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Utilización de Explosivos en
el Programa de Ensanche del
Canal de Panamá
por Alberto Lampaya,
Ing. de Minas
Con la apertura del Canal de Panamá el 15 de agosto de 1914, el sueño de conectar los dos mayores océanos
del mundo y establecer el enlace más importante en el transporte marítimo global se hizo realidad. El Canal de
Panamá fue excavado al sur del Istmo en su parte más estrecha, con una longitud total de 80 Km.
Para atravesar el canal, los barcos deben remontar 26 metros de desnivel a través de dos esclusas para llegar
a Lago de Gatún donde deberán cubrir una distancia de 37.8 Km para descender por medio de otras esclusas
y alcanzar nuevamente el nivel del mar.
Desde las esclusas de Gatún hasta las de Pedro Miguel, localizadas en el extremo norte del Corte Gaillard, el
Canal atraviesa la División Continental.
El uso actual de barcos de gran capacidad (wide beam) en el tráfico marítimo, forzó a la Comisión del Canal de
Panamá a tomar en consideración una nueva ampliación del Canal. En 1982, La comisión del Canal de Panamá
llevó a cabo un estudio para determinar la viabilidad de modificar el lecho del canal en su parte más estrecha y
de esta manera acomodar el tránsito esperado de buques para el siglo XXI en una forma más eficiente y
segura. La inquietud mayor era debida a la limitada anchura y a las pronunciadas curvas del Corte Gaillard,
donde los grandes barcos no se pueden cruzar con la seguridad exigida (tráfico de dos vías) causando
congestiones y retrasos y afectando detrimentalmente el servicio del Canal.
El estudió recomendó el ensanche del Corte Gaillard a llevarse a cabo en un programa de 20 años de duración
y con un costo estimado de 200 millones de dólares. El 22 de mayo de 1997, la Comisión del Canal de Panamá
decidió proceder al ensanche del Corte Gaillard mediante un intenso y acelerado programa de 4 años.
Este artículo describe las obras de ingeniería llevadas a cabo en el ensanche del Canal en la zona mencionada
anteriormente y la utilización de explosivos en el proyecto, con énfasis en las voladuras submarinas. También
incluye datos históricos relacionados con uno de los logros mas importantes de la ingeniería del siglo XX, la
Construcción del Canal Interoceánico de Panamá.
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ANTECEDENTES HISTORICOS
C
ristóbal Colón descubrió el Istmo
de Panamá en el año 1502, en
su cuarto y último viaje a América. España comenzó la colonización del Istmo en 1510 y en el año 1534 el rey
Carlos I ordenó que se llevaran a cabo
los estudios topográficos necesarios
para la construcción de un canal que
conectara los dos océanos en la parte más estrecha del Istmo.
Aunque este sueño solo llevó a la
construcción de un camino llamando
"Camino de Cruces", conectando el
Océano Atlántico con el Océano Pacífico, este nuevo camino permitió el
trasbordo de la carga que llegaba desde el Perú rumbo a España. El "Camino de Cruces" fue utilizado durante
tres siglos y no fue hasta 1850, debido a los intereses de los Estados Unidos, que dio comienzo la construcción
del primer ferrocarril transoceánico de
Panamá.
El año 1880, Ferdinand de Lesseps, que acababa de cosechar un
éxito internacional en el Canal de
Suez, vendió acciones de la Compagnie Universelle du Canal Interoceanique de Panama a millones
de franceses, con el propósito de
construir el Canal de Panamá. Las
enfermedades tropicales y una pobre
administración terminaron con el programa de trabajo, llevándose a cabo
la desintegración de la Compagnie
Universelle antes de finalizar el siglo.
AMPLIACION DEL CANAL
El Corte Gaillard, llamado también
"Corte Culebra" durante la construcción del Canal, tiene una longitud de
12.6 Km y fue excavado en su totalidad en roca. Debido a las grandes dificultades que se presentaron durante su excavación en el período de
construcción, esta sección fue originalmente de 92 metros de ancho.
Posteriormente, se amplió hasta conseguir los 152.40 metros y así aco-
modar el cruce de barcos de mayor
tonelaje. Hoy, el nuevo programa de
ensanche del Corte Gaillard aumentará la anchura del Canal en un mínimo de 250 metros en los tramos rectos y en 239 metros en los tramos de
curvas en esta sección, mejorando la
seguridad y la capacidad del tránsito
esperado en el siglo XXI.
