturbacin elctrica o cambio del rgimen normal de funcionamiento, provocado por causasdiversas: cada de un rayo en la lnea, defecto de aislamiento a tierra, cortocircuito franco a tierrao una sobretensin de maniobra, etc.

Dicha perturbacin elctrica produce el paso a tierra de una corriente de alta intensidad y de cortaduracin (fracciones de segundo), por entrar en accin rpidamente los dispositivos de seguridadde lnea, pero que, no obstante, puede perforar el revestimiento aislante y hasta la propia tubera.Ello puede determinar un cierto riesgo de incendio o explosin del fluido transportado, en su caso,desperfectos en juntas aislantes y aparatos de proteccin catdica e incluso hay posibilidad deproducirse desgracias personales, por contactos accidentales u operacionales con partes areas dela conduccin, como de hecho ha ocurrido en alguna ocasin.

Las descargas atmosfricas o rayos produces efectos que pueden transmitirse a la tubera biendirectamente a travs de terreno, bien por intermedio de una lnea area o subestacin. Dada su

variabilidad, el control de tales efectos resulta muy dificil.

Los medios de prevenir estas influencias negativas sobre la tubera son de tres clases:- alejamientoentre la tubera y la lnea elctrica,- acciones sobre la lnea elctrica- proteccinde la tubera

Durante el estudio de trazado de la tubera se utilizar el primer medio, estudindosecuidadosamente las incidencias del trazado en relacin a cruces, aproximaciones y paralelismoscon instalaciones elctricas existentes. Dicho Estudio Elctrico del Trazadopuede hacerse enparalelo con (o includo en) el Estudio de Proteccin Catdicade la tubera, en caso de ser stametlica.

A efectos de tales estudios se podr considerar que no son apreciables los efectos producidos porlas lneas elctricas de tensin inferior a 15 kV.

Al estudiar el trazado de la conduccin, se debe evitar en la medida de lo posible, el paralelismocercano de la tubera a las lneas elctricas. En los crucescon stas se procurar que la tuberapase por el centro del vano de los cables y que el ngulo entre stos y aquella sea lo ms cercanoposible a 90.

La calidad del revestimiento anticorrosivo de la tubera se prueba con un detector elctrico a 10kV. Por lo tanto, si la influencia por conduccin o por induccin de la lnea elctrica area sobre

el tubo metlico es menor de 10 kV, no habra dao sobre el revestimiento. En la prctica, se


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considera un coeficiente de seguridad, y se toma la mitad de la cifra (5 kV), y se calcula ladistancia mnima Le, que se debe dejar entre el eje de la torre elctrica y la tubera, para no superaren sta los 5 kV (Figura 3.9). Los valores resultantes se indican en la Tabla 5.3.Se han obtenidotales distancias bajo las condiciones ms desfavorables que pudieran presentarse: resistividad del

terreno excepcionalmente elevada, proximidad a las estaciones alimentadoras de los apoyosafectados por la perturbacin elctrica, mximos valores de potenciales de cortocircuito,longitudes reducidas de paralelismo, etc.

TABLA 5.3

SEPARACION MNIMA (LE) ENTRE EL EJE DE UN PILONO DE UNA LINEAELECTRICA AEREA Y LA CONDUCCION METALICA ENTERRADA

Error!

Marcador nodefinido.Tensin nominalde la lnea

(kV)

Resistividad

del suelo(ohm/m)

Resistencia

a tierra delpilono (ohm)

Distancia Le

(en m)

Sin cable Con cablede guarda de guarda

15 _ _ 10 10

63 300 25 30 15

225225 30060 153 110 2090 20

380380380

1000300100

30103

200 50170 35120 25

NOTA: Se toman como base las siguientes corrientes de defecto: 10 kA (en 63 kV); 30 kA (en225 kV); 40 kA (en 380 kV).

En el caso de imposibilidad (topografa del terreno, accesos, pasillos de penetracin, etc.) demantener las distancias mnimas citadas, se recurrir al estudio de detalle de los puntos que nocumplen y se recurrir a actuar sobre la lnea (cable de guarda, etc.) y/o a la proteccin de laconduccin, tomando medidas de seguridad adecuada, de acuerdo con la Compaa Elctrica.

Al contrario que las areas, las lneas elctricas subterrneas no suelen producir fenmenoselctricos apreciables sobre las tuberas metlicas enterradas, debido a la buena calidad delaislamiento y la vaina protectora, generalmente conectada a tierra, de la que suelen ir provistas laslneas elctricas enterradas.

