1

PROYECTO LOS MELONES

ESTACIÓN DE BOMBEO

INFORME SOBRE LA EXISTENCIA DE SÓLIDOS EN LA CÁMARA DE LAS BOMBAS

Antolín Martínez A.

Febrero 2015

2

Contenido Introducción .................................................................................................................................... 3

Causas de la presencia de sólidos ................................................................................................... 3

Soluciones ....................................................................................................................................... 4

Histórico del arrastre de sólidos ..................................................................................................... 5

Anexos ............................................................................................................................................. 6

3

Introducción

De acuerdo a información reciente, la cámara de las bombas de la estación de bombeo de Los

Melones, acusa sedimentación presumiblemente en grado suficiente como para ocasionar daño

en las bombas. Esta apreciación surge de las inspecciones realizadas por Hidrocaven y reflejadas

en el Acta de entrega no. 000524, de fecha 11-12-2014, identificado como ANEXO A en este

informe, y en el informe técnico de la misma empresa, de fecha 02-02-2015, identificado como

ANEXO B. En el primer documento se señala que una bomba estaba fuera de servicio por “sólidos

(tierra)” y en el segundo “presencia de piedras en el impulsor”.

A petición de la Directiva de la empresa contratista Proyectos y Construcciones Payloader P&H

C.A., se realiza este informe, a objeto de contribuir a solventar la situación relativa a los sólidos

presentes en la cámara que, presumiblemente, pueden dañar las bombas.

Causas de la presencia de sólidos

La presencia de sólidos en la cámara se puede deber a los siguientes factores:

1. Sabotaje.

Este motivo, por considerarlo inconcebible, no se considerará en este informe como causante de

la presencia de sólidos en la cámara; si bien no es imposible. En el caso de que sea este el motivo,

deben limpiarse la cámara y la tubería (ver Soluciones) y evitar el sabotaje.

2. Escombros de la construcción.

Una causa plausible es la existencia de escombros dejados durante la construcción. Aparte de los

testimonios de personal presente en la obra al momento de la entrega, es menester contar con

documentación escrita en la que se explicite tal condición, o fotografías o vídeos que muestren la

cámara y la tubería limpias por dentro. De no existir la verificación precisa sobre ello, se debe

proceder a limpiar la cámara y la tubería por dentro antes de especular que se trata de la siguiente

causa: arrastre de sólidos. Al momento de realizar este informe, quien suscribe no cuenta con

material físico que verifique esta condición. Los testimonios, si bien son de buena fe, no son

probatorios, pues la memoria del ser humano no es infalible; de ahí que se requieran pruebas

físicas externas al testimonio personal.

3. Arrastre de sólidos.

Si la causa de los sólidos es la mencionada en el párrafo anterior, entonces se puede descartar el

arrastre de sólidos hasta tanto no se registre nuevamente la presencia de ellos en la cámara de las

bombas. Si efectivamente hay arrastre de sólidos, se puede implementar alguna de las soluciones

mencionadas en el artículo correspondiente a Soluciones.

4

Soluciones

Cualquiera que sea la solución que se adopte para resolver la presencia de sólidos en la cámara

donde se emplazan los impulsores y las maracas de las bombas, se debe comenzar con la limpieza

de dicha cámara y de la tubería de trasvase. Para este fin, se tiene que proceder de la siguiente

manera: 1) cierre de la toma de la tubería con una lámina metálica en el umbral de la toma, donde

está una reja contra basura; 2) achique del agua de la cámara y de la tubería; 3) limpieza manual

de la totalidad del material extraño o limpieza manual de los sólidos y limpieza mecánica del lodo;

4) remoción de la lámina metálica, colocación de la reja contra basura y llenado de la tubería y la

cámara. Esta limpieza no solo es requerida para evitar que el material que está en la cámara afecte

a las bombas nuevamente, sino que la limpieza previa permite evaluar a posteriori si la causa es el

arrastre de sólidos o es otra.

