Amitech Spain - Case Study No 16

Transcripción

1 Amitech Spain - Case Study No 16 Ampliación de la estación de tratamiento de agua potable de Santillana (Madrid). Mayo - agosto 2007 La Estación de Tratamiento de Agua Potable de Santillana (E.T.A.P. de Santillana) se sitúa en el término municipal de Manzanares el Real y se abastece del embalse del mismo nombre, encontrándose a pocos metros de la presa. En la falda de la Sierra de La Pedriza, estribación de la Sierra de Guadarrama, se construyó el embalse de Santillana, también llamado de Manzanares el Real por su proximidad con este municipio. Entró en servicio en el año 1971 y la presa fue construida pocos metros aguas abajo de una antigua presa que existía desde los albores del siglo XX. En la fotografía nº 1 se observa el municipio de Colmenar Viejo y al fondo el embalse de Santillana, Manzanares el Real y las sierras de la Pedriza y Guadarrama. La Sierra de La Pedriza es un macizo de granito, por lo que para la cimentación de la planta requiere efectuar voladuras generalizadas. En la fotografía nº 3 se observa la antigua torre de toma, de estilo neogótico, y la presa actual, con la Sierra de la Pedriza al fondo. La medición de tubería de PRFV FLOWTITE suministrada en esta obra ha sido de 160 m.l. de diámetro para presión de 6 Atm. y rigidez N/m 2. Además, se han incluido las piezas especiales también en PRFV, siendo éstas tres codos de 90º, cuatro codos de 45º, una brida para conexión a una tubería de acero y cinco manguitos especiales pasamuros. El proyecto tiene una medición que no es espectacular, si se compara con muchos otros en tubería de PRFV que se han realizado en 1- Municipio de Colmenar Viejo, con el embalse de Santillana al fondo.

2 3- Antigua torre de toma, de estilo neogótico. 2- Manzanares el Real y la Sierra de La Pedriza. España, pero sin embargo es de gran importancia. Para comprender este hecho daremos unas breves pinceladas sobre la historia y peculiaridades del organismo propiedad de la obra: El Canal de Isabel II. Desde mediados del siglo XVIII se hicieron varios proyectos para abastecer de agua a Madrid, pero no fue hasta 1848 cuando se aprobó de manera definitiva la memoria de un proyecto provisional para abastecimiento a la capital con aguas del río Lozoya. El proyecto se redactó con gran previsión, de forma que era suficiente para abastecer al doble de la población que existía, lo que hizo que en la actualidad sigan funcionando parte de las instalaciones originales. El 18 de junio de 1851, siendo Reina de España Isabel II, se dictó el Real Decreto, refrendado por Juan Bravo Murillo, en el que se disponía que el gobierno realizara los trabajos de un canal derivado del río Lozoya, que llevaría el nombre de Canal de Isabel II en honor a la Soberana, verdadera promotora del proyecto. La primera piedra de las obras de la presa de captación llamada Presa del Pontón de la Oliva, hoy sin utilidad, fue colocada el 11 de agosto de 1851 por Francisco de Asís de Borbón, Rey consorte. Siete años después, y tras el impulso que supuso para el proyecto el paso de Manuel Alonso Martínez por el Ministerio de Fomento, el 24 de junio de 1858 tuvo lugar la inauguración oficial, en la calle ancha de San Bernardo, de la llegada de las aguas a Madrid. En aquellas fechas Madrid contaba con un cuarto de millón de habitantes, necesitados de agua, pero sólo unos pocos privilegiados podían disponer de ella sin salir de casa gracias a esta nueva infraestructura, pues solamente transportaba agua rodada que llegaba a los consumidores por gravedad desde los depósitos enterrados. En el año 1900 se acomete un nuevo proyecto de distribución de agua que contemplaba la necesidad de disponer de aguas sobreelevadas. Los depósitos enterrados estaban en la zona de Santa Engracia, aún en funcionamiento, donde se encuentran las oficinas centrales del Canal de Isabel II, a 690 m. de altitud sobre el nivel del mar y sólo servían agua a las viviendas de las casas cuyos portales estuvieran por debajo de los 670 m. por lo que las aguas sobreelevadas se bombearían directamente contra la red de distribución. Así surgió el depósito de Santa Engracia, para que el agua llegase a los pisos altos de las nuevas viviendas que se construían en las zonas del Ensanche: Salamanca, Chamberí y Cuatro Caminos. Las numerosas infraestructuras hidráulicas creadas por el Canal de Isabel II desde entonces hicieron que en 1977 pasase a ser una empresa pública dependiente del Ministerio de Obras Públicas y, a partir de 1984, de la Comunidad de Madrid. Entonces se le encomienda, además de los servicios de abastecimiento, la depuración de las aguas residuales y la mejora y conservación de los ríos. Así pues, Canal de Isabel II acomete la gestión del ciclo integral del agua en toda la región, ocupándose de todos los procesos orientados a una adecuada administración de los recursos hídricos necesarios para el desarrollo y mantenimiento de la calidad de vida de los madrileños: captación, potabilización y vigilancia de la calidad, transporte, distribución y, por último, la depuración de las aguas residuales para su retorno al cauce de los ríos. El Canal cuenta actualmente con 14 embalses, que tienen una capacidad máxima de almacenamiento de 946 millones de m 3. El más grande es el embalse de El Atazar, con una capacidad de 425 millones de m 3. En tamaño le siguen el embalse de Valmayor con 124 millones de m 3 y el de Manzanares el Real (Santillana) con 91 millones de m 3. Además, la empresa dispone de 77 instalaciones de captación de aguas subterráneas con seis zonas de extracción que incorporan el agua extraída de los acuíferos a las grandes conducciones y depósitos del sistema general de abastecimiento. 2