3.4.3.5 Otras infraestructuras

Se trata de infraestructuras varias que hay que tener en cuenta, sobre todo en el estudio de detalle


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del trazado. Por ejemplo, un canalconstituye una infraestructura superficial, cuyo cruce presentauna problemtica intermedia entre la carretera y el ro. Se puede cruzar a cielo abierto o porperforacin horizontal y puede ser necesario tener en cuenta la flotabilidad de la tubera, si son detemer filtraciones.

Respecto al cruce de otras infraestructuras enterradas: cables, otras conducciones,alcantarillado, etc. hay que fijar una separacin mnima en cada caso, estudiando la estabilidadmutua (deslizamiento, hundimiento, etc.) para evitar roturas y accidentes. En los cruces con otroselementos metlicos, hay que evitar los fenmenos de corrosin inducida, para lo que hay queestablecer una proteccin catdica coordinada de la tubera y la otra infraestructura.

3.4.4 Condicionantes de construccin

Desde el punto de vista de la construccin, las dificultades proceden de los obstculos queimpiden el despliegue de las mquinas, que frenan su avance o que imponen una preparacin ymedios costosos.

La primera operacin de la construccin es la realizacin de la pista de obra, explanacin por laque han de circular las grandes mquinas que realizarn la construccin en tajos sucesivos. Desdeeste punto de vista, conviene mejor que el trazado vaya por las mximas pendientes longitudinalesy nopor las medias laderas. En primer lugar, las mquinas admiten mejor las fuertes pendienteslongitudinales que las transversales. En segundo lugar, el movimiento de tierras para realizar lapista a media ladera es mayor que en la mxima pendiente longitudinal. (Figura 3.10).

Los relieves accidentados deben ser considerados en funcin de la ruptura de los mtodos detrabajo y de la mayor o menor accesibilidad de la maquinariaa los diversos puntos de trabajo.

En este sentido, las pendientes longitudinalesse deben limitar a aquellos valores que impidan elpaso normal de las mquinas, sin ayuda (del orden de 30-40%). Ms all de este lmite, de nopoderse evitar superarlo, la construccin se encarece de manera importante.

Tambin se deben evitar los terrenos en los que la construccin es ms costosa, como porejemplo, los terrenos rocosos (voladuras con explosivo o excavacin con martillo) y lospantanosos(agotamiento de zanja, estibacin).

3.4.5 Resumen de condicionantes

Las tuberas son obras lineales subterrneas, que presentan un alto grado de libertad en ladefinicin de su trazado,no obstante lo cual, ste debe respetar una serie de condicionantes, quehan sido tratados en lo que antecede.

Una vez fijados los puntos de control o de paso obligado del trazado: puntos inicial y final,puntos intermedios de consumo, derivacin o almacenamiento, etc., se estudiarn otros puntos depaso casi obligado, motivados en los grandes accidentes, como paso de cordilleras, embalses,cruce de roso barrancos importantes, etc.

No todos los condicionantes referidos anteriormente influyen de igual manera. El trazado esrelativamente independiente del relieve topogrfico. Con respecto al relieve, el trazado de latubera cortar ms bien perpendicularmente a las curvas de nivel, evitando las medias laderasy buscando casi las crestas, con menos probabilidad de nivel fretico alto. Sin embargo, el trazado


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es muy dependiente de la geotecnia: por ser la tubera una obra subterrnea, aunque somera, esmuy dependiente de las caractersticas geotcnicas de los terrenso atravesados, de ah se deduceun binomio trazado-geotecniamuy interrelacionado.

Los condicionantes hidrulicos sern ms exigentes en las tuberas para lquidos que en losgasoductos; en aquellos habr que prestar ms atencin a los puntos altos por la posibilidad dedepresiones y a los puntos bajos, por si se alcanzan presiones excesivas.

A pesar de ser las tuberas de transporte obras que, al ser enterradas, no producen ni intrusinvisual ni efecto barrera, al menos una vez acabadas las obras, hay que procurar un trazado queproduzca el mnimo impacto ambientalnegativo, sobre todo durante el perodo de construccin.

Igualmente es muy tributario el trazado de la conduccin del Planeamiento de las zonasatravesadas, del uso del suelo, que van a influir decisivamente en la facilidad y el coste de laconsecucin de permisos y de imposicin de las servidumbres, sean stas temporales odefinitivas. En funcin de la peligrosidad del fluido transportado, se dejarn las adecuadas zonasde seguridad.

Conviene evitar las lineas elctricasy los ferrocarriles electrificados; por el contrario, convieneel paralelismo con caminos y carreteras, pues hace ms accesible la conduccin. Las restantesinfraestructuras viarias a cruzar (carreteras, caminos, ferrocarriles) hay que considerarlasfundamentalmente en el trazado de detalle, y van a influir decisivamente en el presupuesto finalde la conduccin. De la misma manera las restantes infraestructuras enterradas. La agresividaddelos terrenos tiene su importancia en el coste de primera instalacin y en el mantenimiento de laProteccin Catdica.