Las formaciones geológicas del
Corte Gaillard corresponden al Mioceno. La Formación Culebra representa largos períodos continuos de
sedimentaciones marinas. Los estra-
tos de la Formación Cuchara se
asientan entre las formaciones Culebra y Pedro Miguel y consisten mayormente de depósitos volcánicos de
tipo andesítico alternados con capas
basálticas. La mayoría de los basaltos en el Corte Gaillard aparecen en
forma de diques y capas. Esta formación azul grisácea es extremadamente dura y difícil de excavar. La formación Pedro Miguel se entrelaza con La
Boca, del mismo período. Estas son
formaciones de rocas piroclásticas de
textura espesa y mediana dureza, alternadas con una toba volcánica negra de gran dureza, en ocasiones
interestratificada con capas basálticas.
PROGRAMA DE EXCAVACIONES
Debido a la dureza de las rocas
encontradas en el Corte Gaillard, la
mayoría de las zonas de ensanche
exigieron voladuras masivas para su
excavación. Para este fin, la Comisión
del Canal de Panamá diseñó un meticuloso programa de perforación y voladura bajo un sistema exhaustivo de
seguridad con el objeto de minimizar
los riesgos envueltos en la realización
del proyecto.
Para conseguir la profundidad de
diseño en el lecho del Canal, se requería llevar a cabo voladuras submarinas, las cuales fueron diseñadas y
programadas con gran precisión para
reducir a un mínimo los riesgos inherentes que pudieran afectar el transito del Canal.
En las zonas donde la roca conte9 | Julio-Agosto 2000 | EXPLOWORLD
nía pirita, la carga de los barrenos
perforados representaba un riesgo
adicional debido a las altas temperaturas que alcanzaban los barrenos en
su interior, causadas por la oxidación
de la pirita, se tomaron todas las precauciones necesarias para minimizar
este nuevo riesgo.
El Departamento de Dragados de
la Comisión del Canal de Panamá clasificó las obras del proyecto de ensanche en dos áreas: (1) excavaciones
en tierra firme y (2) excavaciones submarinas
gran estabilidad en los taludes de
ambas márgenes del Canal.
Debido a la naturaleza geológica
del Corte Gaillard, se hizo necesario
el uso continuado de explosivos en las
excavaciones, utilizando métodos
convencionales. Se perforaron barrenos de hasta 6" de diámetro encamisándolos con tubos de PVC y cargándose con emulsiones explosivas a
granel. Para reducir al mínimo los
posibles daños estructurales en los
bancos finales, se utilizaron técnicas
de precorte en estas las voladuras.
Excavación en tierra firme. Llamada por la Comisión del Canal de
Panamá "excavación seca", conllevaba las operaciones de excavación
en los bancos del Canal, con el propósito de ensanchar las márgenes y
conformar los taludes y terrazas finales. La configuración del diseño mantiene en un mínimo el posible riesgo
de deslizamientos en el lecho del Canal.
El volumen anticipado de "excavación seca" fue de aproximadamente
23 millones de metros cúbicos, que
deberían ser excavados mediante el
método convencional de perforación
y voladura. Este proceso en etapas,
reduciría el nivel topográfico de los
bancos y terrazas existentes en las
márgenes a su mínima altura por
encima del nivel de las aguas del Canal, que posteriormente permitirían el
aumento de su cauce a la anchura final fijada en el proyecto. Las terrazas
y taludes finales se configurarían según diseño, con el propósito de crear
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Excavaciones Submarinas.
Constituye la actividad más crítica
del programa y consiste en excavar
por medio de voladuras submarinas
del lecho del canal para mantener su
profundidad en 15.5 metros en todo
el área de la ampliación. Esta excavación en el cauce del Canal esta siendo llevada a cabo íntegramente por el
Departamento de Perforación y Voladura de la Comisión del Canal de Panamá.
El volumen estimado de excavación submarina, según el diseño de
esta parte del programa, es de 11 millones de metros cúbicos de roca,
donde el 30% del total pertenece al
lecho del canal y el 70% restante se
encuentra en ensanche de las márgenes.
Debido a los sistemas de seguridad implantados por la Comisión del
Canal para los trabajos donde se requieren materiales explosivos y para
ejercer una mínima interferencia en
las operaciones del Canal, los métodos y sistemas de excavación fueron
cuidadosamente seleccionados y pro-
barreno se utiliza un chorro de agua a
una presión de 25 a 50 psi. que ayuda
a vencer la resistencia estática del
agua y compacta la carga en el fondo
del barreno.
Una de las características más
importantes del THOR es su equipo
de posicionamiento, compuesto por
un moderno sistema de GPS (Global
Positioning System), equipado con
dos receptores abordo que reciben las
coordenadas transmitidas por satélite. Un transmisor-receptor adicional
situado en tierra, en Cerro Pelao, cerca del Corte Gaillard, permite el re-posicionamiento del THOR y alinear la
perforación con un error mínimo de
sólo 10 cm en relación con la posición anterior.
