Reparación de los paramentos de aguas arriba de las presas de

A R T Í C U L O S
D E
O P I N I Ó N
PRESAS DE GRAUS, TORÁN Y TAVESCÁN
Reparación de los
paramentos de aguas
arriba de las presas de
Graus-Torán y Tavescán
El autor en este artículo nos explica las soluciones que se han adoptado para reparar
los paramentos de aguas arriba en las presas de Graus, Torán y Tavescán. Los problemas existentes en las mismas y el tratamiento que se les ha realizado puede servir de
referente para muchas otras presas e ibones que se encuentran en zonas de alta montaña de nuestra geografía.
Manuel Cañabate Santos
Ingeniero Técnico de Obras Públicas
A
ntes de nada, y para hacernos una idea de la climatología a la que se hayan
sometidas estas presas de las que
vamos a hablar a lo largo de este
artículo, describiremos dónde se
encuentran ubicadas.
La Presa de Graus está situada en el
Término municipal de Lladorre,
sobre el río Tavescán, es de hormigón del tipo gravedad, con una longitud de coronación de 100 metros y
una altura de presa de 27 metros.
22
La Presa de Tavescán es cabecera
del Salto Llavorsí – Cardós, situada
en el término municipal de
Lladorre (Lleida), en el cauce del
río Noguera de Cardós, es de hormigón del tipo gravedad, con una
longitud de coronación de 56,60
metros y una altura máxima de
presa de 30 metros.
cuenca del río Torán, es de hormigón del tipo gravedad, con una longitud de coronación de 96 metros,
y una altura máxima de presa de
36 metros.
Las tres presas citadas son propiedad y están explotadas por ENDESA.
OBJETIVOS DE LAS OBRAS
Y, la Presa de Torán, se encuentra
en la comarca del Valle de Arán
(Lleida), en el entorno geográfico
del municipio de Caneján, en la
Las tres presas, presentaban una
problemática común que es la
existencia de una expansión pri-
A R T Í C U L O S
D E
O P I N I Ó N
PRESAS DE GRAUS, TORÁN Y TAVESCÁN
maria debida a la oxidación de los
sulfuros existentes en los áridos
en forma de pirrotina. Como consecuencia de estas oxidaciones
primarias, se produce un proceso
de reacciones secundarias, en las
que se forman unas aureolas alrededor de los áridos, al aparecer
estringita en la interfase áridopasta, debido al ataque sulfático
existente sobre la pasta de los
cementos que se producen en la
oxidación primaria de la pirrotina
presente en los áridos. Estas aureolas se manifiestan de forma significativamente mayor por aquellos
áridos en los que ha habido circulación de agua que ha permitido la
reacción primaria.
Estas fueron las conclusiones finales del estudio realizado por la
E.T.S de Ingenieros de Caminos
Canales y Puertos de la
U n i v e r s i d a d Po l i t é c n i c a d e
Cataluña, en donde se observó
que los movimientos registrados
en las estructuras están dentro de
los que puedan producirse con
normalidad, considerando que,
tanto en la situación actual como
en la previsible situación final,
estos estudios estructurales no
muestran situaciones de riesgo en
las Presas respecto a la seguridad
de la misma, aunque podrían producirse roturas localizadas.
En base a estas conclusiones, se
aconsejaba el acometer actuaciones de sellado desde el paramento de aguas arriba de las juntas
frías, así como el tratamiento
generalizado en la fisuración
enramada procedente de la
expansión (tratamiento del paramento de aguas arriba), y tratamiento de las juntas de dilatación, con la finalidad de evitar la
entrada de agua por la interfase
del hormigón evitando el proceso
de expansión referido anteriormente, al igual que restaurar el
hormigón que se encontraba
deteriorado y protegerlo, evitando
roturas parciales y la degradación
progresiva del mismo.
DESCRIPCIÓN DE LA
PROBLEMÁTICA OBSERVADA
Se decidió realizar un tratamiento
con laminado epoxi y resinas de
poliuretano, después de un estudio de los distintos materiales en
el mercado, y en base a la experiencia realizada por tratamientos
similares con estos productos en
las siguientes presas. 1
La observación minuciosa de los
paramentos de aguas arriba de las
tres presas establecieron las
siguientes problemáticas:
•
Restos de tratamientos antiguos
en las Presas de Tavescán y Torán.
•
Aunque cada presa tenía una problemática propia adicional, se
puede establecer que las solución
adoptada, y descrita posteriormente, corresponde a una similitud
generalizada, por lo que vamos a
exponer los tratamientos que fueron comunes a las tres presas.