En resumen, los puntos a tener en cuenta, entre otros, para cumplir satisfactoriamente los criterios

generales, indicados al principio, para una correcta eleccin del trazado son:

a) Mxima seguridad- Mantener distancias mnimas a ncleos habitados, industrias, instalaciones elctricas, etc.- Evitar medias laderas inestables.- Evitar en general terrenos inestables.- Buena accesibilidad.- Evitar terrenos agresivos, de mal drenaje, etc.

b) Mnimo coste

b.1) De primera instalacin- Longitud optimizada (menor coste posible).- Evitar puntos muy bajos.- Evitar terrenos rocosos, pantanosos, agresivos, etc.- Evitar pendientes transversales fuertes.- Evitar suelos agrcolas ricos, huertas, bosques, etc.- Buena accesibilidad.- Evitar sistemas constructivos difciles o costosos.

b.2.) De explotacin y mantenimiento- Longitud menor posible.- Evitar puntos muy altos.

- Buena accesibilidad.


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- Evitar suelos agresivos, pantanosos, de mal drenaje, etc.

c) Mnimo impacto ambiental negativo- Evitar alterar los ecosistemas, sobre todo los protegidos.

3.5 ESTUDIOS GEOTECNICOS

Los objetivosde los estudios geotcnicos son, entre otros, los siguientes:

a) Ayudar en la eleccin del trazado, evitandoen lo posible los terrenos deslizantes, inestables,de excavacin dificil, con agua o que presenten cualquier tipo de problema geotcnico.

b) En caso de tener que pasar terrenos con problemas geotcnicos, por no convenir variante deltrazado que los evite, recomendar medidas preventivas o correctoras y ayudar en elproyecto detallado de los elementos o estructuras de proteccin de la conduccin frente adeslizamientos, erosin, etc.

c) Realizacin de los planos litolgicos, con la clasificacin de los terrenos segn suexcavabilidad, y de los dems planos geotcnicos, muy tiles para evaluar los costes deconstruccin y redaccin de presupuestos.

Hasta llegar a un trazado definitivo del que se conozcan con detalle los problemas que aparecerndurante su construccin y definir mediante el proyecto correspondiente las soluciones a esosproblemas, hay que pasar por unas fases de trabajo, cada vez de mayor aproximacin o detalle. Encorrespondencia con las tres etapasde estudio del trazado, de las que se hablar ms adelante, sepueden distinguir tres niveles de estudio geotcnico: preliminar, bsicoy detallado.

3.5.1 Estudio geotcnico preliminar

Se corresponde con la etapa de Estudio Preliminar del Trazado, siendo su objetivo principalanalizar desde un punto de vista muy amplio los problemas geotcnicos que afectan a las diversasalternativasde trazadoposibles dentro de la banda de estudio.

Se partir de la cartografa geolgica-geotcnica existente, como, por ejemplo, los mapas1:50.000 del Instituto Geolgico de Espaa, los Estudios previos de terrenos del MOPU, las HojasGeotcnicas 1:200.000 del IGE, etc.

De ser posible y necesario, se recurrir a un estudio fotogeolgicode algunas zonas del trazado,utilizando fotografias areas existentes. Se realizar un primer reconocimiento de campo detodo el trazado, dedicando especial atencin a las zonas inicialmente sealadas como de malacalidad geotcnica. Se plantearn alternativas de trazados o "corredores" por terrenos de mejorcalidad geotcnica, representados en los citados mapas, por ejemplo, a escala 1:50.000.

3.5.2 Estudio geotcnico bsico

3.5.2.1 Estudio general del trazado

Con toda la informacin recopilada inicialmente se podr efectuar un estudio global de la traza


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identificando las grandes unidades geomorfolgicas susceptibles de afectar al trazado. Losresultados de este primer anlisis se confirmarn y ampliarn mediante un detenidoreconocimiento de campo. Asimismo se identificarn las diferentes unidades litolgicas, por lascuales discurre el trazado, describiendo las caractersticas y estado de la roca, con objeto de fijar

posteriormente la excavabilidad de los diferentes tramos.

3.5.2.2 Divisin en zonas

Se har atendiendo a los siguientes caracteres generales:- Climatologa- Topografa- Geomorfologa- Estratigrafa- Tectnica- Sismicidad

- Formaciones superficiales (litologa y suelos)- Agronoma (tipos de cultivo)

3.5.2.3 Estudio de las zonas

Se analizar la excavabilidad de los terrenos para poder determinar el adecuado mtodo deejecucin de la excavacin de la zanja (y de los movimientos de tierra de la pista de obra),clasificando los terrenos en tres grupos:

- Excavabilidad dificil, en los que ser necesario el uso de explosivos,

- excavabilidad media, donde ser necesario un ripado previo a la excavacin con mediosmecnicos usuales,

- excavabilidad fcil, donde se podr excavar con pala, retroexcavadora, zanjadora, etc.