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4 Canal de Isabel II es el mayor proveedor de agua de España. Suministra agua potable a más de cinco millones y medio de consumidores, empleando a trabajadores y factura 400 millones de euros al año. Todo esto la sitúa como empresa líder en su sector a escala internacional y se puede afirmar que el agua de abastecimiento a Madrid tiene una calidad extraordinaria. Con esta trayectoria histórica queda claro que nos encontramos ante una Administración muy tradicionalista, poco dada a cambios de costumbres si éstos no están avalados por unos argumentos muy convincentes. Es de comprender, pues son responsables del suministro de agua a la mayor área metropolitana de España y cualquier fallo puede tener nefastas consecuencias. Desde siempre se han decantado por la instalación de tuberías de acero y de hormigón, con camisa de chapa con junta soldada en conducciones de gran diámetro para transporte y tuberías de fundición para distribución en diámetros pequeños y medios. Así, se comprende la gran importancia que tiene para AMITECH SPAIN la consecución de este primer proyecto en el que el Canal de Isabel II decide la colocación de tuberías de PRFV FLOWTITE para agua potable. Nuevas actuaciones en proyecto emplean ya la tubería de PRFV desbancando a las tradicionales. La E.T.A.P. de Santillana es una planta de tratamiento absolutamente convencional (tratamiento físicoquímico+filtros de arena), por lo que consta de: Cámaras de preozonización. Cámaras de mezcla y floculación. Decantadores tipo Pulsador (4 unidades). Filtros de arena de nivel constante (14 unidades). Cámaras de post-ozonización (que pasan a ser de ozonización intermedia). Cloración, adición de amoniaco y corrección de ph mediante cal. La planta tiene además tratamiento de fangos (purgas de decantadores, agua de limpieza de filtros de arena y en un futuro agua de limpieza de filtros de carbón) con recuperación a cabecera del agua clarificada. La nueva obra de afino consiste en la colocación de filtros de carbón activo tras las antiguas cámaras de postozonización con el principal objeto de eliminar olores y sabores. La planta funciona completamente por gravedad, por lo que no hay suficiente altura piezométrica disponible para colocar dichos filtros, obligando a efectuar un bombeo intermedio. La nueva línea de afino consta por tanto de: Arqueta de derivación a la salida de las cámaras de post-ozonización. Primer tramo de tubería de PRFV, de unos 30 m. de longitud, con dos codos de 45º. Depósito para aspiración del bombeo. Bombeo para ganancia de línea piezométrica. Segundo tramo de tubería de PRFV, de unos 25 m. de longitud, con dos codos de 90º, que es el de impulsión. Filtros de carbón activo (12 unidades). Tercer tramo de tubería de PRFV, de unos 110 m. de longitud, con dos codos de 45º y uno de 90º. Arqueta de devolución al canal que está pegada a la primera formando una arqueta de doble cuerpo. Las tuberías de PRFV FLOWTITE gozan de un bajo coeficiente de rugosidad (nº de Manning 0,0094), lo que permite mantener un buen flujo durante el servicio con una mayor capacidad de caudal para un mismo diámetro respecto al hormigón y reducir el mantenimiento de la tubería al no producirse sedimentaciones ni incrustaciones. Son tuberías totalmente inertes a la corrosión, no precisándose ningún tipo de protección. Por todas estas ventajas la utilización del PRFV FLOWTITE proporciona un mayor beneficio en la explotación y el mantenimiento de la tubería frente a la utilización del hormigón y del acero. Existen además grandes ventajas en la instalación, ya que la tubería de PRFV FLOWTITE pesa la décima parte de la equivalente en hormigón, por lo que no se necesitan grandes equipos de instalación siendo su manipulación mucho más ágil y rápida. Y como las tuberías se suministran en longitudes de 12m. de forma estándar, se logra una gran rapidez y se reduce el número de juntas reduciéndose el riesgo de fugas. En las fotografías 4 a 9 se ve la manipulación del tubo de diámetro mm. de 12 m. de longitud. Un oficial y dos ayudantes son todo el personal necesario. En este caso basta un camión-grúa para la instalación. Téngase en cuenta que, pese a la ligereza del material, un tubo de estas dimensiones supera las 5 toneladas de peso. Debido a la escasez de espacio se tuvo que recurrir a una grúa mayor, por tener que posicionarse más lejos del punto de montaje, como vemos en la imagen, pero tampoco excesivamente grande. Una grúa de tres ejes, equivalente a 50 ó 60 toneladas, fue suficiente. Para realizar el montaje correctamente se lubrica el tubo a instalar y el manguito REKA con el lubricante que se 4