Indicaremos, al describir cada tratamiento, alguna peculiaridad propia de cada presa.
Los trabajos de la Presa de Graus
se desarrollaron en el mes de septiembre de 1999, los de la Presa
de Torán, en septiembre de 2000 y
los de la Presa de Tavescán, en
octubre de 2000.
Los trabajos fueron concursados
siendo la adjudicataria la empresa GEOPSA (GESTIÓN ESTUDIOS
OBRAS Y PROYECTOS S.A.) de
Madrid, con experiencia en este
tipo de trabajos, y los productos
que se aplicaron fueron las resinas y morteros epoxis y poliuretanos de la empresa fabricante
OTR.S.A, (OFICINA TECNICA DE
RESINAS S.A.) y los morteros poliméricos aplicados de la empresa
BETTOR-MBT.
1
Juntas de dilatación marcadas y
sin conocimiento real del estado
de las juntas en el cuerpo de las
presas.
•
Juntas frías de hormigonado
muy marcadas y con problemas de
circulación de agua.
•
Despegue de una capa superficial del hormigón, con un espesor
que oscilaría entre los 0,5 y 1 cm,
provocado por la expansión
comentada en el punto anterior, y
aumentada por la excesiva circulación de agua y por los factores
externos de hielo-deshielo, y subida y bajada del nivel del embalse.
Es muy apreciable este problema
en esa zona de movimiento del
nivel de agua del embalse.
•
Microfisuración avanzada en los
tajamares que forman los aliviaderos en las presas de Graus y
Tavescán.
•
Fisuración y degradación avanzada del pasillo de coronación de las
presas, con un problema de entrada
de agua al cuerpo de la misma, favoreciendo de esta manera los problemas de expansión ya reseñados.
DENOMINACIÓN
AÑO DE REPARACIÓN
PRESA DE CUBIESO
1993
PRESA DE MARIOLO
1993
PRESA DE COLOMINA
1994
PRESA DE TORT
1995
PRESA DE REGUERA
1996
PRESA DE SALADO
1996
PRESA DE RUMEDO
1998
23
A R T Í C U L O S
D E
O P I N I Ó N
PRESAS DE GRAUS, TORÁN Y TAVESCÁN
•
También existía un problema
menor de fisuración de la barandilla de hormigón situada en coronación en la Presa de Graus.
SOLUCIONES PROPUESTAS
Hay un problema indudable de
entrada de agua al cuerpo de presa,
hay vías preferentes de circulación
de agua que están causando en cascada todos los procesos expansivos
del hormigón, entre las juntas frías,
juntas de dilatación y los aportes
del paramento de coronación. La
solución va encaminada a minimizar al máximo estas entradas de
agua en aquellas zonas del paramento a las que podamos acceder.
Los problemas que presenta los
paramentos de aguas arriba, requieren una solución con productos
que se adapten perfectamente a las
necesidades ya reseñadas, productos impermeables, adherentes
(superior a la propia cohesión del
hormigón), elásticos, resistentes a
la acción de agentes externos, ciclo
hielo-deshielo, temperaturas, rayos
ultravioletas, que consoliden el hormigón al igual que consigan una
alta protección del mismo.
Se definieron las soluciones
mediante la aplicación de distintos
tratamientos basados en resinas
sintéticas, (Epoxis, Poliuretanos,
Morteros de Resina), y recuperaciones de volúmenes del hormigón del
paramento, superior a 1 cm, con
morteros de cemento poliméricos.
Paramento de aguas arriba
Podemos observar tres zonas bien
diferenciadas, comunes a las tres
presas:
La primera zona comprende desde
coronación hasta el nivel del aliviadero. Esta zona no presenta
desconchones ni roturas del hormigón provocadas por la expansión, por lo que se podría aplicar
24
un tratamiento de impermeabilización convencional a base de un
tratamiento mixto con laminado
epoxi y revestimiento final con
resinas de poliuretano bi-componente de características elásticas.
La segunda zona comprende
desde el aliviadero hasta el final
de la zona de embalse desembalse, que es la zona con más desprendimientos provocados por la
expansión. En esta zona se realizará un tratamiento de regularización con un micromortero epoxi ,
máximo 1 cm, y la realización de
un tratamiento mixto mediante un
laminado epoxi como primera
capa y una finalización con un
revestimiento elástico de poliuretano como en la zona anterior.
La tercera zona se puede considerar,
aquella que siempre está sumergida,
y que no ha sufrido las alteraciones
originadas por los fenómenos externos hielo-deshielo, etc., a la cual no
sería necesario la regularización parcial con micromortero epoxi, y se ejecutaría el tratamiento anteriormente
citado, laminado epoxi en primera
capa y una finalización con un revestimiento elástico de poliu-retano.
