TUBERÍAS DE CONCRETO PREFABRICADO EN EL INTERCEPTOR NORTE DEL RÍO MEDELLÍN

Experto

Ingeniero Civil

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RESUMEN: 

El Interceptor Norte del río Medellín avanza silencioso bajo el bullicio de la ciudad, comienza su recorrido de 7,7 kilómetros en inmediaciones de la Terminal de Transportes (sector de Moravia), zigzaguea entre una y otra margen del río en dos puntos de su recorrido para luego continuar en línea recta hasta la futura planta de tratamiento de aguas residuales (PTAR) en Bello.

Se trata de una kilométrica tubería de concreto prefabricado que tiene como fin interceptar las aguas residuales del norte del Valle de Aburrá y conducirlas a la planta de tratamiento para luego desembocar en el río Medellín.

Tubería de concreto para hincar. Interceptor Norte Río Medellín. Fotografía: Juan David Melo.

Quizás por su condición de obra subterránea, pocos imaginan que el Interceptor es una de las obras de ingeniería más novedosas de Suramérica, por su tecnología de punta, su diámetro interno, su longitud y la tipología del suelo donde se encuentra.

En cabeza del consorcio CICE, la construcción del Interceptor reúne alta tecnología y está basada en el uso de tubería para hincarPipe Jack (estructuras de concreto prefabricado que se usan para construir líneas de conducción de aguas residuales sin necesidad de hacer brechas superficiales).

Los tubos de concreto, que en principio se buscaron fuera del país, son fabricados en la planta de CONCRETODO ® en Bello, Antioquia, luego de que esta firma colombiana presentara una propuesta con una excelente ecuación: tecnología, ingenio y economía.
Convencer a un consorcio extranjero para que la tubería se hiciera en casa fue uno de los primeros retos de esta historia.

Tubería en concreto prefabricado Interceptor Norte río Medellín. Foto: Argos

CARACTERÍSTICAS DE LOS TUBOS PREFABRICADOS

Las estructuras cilíndricas que conforman la larga tubería en concreto tienen una longitud de 2,5 metros y se fabrican en tres diámetros diferentes: 1200 mm, 2200 mm y 2400 mm. Los tubos de DN=2200 tienen un peso unitario de 11.5 toneladas y un espesor de pared de 21.5 cm; mientras que los DN=2400 pesan 16 toneladas y poseen un espesor de 30 cm.

El izaje de estos pesos pesados, se hace por medio de bulones ubicados en el centro de la estructura y en cada lado del tubo.
Las uniones de los tubos son empaques de caucho contra campanas metálicas galvanizadas.

Detalle bulón tubería de concreto pipe jack. Fotografía: Juan David Melo

PRODUCCIÓN DE TUBERÍA PIPE JACK

La fabricación de tubería Pipe Jack es un proceso industrializado en serie fascinante pero de altas exigencias: los tubos se producen con métodos de vibración sin compactación utilizando mezclas secas (dry cast), lo cual permite que el concreto pueda desmoldarse de manera inmediata, una vez ha terminado el llenado. Para garantizar uniformidad en todos los tubos, se utiliza un molde por referencia (diámetro).

Los tubos son fabricados en una máquina de procedencia danesa tipo simplex doble foso, la cual posee un núcleo vibrado que trabaja a 4000 revoluciones por minuto y tiene la capacidad de producir dos tubos simultáneamente.

Foto: Argos
Foto: Argos.
Foto: Argos

Al día, se producen entre 16 a 18 tubos, en ambas referencias en una producción continua hasta alcanzar los 3300 tubos que conforman los 8000 metros lineales de tubería del Interceptor.

Cada 40 minutos los tubos son transportados hacia uno de los 28 pozos que conforman el Interceptor.

DESARROLLO DE LA MEZCLA

El desarrollo de concreto para vaciado en seco (dry cast) se ejecuta con metodologías provenientes de la mecánica de suelos, buscando siempre la mayor densidad del material por la acomodación de las partículas de agregados, lo cual obliga el uso de seis diferentes granulometrías de agregados en la mezcla.

El equipo para el diseño de mezcla se hace en un consistómetro que simula la ubicación del molde y busca la mayor densidad del concreto.

Para la mezcla se utiliza cemento concretero con adiciones de cenizas y carbonato de calcio; los aditivos son de ultima generación que le otorgan a la mezcla una alta fluidez y un fraguado inicial más veloz, con una relación agua/cemento cercana a 0.3 permitiendo retirar la formaleta a los 40 minutos sin que la pieza se deforme o deteriore.

El concreto utilizado posee una durabilidad superior a 75 años y resiste ataques a sulfuros y sulfatos durante su vida útil.
Su desarrollo fue uno de los mayores retos que enfrentamos pues requeríamos un concreto de muy alta resistencia, muy alta trabajabilidad y que fuera capaz de abandonar la formaleta una vez desencofrado. Necesitábamos el castillo de arena perfecto. Y lo logramos.