Se estudiarn los crucescon ros, vaguadas y vas importantes, en base a indicar puntos idneosde cruce, cota de la tubera, taludes, mtodo de excavacin y posibles modificaciones del trazadoque fuera aconsejable tantear.

Se indicarn las zonas con problemas geotcnicos especiales, que son los que puedencondicionar en cierto modo el trazado y donde ser necesario realizar un estudio geotcnico dedetalle, entre los que podemos citar los siguientes:- Los trazados por terreno a media ladera, que sea susceptible de corrimiento.- Los terrenos rocosos, que encarecen las excavaciones.- Los terrenos inestables de manera natural, antes de ser afectados por la excavacin, o con

motivo de la propia excavacin.- Los terrenos susceptibles de erosinpor agua o por viento, o de topografa cambiante.- Las marismas, lagunas, albuferas, etc. y, en general, los terrenos con drenaje defectuosoo

inundable temporalmente.- Los terrenos con nivel fretico alto, que pueda afectar a la conduccin.- Los terrenos de baja capacidad portanteo colapsables.- Las zonas de alta sismicidad.


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3.5.2.4 Cruces de ros y vaguadas

Los cruces de cursos de agua presentan dos problemas principales:

- los que se derivan del lecho del cauce, especialmente importantes caso de hacer un cruce porel sistema sublveo; de elegir como procedimiento de cruce la perforacin inclinadadirigida, interesa ahondar ms en el conocimiento de los terrenos que conforman el cauce delro;

- y los que se refieren a la estabilidad de las mrgenes, que afectan a cualquiera de los tresprocedimientos de cruce, pero especialmente cuando se trata del cruce areo(puente).

Se investigar la naturaleza y geometra de los materiales que constituyen el cauce con objeto defijar una cota de colocacin de la tubera, a ser posible en material competente, que evite laflotabilidad del tubo y la socavacin del cauce, lo que deber ser objeto, por otra parte, delcorrespondiente estudio de socavabilidad en aquellos casos en que se considere necesario.

Resumiendo, para cruce de curso de agua se estudiarn, al menos, los siguientes puntos:- Entorno topogrfico- Entorno geolgico- geotcnico- Caractersticas hidrolgicas- Estabilidad de ribera- Naturaleza del lecho del ro- Recomendacin sobre tipo de cruce- Recomendacin sobre cambio de situacin del cruce, en su caso- Recomendaciones sobre los estudios geotcnicos detallados a realizar en la siguiente etapa.

3.5.2.5 Cruces de obras varias

La problemtica general de estos cruces es la necesidad de evitar perturbaciones en el trficoque discurre por dichas vas. Por ello, hay que respetar los taludes existentes, manteniendo almismo tiempo unos recubrimientos mnimos al punto ms cercano de la va en cuestin. Para elloser necesario estudiar las caractersticas topogrficas y geolgico-geotcnicas del entorno delcruce con objeto de poder fijar la cota de paso de la tubera, as como el mtodo de ejecucin oexcavacinms idneo.

El estudio a realizar debe constar, al menos, de los siguientes puntos:- Entorno topogrfico- Entorno geolgico-geotcnico- Recomendacin tipo de excavacin en el cruce- Recomendacin cambio de sitio del cruce, en su caso- Recomendaciones sobre los estudios geotcnicos detallados.

3.5.2.6 Cruces con obras diversas

Cada uno tendr su tipologa y caractersticas particulares dependiendo de la infraestrutura acruzar (canal, camino, cable, otra tubera, etc.) y su estudio tratar, al menos, sobre los siguientespuntos:- Entorno topogrfico

- Entorno geolgico-geotcnico


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- Recomendacin sobre el cruce- Recomendacin sobre cambio de situacin, en su caso- Recomendacin sobre estudios geotcnicos detallados.

3.5.2.7 Yacimientos

Se situarn sobre plano aquellos yacimientos que puedan proporcionar materiales necesarios parala obra (material de aportacin para relleno en primera fase, arena, etc.), indicndose suscaractersticas y recomendaciones para su empleo.

3.5.2.8 Recomendaciones al Proyecto

Se expondrn las conclusiones generales del estudio, que constarn, al menos, de los siguientespuntos:

- Resumen de problemas geomorfolgicos- Resumen de problemas geolgico-geotcnicos- Validacin del trazado, o recomendacin sobre cambios, en su caso- Recomendaciones para el estudio geotcnico detallado.