Juntas Frías
El tratamiento a realizar en las juntas frías, es una inyección de la
misma con una resina epoxi de
baja viscosidad, para conseguir el
pegado entre bloques, y un enmasillado final de la junta con una
masilla de poliuretano elástica,
para evitar las pequeñas fisuraciones intertisciales producidas en
los bordes de la junta fría.
Juntas de Dilatación
El tratamiento propuesto es la
colocación de una banda de EPDM
de 1 mm de espesor, en unas
dimensiones de 30-40 cms, anclada con masilla de poliuretano, este
tipo de banda es elástica y al dejar
libre la zona central, posibilita
los movimientos de la misma.
Posteriormente, se realiza una protección de toda la banda de
E.P.D.M con una chapa de acero
inoxidable de 1 mm de espesor,
anclada con tornillos igualmente
inoxidables y con taladro oval en
unos de sus extremos para permitir los movimientos.
En los casos en que no se pudo llegar hasta la cimentación, se realizó
una inyección en ambos lados de
la junta en la parte más baja de la
misma con una resina de poliuretano acuarreactiva, para conseguir un tapón y evitar la circulación
de la misma por toda la longitud
de la junta, inutilizando el tratamiento. Para ello se realizaron
unos taladros en la misma dirección de la junta y otros dos taladros en un ángulo de 45 º, con un
espesor aproximado de 15-20 mm
para asegurarnos el relleno total
de la misma.
Tratamiento de Pavimento
de Coronación
Presenta una fisuración y un deterioro muy intenso, el hormigón
está muy meteorizado, la formación de charcos y las temperaturas
extremas lo han castigado mucho.
La solución que se propuso fue
conseguir reparar las fisuras existentes y realizar una protección de
todo el pasillo con un suelo antideslizante y continuo mediante
resinas de poliuretano bicomponentes y árido silíceo hasta saturación. La recuperación de volúmenes se realizó con morteros de
cemento poliméricos.
DESCRIPCIÓN DE LOS
TRATAMIENTOS
PARAMENTO DE AGUAS ARIBA
Limpieza y Regeneración
•
Como operación previa se pro-
PRESA DE TAVESCÁN
2
4
3
5
2 Estado inicial del paramento
3 Paramento regenerado e imprimación
4 Imprimación y laminado
5 Acabado final
PRESA DE GRAUS
7
6
8
6 Estado inicial del paramento
7 Distintas fases de los tratamientos
8 Paramento acabado
PRESA DE TORÁN
10
11
9 Limpieza del paramento
10 Regeneración micromortero epoxi y juntas
11 Distintas fases del tratamiento
9
A R T Í C U L O S
D E
O P I N I Ó N
PRESAS DE GRAUS, TORÁN Y TAVESCÁN
cedió a un repicado intenso
de todas las zonas sueltas y deterioradas, principalmente en la
zona de embalses y desembalse
habitual.
•
Seguidamente se realizó una preparación de la superficie con chorro
de agua a presión a 350-400 atm en
la Presa de Graus, y con chorro de
arena en las Presa de Torán y
Tavescán para eliminar restos de tratamientos anteriores, hasta dejar el
soporte de hormigón limpio, saneado y con la red capilar del mismo
abierta. Esta preparación del soporte fue exhaustiva, ya que es la base
de la correcta adherencia de los tratamientos posteriores.
•
La regeneración de las coqueras
se realizó con un mortero hidráulico polimérico
Micromortero Epoxi
Se aplicó en la zona que está comprendida entre el aliviadero y la
zona que está afectada por la
situación continua de embalse y
desembalse.
•
Se realizó una imprimación previa con resina epoxi de adherencia, de toda la zona a regularizar a
aplicar inmediatamente antes de
la colocación del micromortero.
•
Regeneración con micromortero
epoxi a base de árido silíceo de
granulometría controlada árido
máximo 0,5-1 mm y ligante a base
de resina epoxi, en una proporción
de mezcla que puede oscilar entre
1:5 y 1: 8 dependiendo del soporte y el espesor (no mayor de 1 cm),
a la hora de regenerar, aplicado
a llana.
Tratamiento de
Impermeabilización laminado
•
Se aplica una primera capa con
resina epoxi bi-componente, con
colocación de un mat de fibra de
26
poliéster con un gramaje máximo
de 100, y posterior remate sobre
el matl con la misma resina epoxi.
•
Aplicación de dos capas (relajación y revestimiento) con resina
de poliuretano bi-componente
de características elásticas y tixotrópicas.