1. Soluciones mecánicas.

Las soluciones de naturaleza mecánica, tales como recubrimiento antiabrasivo para los impulsores

o impulsores de materiales especiales resistentes a la abrasión, están fuera del alcance de este

informe y corresponden a la disciplina de ingeniería mecánica. Si se opta por esta solución, debe

contarse con la asesoría de un ingeniero mecánico especializado en bombas para que las pondere.

Si se opta por esta solución, igualmente debe limpiarse la cámara y la tubería previamente, tal

como lo indica el parágrafo anterior.

2. Soluciones civiles.

Cualquier solución de las mencionadas a continuación se debe realizar posteriormente a la

limpieza indicada en el primer párrafo de este artículo. Si se opta por una solución civil, se

recomienda leer adicionalmente el artículo Histórico del arrastre de sólidos. Cualquiera de estas

soluciones debe ser consultada con ingenieros especializados en hidráulica o en ingeniería

sanitaria, según el caso, para que la probabilidad de éxito sea mayor. Se nombran solo algunas

soluciones factibles pero, por lo tanto, pueden existir otras no mencionadas.

2.1. Extender la toma con una tubería hasta unos 200 metros dentro del lago Caruachi. Esta

solución, si bien es costosa, no amerita prácticamente ningún mantenimiento. Esta fue la

propuesta inicial para el proyecto, recomendada por el departamento de ingeniería

mecánica de Corpoelec (véase Histórico del arrastre de sólidos). Fue desechada por

costosa, por requerir tiempo adicional para su construcción y porque el contratista no

contaba con los equipos ni la experiencia para acometer este trabajo.

2.2. Ampliar la sección de entrada entre los dos espolones para reducir la velocidad de

aproximación. Esta solución puede requerir mantenimiento periódico: dragado.

2.3. Construir trampas de sólidos en el tramo ubicado entre los dos espolones. Esta solución

amerita mantenimiento periódico: dragado.

2.4. Colocar un sistema de filtros, el de mayor permeabilidad (mayor paso o menos denso)

aguas arriba, hacia el embalse Caruachi, y el de menor permeabilidad (menor paso o más

denso) hacia la estación de bombeo. Los filtros deberán ser lavables, a objeto de evitar el

costo de su reposición periódica. Esta solución requiere de mantenimiento periódico:

limpieza o cambio de los filtros.

5

Histórico del arrastre de sólidos

La probabilidad de arrastre de material siempre fue considerada en el proyecto, debido a que la

toma se emplaza inmediatamente aguas abajo del río Claro, el cual arrastra gran cantidad de

partículas en suspensión. A continuación se enumeran en orden cronológico los hitos más

resaltantes del estudio de este problema. Notas: 1) En los documentos referidos se empleó la

palabra “sedimentación” incorrectamente, pues el problema es arrastre de sólidos, si bien en la

cámara puede ocurrir sedimentación adicional. 2) Durante el proyecto, a los espolones se les

llamó, inadecuadamente, ataguías. 3) En los ANEXOS se resalta en amarillo los párrafos relativos al

problema de arrastre de sólidos o a la sedimentación.

El día 21 de agosto de 2012, unos visitantes a la obra recalcaron el hecho de la turbiedad del agua

(ANEXO C). La turbiedad del agua tiene que ver con el flujo del río Claro, pero también del Caroní.

Un análisis posterior demostró que la turbiedad no era tal que el agua fuese no potabilizable. La

turbiedad, sin embargo, es muy difícil y costosa de resolver porque es función del contenido

mineral del agua del río Caroní, pues el agua de río Claro tiene partículas en suspensión que se

pueden filtrar.

El día 28 de agosto, quien suscribe se reunió con dos ingenieros mecánicos del departamento de

ingeniería mecánica (División de Ingeniería) de Corpoelec (ANEXO D), uno de ellos consultor

experimentado de Tractebel. En dicha reunión quedó establecido que la mejor solución, más

costosa pero que no requería mantenimiento, era la penetración de la tubería en el lago Caruachi.