Reconocimientos visuales Investigaciones sobre excavabilidad Penetrmetros, sondeos mecnicos o calicatasde la traza Investigacin geotcnica del lecho de ros y riberas Ensayos de laboratorio.

3.5.2.9 Planos

Se confeccionar un mapa geolgico de conjunto, a escala 1/200.000 a 1/50.000, si se estimanecesario. Se dibujar un mapa geotcnico, por ejemplo, a escala 1/50.000, incluyendo lasformaciones superficiales y la litologa de las zonas atravesadas, clasificadas de acuerdo a suaccesibilidad y excavabilidad, indicando en particular, quellas que necesiten el empleo deexplosivos, las zonas de pendientes pronunciadas y, en general, cualquier otro problemageotcnico que merezca la pena de ser reseado.

3.5.3 Estudio geotcnico detallado

En base a las recomendaciones del Estudio Geotcnico Bsico, se har una campaade calicatas,sondeos mecnicos, penetrmetros, geofsica y ensayos de laboratorio, sobre el trazado definitivo.En este estudio se analizarn separadamente los problemas geotcnicos que van a condicionar laconstruccin de la conduccin y que se traducirn en el proyecto, en unas disposicionesconstructivas.

Por una parte se analizarn detalladamente los problemas geotcnicos que afectan al trazado de lalnea y por otra parte se proyectarn los cruces con cursos de agua y vas de transporte, as comolas zonas especiales.


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3.5.3.1 Problemas geotcnicos del trazado

En primer lugar se trata de los corrimientos o deslizamiento del terreno, cuya morfologa

esquemtica puede verse en la Figura 3.11. El agente causante de los deslizamientos es, engeneral, el aguaque se infiltra en el terreno. Al aumentar la infiltracin y subir el nivel freticoaumenta la parte del suelo cuya resistencia al rozamiento entre partculas disminuye,descendiendo la resistencia al esfuerzo cortante del suelo, que puede entonces romper y deslizar.

Este efecto es tan importante que, segn se puede comprobar en muchos casos, como por ejemplo,en laderas compuestas por arcillas cuyo ngulo de rozamiento interno a largo plazo es del ordende 16 a 18se han producido deslizamientos muy importantes con ngulos de 9 a 10. Por esto, enlas pocas de lluvialos movimientos del terreno se activan y en los estiajes, al disminuir el nivelfretico del terreno, llegan a pararse completamente.

En terrenos similares desde el punto de vista geotcnico, con pendientes parecidas, etc., seobservan muchos msdeslizamientos en los lugares cuya superficie est labradaque en la que nolo est. Ello es debido, evidentemente, a que en la superficie labrada se infiltra ms agua.Igualmente las laderas que tienen una buena red de drenaje superficial natural (arroyos,vaguadas, etc.) son menospropensas a los corrimientos. Por ello, conviene disponer en los casosnecesarios drenes de proteccin frente a los deslizamientos (Figura 3.12).

Las consecuencias de estos movimientos sobre una tubera pueden ser muy desfavorables. Aunquelos deslizamientos no sean muy profundos, la tubera se desplaza con el terreno pudiendo doblarsey romperse, con la consiguiente interrupcin del servicio y posibilidad de accidentes. Ahora bien,las consecuencias del deslizamiento son menores y el tubo puede resistirlo mejor si la conduccinva por mximas pendientesy no por medias laderas. En efecto, si la conduccin va en mxima

pendiente, un deslizamiento del terreno originar esfuerzos longitudinalesen la tubera pero nodeformacin lateral y las posibilidades de rotura sern mucho menores.

Un riesgo derivado de la ejecucin de la obra es el de activar viejos corrimientos fsiles odebidos a la mano del hombre. En estos casos, una ligera excavacin puede poner en movimientouna masa de terreno que parece desproporcionada. Esta masa estaba ya en equilibrio estricto ypuede bastar con quitarle el dbil apeo que suponen 1 o 2 metros de tierra en su pie, para que sereanude el deslizamiento.

Respecto a la propia zanja, si se cuida la cama de asientode la tubera, en caso de presentarseproblemas de asientos diferenciales, probablemente se podr contar con la elasticidad de la

tubera, en funcin del materialque la constituya.La zanjapara la conduccin puede servir de camino de infiltracin del agua, en el caso de queel relleno quede poco o nada compactado. Si la conduccin va a media ladera la propia zanjarecarga la capa fretica, aumentando las probabilidades de un deslizamiento. Por el contrario, sila conduccin sigue la lnea de mxima pendiente la zanja sirve de drenaje, aunque entonceshay que procurar que no se vace la zanja y no se dae el revestimiento de la conduccin. Para ellose disponen ataguias de sacos cortando la corriente de finos en el relleno de la zanja (Figura3.13).