La formulación y desarrollo de este concreto es producto de un estudio intenso desarrollado conjuntamente por profesionales de las firmas Soltec ING, ION Technologies, CONCRETODO y Argos.

Para su desarrollo fue necesario crear un software que permitiera modelar diseños de mezclas hasta con 26 granulometrías diferentes de manera simultánea y en tiempo real.

La resistencia la medimos a una edad de 8 horas en la que el concreto debe alcanzar los 15 MPa y terminar a los 7 días con una resistencia superior a los de 60 MPa.

Cuatro horas después del desencofre, el concreto alcanza una temperatura cercana de 60°C, esta temperatura se mide a través de termocuplas y se relaciona posteriormente con la resistencia a la compresión del concreto permitiendo usar en la etapa de diseño los métodos de madurez de concreto, que arrojan datos precisos de resistencias.

En el curado de los tubos se utilizan membranas exteriores que los cubren superficialmente para que no pierdan humedad durante los primeros tres días.

PONIENDO A PRUEBA LA TUBERÍA

Los tubos terminados se someten a tres tipos de ensayos mecánicos:

1) Resistencia a los tres apoyos, que es una medida de la capacidad de carga del tubo y debe superar las condiciones de clase 5 de la norma ASTM C97.
2) Ensayo de permeabilidad, al cual se somete el tubo llenándolo durante 24 horas y revisando que no haya humedad en sus paredes exteriores.
3) Prueba de presión hidrostática, que se hace uniendo dos tubos de manera horizontal y sometiéndolos a presión para verificar la calidad de la junta entre ellos.

Los tubos son reforzados con canastas de acero helicoidales que se fabrican en máquinas electrosoldadoras automatizadas, garantizando cuantías mínimas para las cargas mecánicas a las que se somete el proyecto en específico.

Canastillas producción tubería pipe jack. Foto: Argos

UN GUSANO DE CONCRETO BAJO LA TIERRA

28 pozos distribuidos estratégicamente con una profundidad promedio de 13 metros de profundidad, son la puerta de entrada de los tubos hacia el interior de la tierra.

Una vez en las entrañas terrestres, los tubos comienzan su camino: la excavación de suelo que abre paso a la tubería se realiza a través de dos tuneladoras. El movimiento de la tubería bajo tierra es posible gracias a alta tecnología y a que cada estructura cumple una función especifica:

Los tubos se clasifican en tres tipos: normalesde inyección (que llevan aditamentos que inyectan bentonita o lubricantes en el momento del hincado o empuje; y los tubos de estaciones intermedias que tienen la función de repartir las cargas de empuje en tramos largos.

Foto: Argos

FICHA TÉCNICA TUBERÍA

Director de Proyecto: Juan Carlos Rincón H.
Productor: Concretodo S.A.S
Consumo de concreto día: 106 m3
Consumo de concreto total: 44.520 m3
Dimensiones de los tubos: DN=120||0, DN2200, DN2400
Inicio de producción: Octubre 2012
Finalización de producción: noviembre 2013

Nota aclaratoria de responsabilidad: Las observaciones contenidas en este documento son de carácter informativo y deben ser aplicadas y/o evaluadas por el constructor o usuario solamente en caso de considerarlas pertinentes. Por lo tanto, estas observaciones no comprometen a Argos, a sus filiales o a sus subordinados.

Quizás por su condición de obra subterránea, pocos imaginan que el Interceptor es una de las obras de ingeniería más novedosas de Suramérica, por su tecnología de punta, su diámetro interno, su longitud y la tipología del suelo donde se encuentra.

CONCLUSIÓN

Al final de la obra se habrán producido 3.300 tubos de concreto prefabricado en un periodo de 12 meses, a una velocidad promedio de 16 tubos por día, lo cual equivale a 40 metros lineales de los 8250 de longitud total del Interceptor.

Un comentario

  1. Buen día, solamente impresionante, me gusta el mundo de los prefabricados y estos retos me apasionan, los felicito por que son grandes desarrolladores de ideas de vanguardia y se que que es un grupo de trabajo con el que se logran grandes retos los felicito.

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Acerca del autor

  • Profesión: Ingeniero Civil
    País: Colombia

    Ingeniero Civil de la Universidad Nacional de Colombia, especialista en estructuras. Profesor de cátedra en varias universidades en diseño estructural y prefabricación. Su amplio conocimiento en estos temas le ha permitido ser conferencista nacional e internacional. Constructor Instalador certificado por el Interlocking Concrete Pavement Institute, ICPI en Latinoamérica. Vinculado al sector prefabricador por cerca de 20 años. Actualmente es Gerente de Proyectos de la compañía Industrias Concretodo.

    'La prefabricación a cualquier escala es la conclusión directa de la implementación de pensamientos innovadores, de tecnologías de vanguardia y de la correcta planificación en la construcción'.

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