El 17 de mayo de 2013, en una reunión se mencionó que la cota del centro de la tubería en la

toma debería ser menor de 89,50, a objeto de evitar el arrastre de sólidos. Igualmente se

mencionó que se requeriría una obra de captación con diversos propósitos, uno de ellos dificultar

el acceso de sólidos a la tubería. Véase el ANEXO E.

El 13 de agosto de 2013 se realiza la Memoria descriptiva de la estación de bombeo (ANEXO F). En

dicha memoria, se argumenta a favor del funcionamiento de la solución adoptada, pues la

solución de la toma dentro del embalse Caruachi fue, como se dijo anteriormente, desechada. No

se realizaron estudios analíticos que soportaran la disposición de los elementos que conforman la

toma de agua para la estación de bombeo (modelos matemáticos con elementos finitos o

similares); de forma que la solución adoptada es empírica, si bien tiene argumentos que la avalan:

la perpendicularidad de los espolones al flujo del río, su longitud, las cotas de los diversos

elementos, la existencia de un umbral de toma y de una tanquilla para redireccionar la tubería, así

como la reja contra basura, permitieron argumentar que no habría arrastre de sólidos. La

velocidad aproximada del flujo se estimó en 0,14 m/s para 8 bombas funcionando

simultáneamente. Esta velocidad del flujo difícilmente arrastre “piedras”, existentes en la cámara

al momento de realizar una inspección, de acuerdo a un informe de Hidrocaven (ANEXO B).

En el ANEXO G se muestran algunos de los correos electrónicos relativos a este problema.

6

Anexos ANEXO A (11 DICIEMBRE 2014)

7

ANEXO B (02 FEBRERO 2015)

8

ANEXO C (21 AGOSTO 2012)

PROYECTO LOS MELONES

INSPECCIÓN REALIZADA EL DÍA MARTES 21 DE AGOSTO DE 2012

El día 21-8-12 realicé inspecciones en los dos sitios emblemáticos del proyecto: terraza para los

tanques australianos y estación de bombeo. A seguir, mis apreciaciones.

Terraza para los tanques australianos

El relleno que se realizó con material saneado, en el sector sur oeste de la terraza, donde se

emplazaría el tanque de 3.000 toneladas, y que diera buenos resultados en el ensayo Proctor, ha

sufrido asentamiento general (no asentamientos diferenciales de consideración). Esto sugiere que

los estratos inferiores al superficial se han consolidado, y ratifica que la compactación de la terraza

fue realizada de manera inadecuada.

La fundación del tanque es, como se sabe, rígida. Este diseño permite que la estructura rote en

lugar de fracturarse ante un asentamiento diferencial, evitando daños al tanque per sé y a la

fundación. Sin embargo, podrían ocurrir daños a las instalaciones externas al tanque: tubería y

valvulería del sistema, planta de tratamiento y tanque australiano para agua potable.

Nuevamente llamo la atención, en el sentido de que se debe buscar una solución consensuada

para corregir el relleno de la terraza. Un representante de Corpoelec, especialista en geotecnia o

mecánica de suelos, es imprescindible en la mesa de trabajo que delineará tal solución.

Estación de bombeo

Según se me indicó, antes de inspeccionar el sitio, una exploración en la posible ubicación de la

estación, al final de la carretera de acceso actual, dio como resultado alto nivel freático (el mismo

nivel que el embalse Caruachi) y presencia de roca en lo que sería la fundación de la estación de

bombeo. En el sitio se constató que la roca es en realidad roca meteorizada, no dura (llamada

también, en el argot de Corpoelec, roca sana). Al menos no es gneis granítico característico del

macizo guayanés, sobre el que se fundan las represas, y que requiere de voladura para excavar las

fundaciones.

En reunión con los ings. Manuel Castro y Pedro Pérez, en la planta de asfalto de P&H en Tocoma,

realizada antes de inspeccionar el sitio, se llegó al acuerdo de cotizar una exploración de alta

tecnología (radioisótopos, ultrasonido, magnética, etc.) que perfile la roca dura que hay en el sitio,

a objeto de establecer el lugar adecuado para fundar.