La proteccin catdica crea en el terreno un gradiente elctrico que origina a su vez ungradiente hidralico. El agua tiende a dirigirse hacia la tubera, quedndose en la zanja yaumentando los riesgos de corrimientos. Habr que estudiar tambin cuidadosamente los terrenos


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especiales: terrenos fangosos, zonas de nivel fretico elevado, zonas colapsables, etc. Si la trazaatraviesa terrenos fangosos o de nivel fretico elevado, conviene hacer, cada 500 maproximadamente, las siguientes medidas:

a) Para determinar la flotabilidadde la tubera:- Instalacin de un tubo piezomtrico de 3 m de profundidad en un sondeo manual o mecnico,si el nivel fretico no se encuentra en la superficie. Lectura del mismo, indicando la poca delao en que se realiza la lectura.

- Toma de muestra inalterada a 1 m de profundidad, manual o mecnicamente, para determinarla densidad.

b) En el caso de que la estabilidad de las paredes de la zanjano estuviera clara se fijarn losensayos para estudiar el problema.

En suelos colapsables por inundacin, humectacin por cualquier otra causa, como son los suelosyesferos, el loess, etc., se estudiaran los riesgos que comportan y a la vista de los mismos podr

convenir obtener, en determinadas zonas muestras inalteradas representativas, a 3 m deprofundidad, sobre las que se realizarn los ensayos necesarios (ensayos de colapsabilidad, lmitesde Atterberg, etc.).

A ttulo orientativo se consideran zonas especiales, entre otras, las siguientes:1) Zonas de fuertes pendientes.2) Zonas de media ladera.3) Zonas de marismas, lagunares, albuferas, etc.4) Zonas de nivel fretico alto que afecte a la conduccin.5) Zonas de drenaje defectuoso e inundables temporalmente.6) Zonas inestables naturalmente, independientemente de la conduccin.

7) Zonas inestables frente a la excavacin de la tubera.8) Zonas susceptibles de ser erosionadas por viento o agua, o de topografa cambiante.9) Zonas con terreno de baja capacidad portante.10) Zonas de suelos colapsables.11) Zonas de fuerte sismicidad.12) Zonas de alto contenido de sales de hierro.

3.5.3.2 Cruce de cursos de agua

El objetivo de los estudios geolgico-geotcnicos se concretan en el conocimiento de laestructura geolgica de la zona, la naturaleza del terreno y la granulometra y capacidad portantede los suelos que componen el lecho del ro. Para la obtencin de estos datos se harn lasnecesarias catas y sondeos, as como los ensayos de laboratorio correspondientes. En general,convendra hacer uno o dos sondeos en una o en ambas mrgenes del ro. En caso necesario, serealizar uno o varios sondeos en medio del cauce, normalmente ms difciles y caros.

Es tambin importante estudiar la dinmica del cauce y sus mrgenes, para procurar que latubera no quede ms adelante al descubierto y aflore por encima del lecho, quedando expuesao adaos, en el caso de cauce sublveo.

De las caractersticas hidrolgicasa estudiar la ms importante es el caudal de mxima avenida.Esto se determinar para un perodo de retorno que evidentemente, debe estar ligado a la

duracin de la vida til estimada para la conduccin y a la importancia de sta. Despus de


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calcular la velocidad mxima de la corriente y el calado y extensin de la lmina de aguaparala mxima avenida.

Con el calado mximo se definirn las zonas inundablesen ambos mrgenes del ro, as como el

glibo de los cruces areos. La velocidad mxima nos dar una idea de la posible socavacindelfondo(cruce sublveo) y de la accin sobre las pilasen caso de cruce areo.

De los tres tipos de cruce de un ro (sublveo, areo, perforacin inclinada dirigida), el terceroconsiste en una tecnologa moderna indicada en casos especiales. En general, en los casosnormales se tratar de elegir entre cruce sublveo o en puente. Hay estudios que dicen que el tipoms econmicode cruce depende de la longitud de este, L, indicando que:

Si L < 10 m : cruce areoSi 10 m < L < 100 m : cruce sublveoSi L > 100 m : cruce areo

No obstante, a estas razones econmicas se tienen que aadir otras derivadas de la seguridadydel medio ambiente, por lo que en definitiva hay que estudiar cada cruce en particular,teniendo en cuenta tambin el materialde la tubera.

a) Cruce sublveo

En el cruce sublveo hay que excavar en el lecho del ro una zanja en donde depositar laconduccin, zanja que luego se rellena. La profundidad de enterramiento del tubo vendrdeterminada por la naturaleza del fondo y por la previsible evolucin del cauce y de las mrgenes.En general, el recubrimiento sobre el tuboser, como mnimo, del orden de 1,5 a 2 mbajo lalnea de los fondos ms bajos. Si el fondo del cauce es rocosoel recubrimiento puede ser menor.

Por el contrario, el recubrimiento tendr que ser mayor si hay posibilidades de socavacindificilmente previsible. Tal es el caso de los ros y ramblas mediterrneas con fuertessocavaciones en sus ocasionales avenidas.

Las ventajas del cruce sublveo son su menor vulnerabilidad y su menor incidencia en el paisaje.Por el contrario, las dificultades de excavacin del cauce y de las mrgenes o la necesidad de unenterramiento profundo pueden hacer ms econmica una solucin area en puente.

En el caso de haberse decidido efectuar un cruce sublveo y una vez elegido el sitiodel cruce, lasvariables o parmetros a tener en cuenta son los siguientes:

- flotabilidadde la conduccin- efectos hidrodinmicos

empuje de la corriente vibraciones por formacin de vrtices en la estela vibraciones por fluctuaciones turbulentas de la velocidad de la corriente

- socavacin y arrastre del fondo- socavaciones y movimientos de las mrgenes- anclaje de barcos, en caso de va navegable (por ejemplo, el Guadalquivir)- dragado- corrosin- ataque por organismos subacuticos


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Para que la tubera enterrada no tienda a ir hacia arriba hay que darle una flotabilidad negativa, esdecir, una densidad sumergida mayor que la densidad sumergida del material (fango, arenas, etc.)que constituye el fondo. Obtener esta mayor densidad, este mayor peso, dando ms espesor al tubosera muy caro. En general, este peso adicional se obtiene rodeando al tubo de una camisa de

morteroo de hormignconstruda sobre el revestimiento de la conduccin, que en este caso sedispone doble o reforzado en su capa aislante y cuenta tambin con un revestimiento adicional deproteccin mecnica. Si esta camisa continua de hormign o mortero tiene un espesor de menosde 7 cmse dispone solo una malla metlica de armado. Si el espesor de la camisa es mayor de 7cm se disponen al menos dos mallas metlicas de armado (Figura 3.14).

En las zonas inundables de los ros se utilizan en ocasiones caballetes de hormign, en generalprefabricados (Figura 3.15), para asegurar la flotabilidad negativa de la conduccin. Esta solucines ms barata que la de la camisa de hormign. El peso de los caballetes de hormign y laseparacin entre ellos habr de ser tal que garanticen la no flotabilidad de la tubera y que sta nose vea sometida a esfuerzos de flexinpeligrosos en los vanos o luces entre caballetes.

De los efectos hidrodinmicosde la corriente del ro sobre la tubera hay que tenerlos en cuentaprcticamente slo durante el tendido y no durante la explotacin, por quedar la tuberaenterrada bajo el lecho del ro, siendo no obstante el efecto de las corrientes mucho mayor que enlas conducciones submarinas, durante la fase de obra.

b) Cruce areo

El cruce areo de un ro puede hacerse:1) utilizando un puente u obra existente;2) tubera autoportante en arco o colgada;

3) tubera autoportante con estructura de refuerzo;4) sobre puente en vigas de tramo recto;5) en puente colgante.

En la Figura 3.16se muestra una variada tipologa de cruces areos y en los Figuras 3.17, 3.18 y3.19se muestran unos ejemplos de cruces areos de ros. La eleccin del tipo ms econmico oconveniente en cada caso depende de la longitud del cruce y de las condiciones del cauce ymrgenes. Tambin hay que tener en cuenta la navegabilidad del ro.

El incoveniente del puente colgante es su vulnerabilidad a los atentados. Tambin depende de lascaractersticas de las mrgenes. Como es sabido en un puente colgante las tensiones son

transmitidas a los macizos de anclaje a construir en las mrgenes. Si stas son, por ejemplo,fangos, resultan unos macizos de anclaje muy grandes, en definitiva pierde viabilidad la solucinpuente. Por el contrario, la solucin area se ve favorecida en ros encajados con mrgenes duras orocosas.

c) Perforacin inclinada dirigida

Este sistema es aplicable al caso de cruce en ros navegables, con trfico martimo importante. EnEspaa se ha aplicado recientemente por primera vez en el oleoducto El Arahal-Sevilla, con doscruces en el ro Guadalquiviren Coria del Ro (240 m de ancho de cauce) y en Gelver (160 m) ycon un cruce en el ro Guadaira, en Coria del Ro (144 m).


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El proceso comienza con la introduccin en el terreno por empujede una tubera de 2 3/8"dedimetro en cuya cabeza existe una cpsula, que previamente orientada suministraperidicamente informacin sobre su posicin. Esta informacin es procesada por un ordenador,que da las coordenadas de la cabeza en cada instante. La cabeza tiene una longitud de 11 m, su

dimetro es el mismo de la tubera y est formada por una aleacin antimagntica para noperturbar la informacin de la cpsula que lleva. Tiene un ligero codoen su mitad, de forma quecualquier giro que se de a la tubera durante el avance cambie la direccinde ste, corrigiendo laposicin del taladro en caso de error. Esta tubera empujada avanza por traslacin ayudadamediante la expulsin de agua y bentonita a 25 kg/cm2por dos orificios situados en la punta de lacabeza.

Con un desfase no inferior a 30 mpara no producir influencia en la cpsula de cabeza, avanza porrotacin una tubera de 5" de dimetro, envolviendo la tubera de 2 3/8" de dimetro y por tantosiguiendo su mismo camino.

Una vez que han aparecido las dos tuberas en el otro lado del ro, se procede a retirar la de 2 3/8"de dimetro a travs de la de 5". Se acopla entonces una cabeza cortadora de 24" de dimetroala que a su vez se engancha la tubera de la conduccin (en el caso del oleoductocitado, dimetro12" y 14"), con un artilugio que impide su giro. De esta forma la retirada por rotacin de latubera de 5" va girando la cabeza cortadora, que hace un taladro de 24" de dimetro, y arrastrandolas tuberas de conduccin y del cable de telemando. El avance de la cabeza cortadora se veayudado igualmente por la expulsin de agua y bentonita a presin.

Entre las limitaciones que este sistema presenta hay que sealar la necesidad de que laperforacin se realice en materiales blandos y homogneos. Tambin es necesario que losterrenos envolventes del taladro presenten la necesaria cohesin e impermeabilidad.

Entre sus numerosas ventajas cabra destacar desde el mnimo espacio necesario en suinstalacin, hasta el corto tiempo de duracin de los trabajos (apenas una semana por cruce).Tampoco es necesario realizar ninguna reposicinuna vez terminada la perforacin, ni perturbapara nada el trfico de buques.

d) Proteccin del cruce.

Conviene tener en cuenta las posibles socavacionesy arrastresen el fondo y en las mrgenes delcauce.

Si el cauce es rocoso la construccin ser ms dificil porque habr que excavar la zanja en elfondo mediante voladuras, pero en cambio la estabilidad y proteccin de la conduccin sernmayores. As es el cruce del oleoducto Mlaga.Puertollano, de 16" de dimetro, en el roGuadalquivir, cerca de Montoro (Crdoba), en un tramo de 100 mde anchura y 7 mde lminade agua. Se excav la zanja en roca y una vez introducida en ella la conduccin se cubri consacos de hormign, con resultados duraderos.

Si el fondo no es rocoso podr haber cambios en el futuro en la configuracin del fondo y de lasmrgenes. Conviene hacer el correspondiente estudio de la erosinen el ro, pues si la tubera enel futuro quedase al descubierto se rompera fcilmente. Este estudio se debe hacer abarcando unalongitud de rodel orden de 10 a 15 veces la anchuradel cruce, y referirse tanto a la erosin delcauce como a la de las mrgenes.


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La erosin en las mrgenesocurre en los ros en que se forman meandros. Hay que evitar, si esposible, el cruce de un ro en una zona de meandros o por lo menos en la parte curva de stos yhacerlo en un tramo recto del ro. Un meandro puede avanzar, en ciertos casos, varios metros alao. Los meandros confinados se mueven en una franja limitada por materiales duros. Los

meandros libres en un amplio valle. Hay que estudiar cada caso, por inspeccin directa y viendolos cambios histricos en los mapas y en series de fotografas areas, haciendofotointerpretacinpara detectar huellas de movimientos anteriores. Como ejemplo, en la Figura3.20puede verse el movimiento del cauce del ro Ebro, segn fotos areas de 1953 y 1975, en lasproximidades del cruce del gasoducto Barcelona-Valencia-Vascongadas, cerca de la localidadde Tivisa (Tarragona).

La proteccin del cruce comienza con la medida ms elemental de enterrar el tubo a unaprofundidad mayor que la normal en lnea; el valor de dicha profundidad depender de losestudiosrealizados, tanto geotcnicoscomo hidrolgicosy de erosin. Tambin la tubera en lalongitud del cruce se dispone con espesor reforzado, mayor que el necesario en el resto de lalnea; igualmente se refuerzael revestimiento anticorrosivo y se dispone una capa adicional deproteccin mecnica.

El relleno de la zanjaen el cauce ha de ser tal que al menos los 50 cmde arriba han de ser dematerial pesado no arrastable por las aguas. Si el fondo es rocoso el relleno de la zanja puedehacerse con sacos de hormign. Tambin puede convenir poner en el lecho, a

trazado redes tuberias

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