Los dos receptores localizados
abordo permiten la alineación de los
barrenos de tal forma que virtualmente se construye una malla continua de
perforación, evitando escalones entre
las perforaciones y zonas sin perforar, situaciones que podrían causar
riesgos de navegación en este área
del Canal..
Las dimensiones de las mallas de
perforación varían dependiendo del
tipo de roca a ser volada. Para roca
muy dura se utiliza un patrón o plantilla de 3.8 x 3 metros conteniendo de
32 a 40 barrenos por voladura. En
roca suave se utiliza la misma cantidad de barrenos a detonar pero ampliando la plantilla a 3.8 x 4 metros.
Las cargas amarradas a un cor-
La draga Christensen y la barcaza THOR trabajando en el Canal.
gramados, así como los materiales
explosivos a utilizarse.
Para perforar y cargar en el lecho
del Canal y efectuar las posteriores
voladuras, se utilizó una barcaza llamada THOR, propiedad de la Comisión del Canal de Panamá, equipada
con cuatro torres de perforación con
el sistema "Kelly Bar". Esta técnica
consiste en perforar a través de un
sistema de tubos de acero, donde una
vez alcanzada la profundidad deseada la cabeza de perforación se retracta dejando el barreno con un encamisado, a través del cual se desciende
la carga explosiva. Una vez colocada
la carga en posición en el fondo del
barreno se extrae el encamisado que-
dando el barreno listo para su disparo.
La barcaza THOR tiene una longitud de 45.7 metros y una anchura de
13.7 metros y cuenta con cuatro columnas de estabilización para fijarla
en el lecho del canal durante las operaciones de perforación. La capacidad
de perforación del THOR es de 80
barrenos diarios en turnos de 24 horas, perforando entre 5 y 16 metros
de profundidad con un diámetro nominal de 6.5 pulgadas (165 mm).
Una vez que el barreno alcanza la
profundidad deseada, se retira la cabeza de perforación y comienza la
carga del explosivo. Para introducir los
cartuchos a través del encamisado del
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Vista parcial del canal con las obras de ensanche.
dón detonante de 10 gr/m, se introducen en los barrenos perforados desde la barcaza THOR. Una vez que la
carga esta emplazada correctamente, las colas del cordón detonante provenientes de cada uno de los barrenos se conectan entre sí por medio
de retardados para minimizar la generación de vibraciones al hacer la voladura. El tiempo de retardo normalmente utilizado es de 17 ms entre
barrenos y 25 ms entre las filas. Una
vez despejado el área y paralizado el
transito en ese sector del Canal, se
inicia la voladura con una línea de fuego desde una distancia adecuada por
seguridad.
Una vez efectuados los disparos y
confirmado que las cargas de explosivos han detonado en su totalidad, se
reanuda el transito del Canal comenzando el dragado de los materiales
producto de la voladura. Para esta
operación se utiliza una draga equipada con un cucharón de 15 yardas
cúbicas de capacidad llamada Rialto
M. Christensen, la cual deja el lugar
limpio para la siguiente voladura.
Hasta su finalización en el 2001,
este programa acelerado de voladuras submarinas conllevará un consumo entre 60 a 70.000 libras de explosivo semanales. Los explosivos que
se utilizan en estos trabajos han sido
diseñados expresamente para satisfacer las demandas más exigentes en
el entorno de las voladuras submarinas, garantizando la producción del
máximo de energía sin pérdida de
sensibilidad del producto debido a presiones hidrostáticas asociadas con
este tipo de trabajos.
Las características del explosivo
RIOGEL-2, encartuchado en
VALERON, garantiza a la Comisión del
Canal de Panamá el rendimiento demandado y proporciona la resistencia requerida durante su manipulación
y emplazamiento a través del "Kelly
Bar" en una operación segura y libre
de incidentes.
El programa de voladuras submarinas está apunto de finalizar y no se
ha registrado fallo alguno en el producto ni disminución en el rendimiento esperado del RIOGEL-2. Adicionalmente La sección de Drilling and
Blasting de la Autoridad del Canal de
Panamá ha establecido un "record" de
seguridad en sus operaciones de perforación y voladura. FELICITACIONES
a todos los involucrados
RECONOCIMIENTOS.
El autor quiere agradecer la ayuda
y la colaboración prestadas en la realización de este artículo a los Ingenieros Carlos Reyes, Director de la Sección de Perforación y Voladura;
Rolando Rivera de la sección de
Geotecnia y a Orlando Kenny, de la
División de Dragados, quienes proporcionaron gran parte de la información
contenida en esta publicación.
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