Obras de modernización de la C.R. del Valle Inferior del Guadalquivir Carlos Gómez Gutiérrez Ingeniero Agrónomo Subdirector del Agua. Dirección Técnica. Grupo TRAGSA cgomez2@tragsa.es Introducción La actividad del Grupo Tragsa es muy amplia y variada. Durante el ejercicio 2010 se han realizado 6.899 actuaciones entre obras, asistencias técnicas y servicios; de las cuales el 68% ha sido llevado a cabo por Tragsa y el 32% restante por Tragsatec. Tragsa acumula más de 30 años de experiencia y realiza actuaciones en la protección y conservación de la naturaleza, el desarrollo rural y la prestación de servicios de emergencia, con presencia en todo el territorio nacional (17 delegaciones autonómicas y 41 provinciales), presente además en otros países a través de la cooperación internacional. La actividad del Grupo de los últimos años, ha estado impulsada por las áreas de actuaciones medioambientales, regadíos y tecnologías del agua, equipamientos e infraestructuras rurales, representando más del 80% del total de la actividad. En relación a las obras de modernización de regadíos, Tragsa ha ejecutado un total de 176 obras desde que se aprobara el Plan de Modernización de Regadíos del MAPA en 2006 (periodo 2006-2010). Z.R. Valle Inferior Antecedentes La Zona Regable del Valle Inferior del Guadalquivir cuenta con una superficie total de de unas 18.500 Has, en una franja que se extiende desde la población de Lora del Río hasta la ciudad de Sevilla, quedando delimitada básicamente por la margen izquierda del Río Guadalquivir y el Canal Principal de Riego de esta Comunidad. Incluyendo la superficie ocupada por los cascos urbanos inmersos en la Zona (Tocina, Los Rosales, Brenes, Guadajoz, San José y La Rinconada) y la correspondiente a las vías de servicio y zonas comunes, la extensión total asciende a unas 24.000 Has. La red principal de está compuesta de un Canal Principal y 34 Acequias Principales, de las cuales deriva la red secundaria. El Canal Principal del Valle Inferior toma aguas en el sitio denominado El Cuenco, ubicado en el P.K. 27,700 del Canal Común que, arrancando desde la Presa de Peñaflor, transporta hasta ese punto los caudales necesarios para el abastecimiento de las Zonas Regables del Valle Inferior y del Bajo Guadalquivir. De las Acequias Principales, las 7 primeras parten del Tramo Común antes citado, teniendo su origen las restantes en el Canal Principal del Valle Inferior propiamente dicho. La concesión de la Comunidad de Regantes del Valle Inferior del Guadalquivir data de 1908, y asciende a la cantidad de 1 litro por segundo y hectárea. En el momento en que se constituye esta Comunidad, las demandas de agua para en la Cuenca del Guadalquivir eran prácticamente inexistentes; apenas existían embalses de regulación y el caudal del río Guadalquivir, incluso en gran parte de la época estival, resultaba suficiente para el abastecimiento de toda la zona. No obstante, previendo que en determinados momentos pudiera ser necesario un caudal superior al que del río Guadalquivir fuera posible detraer, se construyó el Embalse de La Breña.
La Comunidad de Regantes del Valle Inferior, consciente desde el principio de la necesidad de evitar las pérdidas de agua y verificar un aprovechamiento eficiente del recurso, en el año 1960 decidió el revestimiento del Canal y sus Acequias Principales, mediante un programa de obras a desarrollar en ocho años, financiado por el Banco de Crédito Agrícola. Dicho Plan fue cumplido en los propios términos en que fue diseñado, quedando las referidas obras principales revestidas de hormigón y evitándose de tal forma las pérdidas de agua que comportaba su circulación por las obras de tierras. En el año 2001, y a consecuencia de que el estado de deteriorado del canal con más de 60 años de servicio, que los caminos de servicio carecen de anchura y espesor, y las compuertas, carecen realmente, de un sistema moderno de regulación, lo que dificulta la explotación y da lugar a unos consumos superiores a los estrictamente necesitados por la zona, la Comunidad de Regantes solicita a colaboración de la Confederación Hidrográfica del Guadalquivir para la redacción de un Proyecto de Modernización. El objeto inicial de la modernización se enfoca fundamentalmente al canal principal que domina y delimita la zona regable y a sus derivaciones principales (conducciones principales) dentro de la zona regable, pero sin entrar en la consideración de la red secundaria propiamente dicha. Posteriormente y a petición de la Comunidad de Regantes se desarrolló un Proyecto Complementario donde se diseña a nivel anteproyecto la red de distribución secundaria hasta el hidrante-toma en parcela. Dicho proyecto de modernización, promovido por la Seiasa del Sur y Este, fue adjudicado mediante concurso público a la UTE formada por FCC, Martín Casillas y Aqualia, por un valor de 110 M, comenzando las obras en junio de 2006 y con un plazo de ejecución de 28 meses. En mayo de 2008, dicho contrato fue rescindido, siendo adjudicada a Tragsa la terminación de las obras con una inversión de 83 M, comenzando el 30 de junio de 2008 y con un plazo de ejecución de 6 meses. Caracterización de la modernización Estructura de La Zona Regable Partiendo de la estructura original, heredada del sistema de distribución de agua por gravedad, la Zona Regable del Valle Inferior del Guadalquivir se divide inicialmente en doce Sectores. Cada uno de éstos se define como una zona hidráulicamente independiente, que toma el agua de una determinada captación del canal, coincidente con alguna acequia principal existente y por tanto aguas arriba de una retenida o compuerta. Cuenta con una estación de bombeo de llenado (si hiciese falta), balsa de regulación, sistema de filtrado y aspiración y estación de bombeo de impulsión a la red. En la modernización entraron los siguientes sectores: El sector 10, el más próximo a la ciudad de Sevilla, se ha visto muy reducido en superficie debido a la expansión urbanística, por lo que finalmente se tomó la decisión de incorporar su superficie al sector 9.