5 4- La utilización del PRFV FLOWTITE proporciona un mayor beneficio en la explotación y el mantenimiento de la tubería. 5- Manipulación del tubo de mm de diámetro y 12 m de longitud. 6- Se recurrió a una grúa de tres ejes, equivalente a 50 ó 60 toneladas. 7- Detalle de la lubricación de tubo y manguito. 8- Se empleó un tractel para vencer la resistencia que ofrece la junta de goma. 9- Para facilitar la labor, el tubo no se suelta totalmente de la grúa. Obsérvese asimismo el empleo simultáneo de dos tractel. 5

6 de los dos tractel enganchados por los laterales de la tubería y cómo la grúa sigue sujetando el tubo a instalar, facilitando así el trabajo a los operarios. Al finalizar esta operación el tubo queda perfectamente instalado, evitándose la difícil labor de la soldadura, necesaria en las tuberías de hormigón con camisa de chapa y en las de acero. 10- Detalle del uso del tractel enganchado a la eslinga. suministra con la tubería. El oficial y uno de los ayudantes son los encargados de emboquillar el tubo en el manguito del tubo anterior y el otro ayudante se ha encargado de engancharlo a la grúa colocando adecuadamente las eslingas. Para desplazar el tubo hasta su correcto alojamiento es preciso vencer la resistencia que ofrece la junta de goma. Para ello, el método más fiable es el empleo del tractel enganchándolo a las eslingas. En este caso, los montadores decidieron emplear dos tractel pero se habría podido realizar el montaje únicamente con uno. La experiencia nos dice que las tuberías de PRFV FLOWTITE hasta diámetro inclusive se pueden instalar con un tractel enganchado por la generatriz superior. De cualquier forma, en diámetros ya considerables, como es el caso, es preferible pecar de prudentes que de temerarios. Para facilitar la labor, el tubo no se suelta totalmente de la grúa, y así no hay que realizar tanto esfuerzo con el tractel. Se puede ver en la fotografía nº 9 el empleo simultáneo La soldadura requiere otro equipo aparte, además de ser personal más cualificado, encareciéndose todo el proceso de montaje. Si el diámetro del tubo es superior a 800 mm., se puede realizar la soldadura desde el interior del mismo, aunque se puede comprender lo penoso del trabajo. Si el diámetro es igual o inferior a 800 mm. es imposible ejecutar la soldadura desde el interior, teniendo que hacerse desde el exterior. Esto obliga a hacer sobreexcavaciones coincidentes con la futura junta soldada y además se añade el alto riesgo por electrocución que corre el soldador pues es muy habitual la existencia de agua en las zanjas. Para apoyar la tubería en la zanja sólo se precisa una cama de material granular, arena o grava, tal como se especifica en nuestro Manual de Recomendaciones de Instalación. En este caso se empleó grava de machaqueo de granito (fotografía nº 11), muy abundante en la zona como ya hemos visto, de tamaño máximo 40 mm. Con la tubería de PRFV FLOWTITE es muy sencillo conseguir un montaje de gran calidad con alineaciones perfectas. Como el sistema de fabricación de AMITECH SPAIN S.A. es de Mandril de Avance Continuo, se pueden suministrar tubos de diversas longitudes para facilitar la ejecución de alineaciones curvas sin necesidad de emplear piezas especiales. La tubería de PRFV FLOWTITE ofrece la posibilidad de ejecutar cualquier obra completa, con todos los accesorios en el mismo material, como codos, TES, bridas, derivaciones, reducciones, pasamuros, etc. (en este sentido, las fotografías 12 a 14 muestran algunas piezas instaladas en esta obra). 11- Se empleó grava de machaqueo de granito, muy abundante en la zona para apoyar la tubería en la zanja. En comparación con las tuberías de hormigón con camisa de chapa y de acero, puede parecer que el PRFV requiere unas condiciones de tapado más cuidadosas. Sin embargo, basta leer los manuales de recomendación de cada material para darnos cuenta que incluso son más severas las condiciones para estos materiales que para el PRFV. 6

