Obras Hidráulicas e Ingeniería del Agua y Ambiental

Excavaciones de presas en roca

febrero 5, 2016

En este artículo realizamos un repaso por los equipos de excavación en presas de fábrica más frecuentemente usados para las excavaciones de presas en roca.

Equipos generales

El terreno podrá excavarse utilizando explosivos o mediante ripado con bulldozer. No es habitual el empleo de equipos de serrado o corte mecánico.

En el caso de emplear explosivos, los taladros se realizan, en general, con carros perforadores sobre orugas que llevan un martillo perforador de gran peso, a veces dos. Son equipos que se desplazan con facilidad sobre las laderas más escarpadas, incluso con accesos no sencillos. Los diámetros de perforación son de 1½” a 3″ con velocidades altas de perforación, que según la dureza de la roca están entre 1 y 3 m/min.

excavaciones de presas en roca — Nueva perforadora sobre orugas MD5150C de Caterpillar

Los equipos de perforación, autopropulsados rápidos, con diámetros de 4″ o mayores, se utilizarán únicamente en cauces abiertos y laderas suaves y con volúmenes importantes de excavación.

Con la utilización de martillos perforadores pesados, los equipos hidráulicos han reemplazado a los de aire comprimido. Estos últimos seguirán usándose preferentemente en los equipos ligeros. Los martillos perforadores manuales no se emplean para realizar las excavaciones; no son ni técnica ni económicamente rentables, su campo se limita a los trabajos de acabado y refino.

Para la carga se utiliza maquinaria convencional, cargadoras o excavadoras, normalmente neumáticas las primeras e hidráulicas las segundas. Las excavadoras se reservan para el caso de grandes volúmenes.

En todos los casos existirán tractores para auxiliar en la carga, indispensables para obtener buenos rendimientos sobre todo si se empuja hacia abajo el escombro. El rendimiento de una cargadora en roca depende fundamentalmente de la ayuda aportada por el tractor.

El transporte se realiza en camiones de alrededor de 20 t, o mejor en dumpers de 30 t y hasta 200 t por su reducido radio de giro.

excavaciones en presas de roca — Dumper 797B de Caterpillar para una capacidad de 400 toneladas netas.

En minería los Dumper 797B se llegan a emplear con cargas netas superiores a 600 toneladas. En presas suelen emplearse de tamaños inferiores a 200 toneladas netas.

El ancho de las pistas de acceso a los niveles de carga puede limitarse al necesario para un vehículo, si el terreno es muy accidentado y los volúmenes de excavación son reducidos, realizándose los cruces en zonas ensanchadas.

Instalaciones de Aire Comprimido y Agua

Habitualmente se evita la instalación de redes fijas para el suministro de aire comprimido para el tajo de las excavaciones, prefiriéndose los compresores móviles que alimentan a uno o más equipos de perforación. Una red fija de aire se instala únicamente para la fase de hormigonado, cuyo volumen de aire es menor.

La instalación de agua para las excavaciones es de escasa importancia ya que en muchos casos se prefiere la perforación en seco por ser más económica y porque la protección del personal se asegura por equipos individualizados o por unidades de captación de polvo que incorporan las perforadoras.

Cartografía geológica de las excavaciones

Una vez terminada la excavación de la presa o de los bloques que se vayan a ejecutar, se levantará una cartografía geológica de detalle, de las diaclasas, puntos singulares, planos de estratificación y fisuras, tanto del fondo de la excavación como de sus paredes.

La información podrá presentarse con el fondo en el centro y las paredes abatidas. Se acompañará de la correspondiente fotografía. Es práctico trasladar toda esta información a una capa independiente del dibujo que se pueda superponer a la fotografía.

El plano de la cimentación del bloque irá acompañado de la correspondiente descripción de cada uno de los accidentes señalados.

Esta cartografía es muy útil para definir el tratamiento que pueda necesitar la cimentación, así como para comprender e interpretar el comportamiento de la obra en explotación.

No olvidemos que en presas de hormigón la excavación para el cimiento debe llegar a una roca de capacidad portante aceptable, a la vez que debe lograrse una buena calidad en el acabado de la superficie de la roca del fondo y una estabilidad de los taludes de la trinchera.

Al abrir la excavación, las previsiones geológicas establecidas durante la investigación realizada para el proyecto se comparan, por primera vez, con la realidad del sitio.

La aceptación de la excavación terminada es un momento decisivo y de gran responsabilidad para los técnicos que intervienen: proyectistas, constructores y geólogos. Después será demasiado tarde para lamentar una decisión no correcta sobre la validez de la misma. Por ese motivo, antes de comenzar el hormigonado de la presa deberá examinarse detenidamente y si es preciso se harán ensayos de comprobación que se estimen necesarios porque más tarde será impracticable o perjudicial la rectificación para buscar el correcto funcionamiento del binomio presa-terreno.

Ilustración 6: Visita de Manuel Echánove y otros ingenieros (Artola y Orbegozo) en 1934 a la presa de Ricobayo

Recuerda Eugenio Vallarino (Catedrático de Obras Hidráulicas en la E.T.S.I.C.C.P de Madrid, Medalla de Oro de la International Commission on Large Dams (ICOLD) y autor del gran libro “Tratado Básico de Presas”) que el ingeniero Manuel Echánove, que dirigió la construcción de las grandes presas de Iberduero, decía “Presa excavada presa terminada”, enfatizando con ello la importancia de las excavaciones en el conjunto de toda la obra.