Parámetros de diseño - Caudal fictício continuo: 0,83 l/s.ha - Jornada de Riego: 16,6/19,3 horas (7/6 días a la semana) - Dotación de en parcela: 1-1,2 l/s.ha - Presión mínima en hidrante: 30-35 m.c.a. - Materiales en tuberías: PVC, PRFV, AH El circuito hidráulico es el siguiente: 1. Presa Peñaflor sobre el río Guadalquivir 2. Canal Bajo Guadalquivir (tramo origen) 3. Cuenco distribución 4. Canal del Valle Inferior del Guadalquivir 5. Tomas del canal 6. Estaciones de bombeo de llenado de balsas o arquetas de distribución 7. Balsas de los sectores hidráulicos, para decantación y almacenamiento 8. Obras de toma y filtrado 9. Instalaciones de presurización (bombeo a red) 10. Redes primarias de distribución 11. Redes secundarias de distribución 12. Hidrantes automatizados a pie de parcela Resumen instalaciones La longitud de las redes de distribución queda de la siguiente manera: Red primaria (m) Red secundaria (m) Total 1 6.117,90 12.596,71 18.714,61 2 4.069,30 20.144,54 24.213,84 3 20.932,59 25.317,85 46.250,44 4 30.201,91 72.011,12 102.213,03 5 25.934,30 49.772,83 75.707,13 6 22.194,93 43.438,09 65.633,02 7 14.610,54 9.060,65 23.671,19 8 19.647,57 33.283,46 52.931,03 9 24.954,12 48.632,28 73.586,40 Total 168.663,16 314.257,53 482.920,69
Respecto al volumen de agua regulado en cada uno de los sectores: Volumen de regulación (m3) 1 131.776 2 150.230 3 420.645 4 845.447 5 1.073.805 6 381.521 7 436.787 8 433.323 9 625.133 Total 4.498.667 El caudal impulsado en cada uno de los sectores: Caudal impulsado (l/s) 1 552 2 655 3 1.943 4 3.407 5 2.527 6 1.820 7 1.487 8 1.896 9 3.090 Total 17.377 La distribución de los hidrantes instalados en cada uno de los sectores queda de la siguiente manera: Nº Hidrantes 2" 3" 4" 6" 8" 10" 12" Total 1 8 22 31 9 3 0 0 73 2 37 78 47 3 0 0 0 165 3 20 86 114 7 7 0 1 235 4 169 324 184 14 3 3 0 697 5 134 177 111 22 9 1 0 454 6 109 294 74 10 2 0 0 489 7 6 20 39 8 7 7 0 87 8 31 160 96 4 6 5 1 303 9 38 180 73 15 12 6 2 326 Total 552 1.341 769 92 49 22 4 2.829
Todos los equipos de bombeo de impulsión a red son horizontales de cámara partida con variador de velocidad. La distribución por sectores es la siguiente: Nº equipos Operativo (+ R) Auxiliar Total 1 2 1 3 2 2 1 3 3 4 1 5 4 6 0 6 5 5 1 6 6 4 1 5 7 4 1 5 8 4 1 5 9 4 0 4 Total 35 7 42 Descripción de las obras ejecutadas Regulación del canal Las actuaciones consistieron en al reparación, impermeabilización, rehabilitación y reparación estructural de los acueductos. Se instalaron además compuertas motorizadas en todas las almenaras que permiten la regulación del canal y se instalaron equipos limpiarrejas automáticos en las obras de toma del canal, en las que se produce el desbaste del agua, con una mínima pérdida de carga. Balsas de regulación Las balsas se sitúan lateralmente al canal principal y en cabeza de cada uno de los 9 sectores, almacenando el agua necesaria para atender la demanda punta, además de contar con los volúmenes de seguridad de 3 días de reserva para hacer frente a posibles incidencias. Todas ellas disponen de lámina impermeabilizante de polietileno de 2 mm de espesor y sistema de drenaje. Las balsas de regulación funcionan como un gran depósito anexo al canal desde el que parte la red de pasando por la estación de bombeo de presurización de la misma. La captación de la balsa se realiza mediante una toma flotante, que conecta con una arqueta de filtrado hasta llegar a la cámara de aspiración de las bombas. Todas las balsas disponen de un sobrefondo de decantación de un metro y un sistema de rampa de acceso y viales para la limpieza mecánica