7 12- Codo de 90º DN Codo de 45º DN Brida DN En toda tubería es muy importante la labor del relleno de la zanja, pues cuanto mejor se realice, mejor y más duradero será el funcionamiento de la conducción. La correcta compactación de los laterales, evitando el uso de cantos de gran tamaño, es fundamental. Esta labor del compactado, siempre odiosa en la construcción, se puede evitar realizando el relleno con grava, como se hizo en esta obra, pues es un material que se compacta por sí solo al ir rellenando la zanja, y normalmente compensa rellenar con un material más caro que tener que compactar por tongadas con medios mecánicos. Otro aspecto a destacar en las tuberías de PRFV FLO- WTITE es que su versatilidad se ve reforzada por el hecho de que se pueden cortar en obra con suma facilidad. Es imposible en obra civil, por muy exacto que sea el replanteo, llegar a cada punto singular con la longitud de tubo exacta, por lo que será imprescindible cortar el tubo. Dejar el hueco de la pieza especial para seguir montando tubos y después montar las piezas es algo de lo que hay que huir con denuedo, pues aunque es posible, la labor de cierre es compleja si se ejecuta con el propio manguito REKA, y simple pero cara si se utilizan abrazaderas metálicas flexibles tipo ARPOL. En conducciones de acero y de hormigón con camisa de chapa lo habitual es dejar los huecos pues las piezas se fabrican en acero a posteriori. El cierre se hace con virolas de acero necesitándose varias soldaduras. En la fotografía 16 se observa la ejecución del corte y biselado de un tubo. Una simple radial, con las necesarias precauciones y la experiencia del oficial, es suficiente para realizar la operación con la debida pulcritud. Los tubos son para una presión de 6 Kg/cm 2 y están sometidos a tráfico por encima, sobre todo por condicionantes de la ejecución, por lo que se decidió por parte de la dirección de obra instalar la máxima rigidez, N/m 2, a pesar de no ser necesario, pero es comprensible que en la primera obra del Canal de Isabel II con tubería de PRFV haya extremado las precauciones. La planta trata un caudal máximo de 4 m 3 /s incrementando aún más la calidad de las aguas de las que se abastece la Comunidad de Madrid. Obras similares, hoy en proyecto pero muy pronto realidad, como las ampliaciones de las Estaciones de Tratamiento de Agua Potable de Almoguera, Valmayor y Majadahonda, emplean ya tubería de PRFV en mayores cantidades y esperamos que esto sea sólo un comienzo. RAFAEL MÉNDEZ SANTANA Ingeniero de Caminos Delegado Comercial Centro Norte 15- El relleno con grava evitó la labor de compactado. 16- Una simple radial, con las necesarias precauciones y la experiencia del oficial, es suficiente para realizar la operación de corte del tubo con la debida pulcritud. 7

8 Se ha tomado un cuidado extremo para asegurar que el contenido de esta publicación sea exacto. Sin embargo, no se acepta ninguna responsabilidad por cualquier problema que pueda surgir como consecuencia de errores en esta publicación. Amitech Spain, S.A. Polígono Industrial La Venta Nova, 91 E CAMARLES (Tarragona) Tel: Fax: