1 ANTECEDENTES

Los aterramientos de las presas son uno de sus mayores inconvenientes funcionales, de solución muy costosa y compleja.

En la actualidad y en las presas de paramento vertical o ligeramente inclinado, la única solución para acceder y mantener libre el conducto de desagüe de fondo o de toma inferior, es la de excavar los fangos del fondo, en semitronco de cono invertido y de generatrices muy oblicuas, en ángulo variable que puede alcanzar los 30º o incluso los 15º de inclinación y con su base menor dispuesta a un nivel inferior al de la embocadura del desagüe, lo que implica unos costes elevados por el gran volumen de fangos a remover, un alto nivel de contaminación ambiental y tiempos largos de actuación. Problemática que se incrementa en función de la columna de agua en el embalse, que dificulta o limita las condiciones de trabajo de los buceadores que se encargan de las labores de dragado o de instalación de los elementos de obturación.

Aún así, estos taludes son de gran inestabilidad y no garantizan a medio plazo la libertad de acceso a la embocadura del conducto del desagüe, con lo que la operativa debe repetirse con frecuencia y en cada uno de los desagües o de las tomas existentes y siempre que sea necesario el acceso a sus embocaduras. 2 BREVE HISTORIA DEL SISTEMA

Como alternativa al dragado convencional, la Empresa Ciagar ha diseñado y desarrollado un dispositivo para la excavación, construcción y dragado de sedimentos que permite llegar a las

embocaduras de los desagües de fondo o de las tomas en condiciones de seguridad para los buceadores.

Este sistema, patentado con el nombre comercial “Dracon®”, permite alcanzar el nivel de las embocaduras, prácticamente con independencia de los aterramientos por lodos sedimentados y mantenerlos libres durante todo el tiempo que duren los trabajos.

La mínima cantidad de sedimentos movilizados con la utilización de esta metodología, unido a que ésta no precisa el traslado de los lodos fuera del vaso del embalse, ni si quiera a grandes distancias dentro del mismo, permite reducir al mínimo el impacto contaminante que habitualmente estas operaciones ocasionan.

El permitir a los trabajadores subacuáticos realizar sus actuaciones en el interior de un recinto que les aísla completamente de los posibles peligros de derrumbes o deslizamientos de la masa de sedimentos, es otra de las grandes ventajas de la utilización de este sistema, que redunda en una mejora de las condiciones de trabajo y que se refleja finalmente en los costes de las operaciones de reparación y obturación.

Finalmente otra de las ventajas de este desarrollo es su posible utilización como seudo-torre de toma, una vez terminados los trabajos en los desagües de fondo. 3 ACCESIBILIDAD A LAS EMBOCADURAS

Con un carácter permanente, si se considera inviable la recuperación de la operatividad normal del desagüe, actuando como torre de toma, justo por encima del nivel de aterramientos. La utilización del sistema “Dracon®” permite el vaciado de un

Dispositivo de dragado y contención de lodos, para acceso subacuático a la embocadura de conducciones, en presas aterradas de paramento vertical

Rafael Romeo Confederación Hidrográfica del Ebro

Honorio J. Morlans Confederación Hidrográfica del Ebro

Jorge García Ciagar

RESUMEN: El artículo describe un dispositivo de dragado y contención de lodos, diseñado y construido por la Empresa Ciagar. El dispositivo permite el acceso subacuático a la embocadura de conducciones, en presas de fábrica aterradas. Se presenta la aplicación del dispositivo en la rehabilitación del desagüe de fondo de la Presa de Moneva (un conducto de 1,00x1,20 m, con una carga de 19 m.c.a.).

embalse aterrado por debajo del nivel de la toma útil más baja y hasta su nivel de aterramiento. Un problema de difícil solución que hasta la fecha, en la mayoría de los casos, pasaba por el dragado hasta la cota del eje de embocaduras, que ocasionaba con la apertura de los desagües de fondo una gran movilización de lodos y éstos un importante impacto medioambiental, aguas abajo del embalse. A esta problemática, además, hemos de añadirle la del riesgo que se corre al realizar estas operaciones de que cualquier objeto movilizado por la masa de sedimentos, bloquee o impida las operaciones de cierre de los elementos hidromecánicos que operan el desagüe de fondo.

La componente económica de la solución llamémosle tradicional, es tanto más importante, si con independencia de su mayor riesgo y coste inicial, consideramos que es una operación útil solamente durante un período breve de tiempo ya que está comprobado que una vez suspendida la operativa del desagüe, el aterramiento del mismo se vuelve a producir. Este aterramiento obviamente es función principalmente del tipo de sedimento, del tiempo que transcurra y de la columna de sedimento que exista sobre el eje de las embocaduras.

En ocasiones se considera posible la recuperación de la operatividad normal de los desagües, por el tipo de explotación del embalse, la cantidad y tipo del sedimento y la posibilidad de evacuación de los lodos del entorno de los desagües de fondo emulsionados con otras aportaciones de caudal en época de aguas altas.

El sistema “Dracon®” posibilita la eliminación paulatina y programada de diferentes volúmenes de sedimentos, al realizarse la retirada de los elementos de contención módulo a módulo. Permite paralizar la operación a la altura o en el momento deseado y retomar el proceso de eliminación en otro período, sin ninguna desventaja, aunque el tiempo transcurrido haya sido prolongado.

Esta operativa nos llevará recuperar la operativa normal en el desagüe de fondo, aunque la mayor parte de los sedimentos permanezcan en el embalse, generando el típico cono invertido con las generatrices propias para cada embalse. 4 DESCRIPCIÓN DEL DISPOSITIVO

Este sistema de dragado y contención denominado “Dracon®”, en líneas generales consiste en, un dispositivo desfangador de presas de paramento vertical o ligeramente inclinado del entorno de los desagües de fondo o tomas inferiores, que se caracteriza por ser de instalación permanente, con montaje y desmontaje progresivo, que reduce al mínimo el personal operativo, siendo necesarios los buceadores solamente en operaciones irregulares y puntuales, tales como serrar algún tronco arrastrado

o retirar ocasionalmente piedras de gran tamaño que hayan podido ser arrastradas hasta las embocaduras.

El dispositivo está configurado en base a un escudo modular, laminar y en forma semicircular, adecuadamente reforzado a fin de soportar las presiones de servicio. Un sistema de sujeción une cada módulo con el siguiente, alineándose verticalmente.

El módulo inferior muestra un acabado apuntado con el fin de facilitar su enclavamiento en el fango. Asimismo dispone de unas conexiones en dos líneas independientes de alimentación de agua con dos presiones diferentes y una tercera línea de inyección múltiple de aire a presión. Adicionalmente estos conductos de aire se complementan con unas derivaciones que siguen la semicircunferencia de cada módulo, con múltiples perforaciones a fin de distribuir regularmente la inyección de aire por las caras interior y exterior del dispositivo.

El bombeo de agua alta presión actúa como sistema de perforación en el fango, mientras que el suministro de alto caudal a baja presión, con el auxilio del aire comprimido remueve el fango y lo diluye en lodos susceptibles de ser extraídos por una bomba aspirante.

La alineación de módulos o tejas definiendo el escudo, está guiada por unos perfiles de contraguía fijados al paramento por encima del nivel máximo de agua en la parte superior y por encima del nivel de fangos en la parte inferior.

La regulación posterior del nivel de fangos, se realiza con aguas altas, de forma que los que bordean la teja extrema superior son arrastrados cuando se retira esta, para lo cual se inyecta aire a presión en las tuberías semicirculares periféricas, que ayudan al desenclavamiento al crear una cortina de aire entre las caras interior y exterior de la teja, sobre la que apoyan los lodos, permitiendo el izado del elemento.

En la Figura 1, se describe la secuencia de los trabajos, diferenciándose ocho fases, en la instalación y retirada del dispositivo. 5 APLICACIÓN DEL SISTEMA EN LA PRESA DE MONEVA

El satisfactorio resultado obtenido con la utilización del sistema “Dracon®” anteriormente descrito, en la sustitución y rehabilitación de los mecanismos del desagüe de fondo del embalse de Moneva, tiene una consecuencia positiva cara el futuro de obras similares, muy necesarias en numerosas presas y fundamentalmente las más antiguas.

La cuenca del río Aguas Vivas, se caracteriza por padecer una sequía que podríamos calificar de “endémica”, ya que desde la puesta en explotación del embalse, solamente se ha llenado en los años 1946, 1961 y 1972. Las aportaciones quedan

agravadas por la existencia en el cauce del río, desde la cola del embalse y hacia aguas arriba, de una zona karstica, por la que se filtran los pequeños caudales, llegando solamente al embalse las avenidas que se producen.

Figura 1: Fases de instalación del dispositivo “Dracón®”

SECUENCIA DE MANIOBRAS

7ª FASE

5ª FASE

3ª FASE

1ª FASE

SISTEMA DRACON P

8ª FASE

PRESA DE MONEVA (C.H. DEL EBRO)

6ª FASE

4ª FASE

2ª FASE

Con el fin de aprovechar los pequeños caudales, se ha construido un canal capaz de 1,5 m3/s y 19,8Km. a modo de by-pass, de la zona filtrante.

Los escasos volúmenes reguladores deben ser aprovechados todos los años al máximo, respetando los necesarios para el mantenimiento medio-ambiental del embalse. Por ello en la campaña de riegos de 1998, se procedió a desembalsar por el desagüe de fondo ya que la carga de agua no era suficiente para dar los caudales demandados por la toma de riegos. Al pretender cerrar la compuerta esta operación, no se pudo efectuar en su totalidad, perdiéndose un caudal de unos 200 l/sg que amenazaban con vaciar el embalse, circunstancia que había que evitar para que no se produjese un desastre ecológico por la mortandad de la fauna piscícola, ni la pérdida del escaso recurso de agua almacenado.

Además de avisar de esa circunstancia a los responsables de Medio Ambiente, para prever una operación de rescate de dicha fauna, se tomaron otras medidas urgentes para atajar la fuga. Una inspección subacuática, demostró la imposibilidad de acceder con garantías de seguridad, a la compuerta de cierre para proceder a la obturación deseada. Por ello se tomó la decisión de llevar a cabo esta operación, mediante el vertido de material terroso con abundancia de arcilla, que colmató todo el conducto aguas arriba del tablero de la compuerta.

En esta situación de la presa, se planteó la necesidad de rehabilitar el desagüe de fondo sin vaciar el embalse, aprovechando la circunstancia para mejorar los elementos mecánicos existentes y poniendo en funcionamiento el segundo conducto anulado desde su construcción.

En los conductos del desagüe de fondo, se instaló un doble conjunto de compuertas tipo Bureau de 1,00 x 1,20 m, las de aguas arriba de seguridad y de regulación las de aguas abajo. Las maniobras de apertura y cierre se realizan mediante sistemas oleo-hidráulicos, comandados desde un pupitre centralizado. Asimismo se instalaron conductos de by-pass para el equilibrado de presiones de las compuertas de seguridad y los necesarios conductos de aireación para todas las compuertas.

Para la instalación de todos estos elementos sin el vaciado previo del embalse y con una columna de agua mínima durante la realización de los trabajos de 19 m.c.a., era necesaria la colocación de un escudo que cerrara los conductos del desagüe de fondo en el paramento de aguas arriba, obturando la fuga de agua y permitiendo realizar en seco la mencionada instalación.

Fue necesaria la perforación y dragado de una columna de lodos de 7 m que impedía el acceso a las embocaduras de los desagües. A esta columna hubo que añadir el importante volumen de tierras que se colocaron para lograr la obturación de los desagües.

En la Figura 2, se presentan unas fotografías de la utilización del dispositivo en la rehabilitación del desagüe de fondo de la Presa de Moneva. Figura 2. Fotografías de la utilización del dispositivo, en la rehabilitación del desagüe de fondo de la Presa de Moneva.

El proceso de implantación y adaptación del sistema a las características específicas del embalse, se desvió de las previsiones iniciales de tiempos al encontrarse algunos problemas para fijación y anclaje de los elementos de suspensión en la coronación de la presa.

Una vez resuelto y preparado el proceso de hincado de las tejas, éste se realizó en unos tiempos y con una facilidad que mejoraba en mucho las previsiones más favorables.

La colocación de escudo, su fijación y retacado no tuvo ninguna complicación. El “Dracon®” permitió la realización de los trabajos de desmontaje de los equipos existentes, la mejora de los conductos y la instalación de las nuevas compuertas en condiciones óptimas de trabajo.

Terminadas las actuaciones en los desagües, se procedió a la retirada del escudo y se realizaron las pruebas en carga y de funcionamiento de la nueva instalación.

Durante un período de tiempo, se operó el desagüe con agua limpia tomada a través del sistema instalado, con el fin de limpiar la zona próxima del cauce aguas abajo de la presa.

La retirada del sistema “Dracon®” fue programada y se realizó sin ninguna complicación. 6 CONCLUSIÓN

El satisfactorio resultado obtenido con la utilización de este dispositivo y su metodología asociada, tiene una consecuencia positiva de cara a la futura realización de obras similares de reparación, sustitución y rehabilitación de los mecanismos de regulación en desagües de fondo o tomas de agua de presas de fábrica aterradas.