de las mismas. La mayoría de las balsas completan su llenado de manera forzada con bombas de hélice. La balsa del sector 5 además cuenta con un sistema de bombeo de retorno al canal. Estaciones de bombeo Las instalaciones de bombeo se componen de un conjunto de bombas principales que proporcionan el caudal operativo o de diseño del bombeo y una bomba auxiliar, según el caso, montadas en paralelo, aptas para facilitar el caudal máximo que puede demandar un sector de. Los grupos principales tienen un caudal nominal de 600 l/s mientras que los auxiliares, con 200 l/s cubrirían el rango de caudal mínimo que no es capaz de dar el grupo principal y todos tienen una altura manométrica de 45 m. Todos los grupos están provistos de un variador de frecuencia, con el objeto de realizar el ajuste del caudal demandado por el sistema en cada momento. Por otro lado, junto con los calderines, se proporciona la regulación hidráulica idónea y más eficiente energéticamente posible.
En las impulsiones se ha instalado, en el sentido del agua: - ventosa - válvula de retención - válvula de mariposa Cada línea de impulsión está provista de un puente grúa y adyacente a cada estación de bombeo se ha previsto una arqueta donde se ha instalado un caudalímetro electromagnético. Red de Los materiales empleados en la red de distribución son: - Para D 500 mm PVC - Para 500 < D 1200 mm PRFV - D > 1200 AH Instalándose además las correspondientes ventosas de tipo trifuncional y desagües, en los puntos altos y bajos de las redes respectivamente, y del diámetro adecuado para la protección de las instalaciones. El sistema de control consta de dos niveles, uno al final de la red primaria en las derivaciones principales a la red secundaria, donde se instalan válvulas de corte de compuerta y mariposa, y un segundo control al final de la red secundaria, denominado hidrante de parcela. Telemando y telecontrol El objeto de esta tecnología es dotar a la CR de un sistema que permita la regulación, automatización y control de todos los elementos de la infraestructura regable, soportado por los correspondientes medios de telecomunicación. El sistema de telecontrol instalado proporciona funcionalidades de: - Regulación del canal (65 Km y 6 almenaras) - Control de los 6 bombeos de llenado - Control de las 9 instalaciones de impulsión - Control del retorno al canal - Control del suministro a demanda en parcela (2.773 hidrantes) En la arquitectura de sistema de telecontrol se pueden distinguir los siguientes niveles: 1. Centro de Control situado en la ciudad de Sevilla (oficinas centrales de la CR) 2. Centros de nivel intermedio, ubicados en las estaciones de impulsión, donde quedan englobadas todas las estaciones de cabecera de cada sector: almenara, toma en canal y desbaste, estación de bombeo de llenado, balsa y estación de impulsión a red. 3. Tomas principales de la red, en las que se incluyen los caudalímetros 4. Nodos de o hidrantes. Instalaciones eléctricas Para alimentación del conjunto de las instalaciones eléctricas de las balsas de se acomete: - Subestación eléctrica (132KV/25KV) de 20 MVA. - Línea aérea de MT de 25 KV, desde la que se irá derivando mediante línea subterránea a los centros de transformación de las estaciones de bombeo. Tiene una longitud de 50 Km aproximadamente y está formada por dos ramales, uno que da servicio a las estaciones de bombeo de los sectores 1 al 4 y el otro, del 5 al 9. - Línea subterránea y centro de transformación para cada estación de bombeo. Los centros de transformación son de 630, 800, 1000 o 1600 KVA, según la estación elevadora.