•
Capa final de acabado con resina de poliuretano alifática, para
protección del tratamiento contra
los rayos ultravioletas.
•
La unión del tratamiento contra
la cimentación, donde sea posible
realizarlo se remató con un enmasillado continuo en toda la longitud de la unión.
•
Donde no se pudo llegar a
cimentación se remató el tratamiento en una roza realizada en el
paramento, y un enmasillado final
del mismo.
JUNTAS FRÍAS
Inyección de las Juntas
o marmita de inyección controlando la salida de la resina por la zona
de control mediante cánulas
dejadas especialmente para este
efecto.
•
Se controlaron el flujo de la
resina en el paramento de aguas
abajo y en las galerías de la misma
y una vez realizada la inyección, se
cortan los inyectores sellando los
mismos con un mortero de cemento, y las cánulas de aguas arriba
con la misma masilla de poliuretano elástica con la que se selló toda
la junta fría.
JUNTAS DE DILATACIÓN
En los casos en que no se pudo
acceder hasta la cimentación, se
procedió al taponamiento de las
juntas mediante la realización de
tres taladros de 20 mm y 40-50
cms de profundidad en la misma
dirección de la junta y dos taladros
a 45º de las mismas características
que los anteriores, para conseguir
rellenar la misma y realizar un
tapón con resina de poliuretano
acuarreactiva.
•
Una vez realizadas las operaciones de limpieza del soporte, se
sellaron las juntas frías a inyectar
desde el paramento de aguas arriba con una masilla elástica de
poliuretano bi-componente, dejando alguna cánula de control de la
inyección.
•
Se procedió a la ejecución de
taladros y colocación de inyectores
de 20 mm de diámetro y 10-15
mm de profundidad, cada metro
en toda la longitud de la junta, previo sellado de la misma.
•
Se inyectó una resina epoxi de
baja viscosidad y altamente fluida
para que entre con facilidad en
toda la fisura y rellene y pegue la
misma.
•
La inyección se realizó a través
de los inyectores mediante bomba
Colocación de la Junta
•
Una vez limpio el paramento, se
procedió a la imprimación de la
zona que comprende toda la
dimensión de la junta (30-40 cms),
con resina epoxi bi-componente.
•
Se colocó una banda de EPDM,
con un espesor de 1 cm y en la
anchura anteriormente comentada
(30-40 cms.), taladrada en sus dos
extremos y anclada en ambos
extremos con masilla de poliuretano hasta que fluya por los mismos
y remate final con la misma masilla sobre los taladros de la banda.
•
La banda quedó libre en su tercio
central y la masilla se protegió con el
tratamiento general del paramento.
•
Se colocaron unas chapas de
A R T Í C U L O S
D E
O P I N I Ó N
PRESAS DE GRAUS, TORÁN Y TAVESCÁN
acero inoxidable perforadas en sus
dos extremos para su anclaje,
siendo una de las perforaciones de
tipo oval para permitir movimientos. La dimensión es ligeramente
superior al de la banda de E.P.D.M,
anclando las chapas al paramento
con tornillos de acero inoxidable.
•
Imprimación con resina de
poliuretano bi-componente sin
disolventes.
•
Se realizó un picado previo y una
limpieza y preparación del soporte
similar al realizado en el tratamiento
del paramento de aguas arriba.
•
Enmasillado de fisuras con masilla de poliuretano bi-componente
elástica.
•
Regeneración de volúmenes con
mortero hidráulico polimérico.
•
•
Revestimiento con resina de
poliuretano bi-componente de
características elásticas.
•
TRATAMIENTO DEL PAVIMENTO
DE CORONACIÓN
(0,5-1 mm) hasta saturación y barrido posterior del áridosobrante.
Sellado final con dos capas de
resina de poliuretano alifático para
protección del sistema contra los
rayos ultravioletas.
Espolvoreado de arena de sílice
CONCLUSIONES
La protección de paramentos de aguas arriba de presas con problemas
como el descrito inicialmente o con graves problemas de hielo-deshielo, sobre todo en la gran cantidad de presas e ibones que se encuentran en las zonas de alta montaña de nuestra geografía, ha conseguido
mediante estos tratamientos una protección de estos morteros, mamposterías y hormigones, paralizar el deterioro de estos paramentos y
adecuar los sistemas más modernos de protección de hormigones y
cementos a estas presas con ya muchos años de funcionamiento consiguiendo prolongar de una manera eficaz la vida de estas estructuras
sometidas a grandes variaciones de temperatura y a un mantenimiento limitado por el periodo tan corto de tiempo (junio – octubre) en el
que se pueden realizar trabajos de mantenimiento.