- Instalaciones de baja tensión. Cada estación de bombeo se consta de 1 a 6 grupos de 355 kw con variador de frecuencia en el cuadro general y de 1 a 4 grupos de 80 ó 48 kw con arrancador en el cuadro auxiliar Rehabilitación de acueductos Las obras de modernización incluyeron también la reparación de 9 acueductos situados en la zona regable. Estas actuaciones consistieron fundamentalmente en la aplicación de tratamientos superficiales de regeneración y pinturas anticarbonatación, impermeabilización del interior de los cajeros y sustitución de las juntas de dilatación. En algún caso, se ha incluido también la protección de los apoyos frente a la socavación mediante una escollera de protección. Medidas preventivas y correctoras - Como medida de protección del patrimonio arqueológico, se ha realizado un seguimiento arqueológico durante la fase de movimiento de tierras. - Como medida restauradora del paisaje, se ha realizado una hidrosiembra con semilla de especies autóctonas en los taludes exteriores de las balsas. - Como medida de integración paisajística se han ajardinado los espacios libres entorno a las nuevas edificaciones construidas. - Durante la ejecución de las obras, se han mantenido correctamente jalonadas las zonas de ocupación. - Para disminuir las emisiones de polvo durante la fase de ejecución se ha procedido al de las zonas de actuación. - Se han instalado dispositivos anticolisión para la avifauna en las líneas eléctricas aéreas en los tramos más cercanos al río Guadalquivir, dado que es donde mayor presencia y flujo de aves existe. - En relación al patrimonio, se han rehabilitado 9 acueductos con valor paisajístico existentes en al zona regable. Tipos de tubería empleados Acero helicosoldado Este tipo de tuberías se ha empleado en las conexiones entre el canal y las balsas, de 1200 mm de diámetro, así como en la ejecución de hincas Poliéster Reforzado con Fibra de Vidrio Este tipo de tubería se ha empleado en las redes de distribución (primaria y secundaria) para diámetros hidráulicos superiores a 500 mm e inferiores a 1200 mm. PVC Este tipo de tubería se ha empleado en las redes de distribución (fundamentalmente en la red secundaria), para diámetros hidráulicos menores a 500 mm.
Polietileno (PE) Este tipo de tubería se ha empleado en las obras de reposición de servicios afectados, así como en las perforaciones dirigidas, empleadas para atravesar arroyos y viales de menor importancia. Polipropileno (PP) Este material se ha empleado en las tomas de agrupación, en sustitución a la calderería de acero, con el objetivo de disminuir el tiempo de ejecución y aprovechando el menor peso de este material con respecto al acero y su fácil mecanización. Acero Toda la calderería de las estaciones de bombeo se ha ejecutado en acero ST-44, con espesores suficientes como para soportar el colapso o abolladura por vacío (caso del colector de aspiración) o presión interior en impulsión. Actuaciones especiales Hinca Perforaciones dirigidas con PE Se han realizado de esta manera en la ejecución de cruces de viales de menor importancia y arroyos. Hinca metálica Se ha empleado, en este caso, una camisa de chapa para proteger la tubería (acero helicosoldado y PRFV), habiendo realizado cruces de viales de todo orden y vías de ferrocarril convencional y AVE. Incidencias surgidas en la ejecución y soluciones adoptadas Modificación de la capacidad de las balsas Durante la ejecución de las balsas de los sectores 7, 8 y 9, pudo comprobarse que el nivel freático en la parte aguas debajo de la zona regable se encontraba a mayor cota de la esperada, por lo que para evitar sobrepresiones que evitaran el buen drenaje de las balsas y supusieran un mayor riesgo en la estabilidad de los taludes, se optó por disminuir la capacidad de estas tres balsas, aumentando en consecuencia la capacidad de la balsa del sector 5. De esta manera, el agua finalmente embalsada mantenía el volumen de partida. Además, para asegurar la disponibilidad de agua en los tres sectores afectados por esta modificación, se ejecutó una segunda estación de bombeo asociada a la balsa del sector 5, de manera que se bombeara agua desde la balsa hacia el canal.
Sustitución del material de calderería Debido a la necesidad de cumplir los tiempos de ejecución, se buscaron soluciones que acelerasen el montaje, de manera que el acero de calderería, que en un principio intervenía en los hidrantes de parcela, fue sustituido por polipropileno. Se trata éste de un material plástico más ligero, tan resolutivo como el acero para este uso y de fácil mecanización. Modificación del diseño de instalación de ventosas y desagües En ambos casos, se sustituyeron las arquetas proyectadas (doble cuerpo con acceso de operario para manipulación de válvula, y en el caso de los desagües, además, arqueta inundable) por otras de menores dimensiones, mecanizando las válvulas desde la superficie a través de un vástago, simplificando así la instalación de estos elementos.