9

Otras consideraciones son:

1. El nivel freático es muy alto. Parece razonable alejar la estación del embalse Caruachi. Se

puede realizar una exploración a unos 100 metros del borde el embalse, en la misma

carretera de acceso.

2. Debemos explorar el sitio que originalmente figura en los planos del proyecto para ubicar

la estación de bombeo. Quizás sea mejor sitio del que ahora disponemos. Ese sitio está

más alejado de la desembocadura del río Claro en el Caroní, tópico que tiene que ver con

el punto siguiente.

3. Dos visitantes (R. Gamero y J. Niño), dieron cuenta de la turbiedad del agua que entraría a

la estación de bombeo. Eso es consecuencia de la cercanía del río Claro. Si se construye la

estación en el sitio planteado actualmente, se debe prolongar la tubería de trasvase hasta

un sitio del embalse donde se observe agua clara, a fin de: 1) no hacer colapsar la estación

de tratamiento, o evitar el uso de múltiples filtros primarios, 2) lograr la aceptación de la

calidad del agua por parte de los usuarios y el cliente.

Antolín Martínez A.

CIV 25.082

0414-386.08.86

22/8/12

10

ANEXO D (28 AGOSTO 2012)

SISTEMA DE ADUCCIÓN

Reunión del día 28 de agosto de 2012

El día 28 de agosto de 2012 tuvo lugar una reunión de los ingenieros Khristian Álvarez (Corpoelec),

Reginald Borchgrave (Tractebel) y quien suscribe. Se revisaron diversos aspectos del sistema de

aducción, los cuales se describen a continuación.

Estación de bombeo

1. Se debe explorar la turbiedad y la sedimentación del agua en las inmediaciones de la toma

de agua. A tal efecto, bastará con observar las mencionadas características a diferentes

profundidades, tomando muestras con un envase (botella o similar). Esto nos dará una

idea de qué tan lejos debemos colocar la toma, y qué tan profunda. De las opciones

planteadas (filtros o coladores antes del tanque, p. ej.) se prefiere ubicar la toma en un

sitio donde el agua no esté turbia ni presente sedimentación. Respecto a la

sedimentación, ésta debe evitarse en la cámara donde succionan las bombas.

2. La compuerta de la estación de bombeo debe ser de acero inoxidable. Me recomendaron

contactar con Fontaine, empresa que parece despachar los pedidos con más rapidez que

Rodney Hunt. No aceptan compuertas de acero estructural, ni válvulas. La compuerta

estará permanentemente bajo agua.

3. En relación a la ubicación de la estación de bombeo no hay inconveniente en cambiarla

respecto al proyecto original. Puede emplazarse donde más nos convenga desde el punto

de vista constructivo (civil).

Tanque australiano

1. La primera hilera de segmentos del tanque (la inferior) debe recibir un tratamiento con

protección anódica.

2. Debido a que esta estructura es la más alta del complejo, debe estar debidamente

aterrada, y además debe proveérsele de un pararrayos.

Se acordó realizar una reunión posteriormente, a objeto de ir afinando el proyecto con la

información recabada (turbiedad del agua, detalles compuerta, etc.).

Antolín Martínez A.

CIV 25.082.

Agosto 2012.

11

ANEXO E (17 MAYO 2013)

12

ANEXO F (13 AGOSTO 2013)

PROYECTO LOS MELONES MEMORIA DESCRIPTIVA TUBERÍA DE TOMA DE LA ESTACIÓN DE BOMBEO

El proyecto plantea el llenado del recinto de las

bombas de la estación de bombeo a través de una

tubería de 42 pulgadas de diámetro (1.050mm),

funcionando como vaso comunicante. Esta tubería

será de concreto, y estará apoyada sobre un lecho de

tierra de diferentes gradaciones, según lo

especificado en obra. El punto de toma quedará

entre los dos espolones que se construyeron para tal

efecto.

Los espolones permiten: 1) que el agua se aproxime

a la toma con flujo no turbulento, y 2) que el agua que alimente la estación de bombeo esté libre

de algunos sedimentos, ya que debe recorrer una trayectoria no lineal y a baja velocidad.

La tubería de 42 plg. conectará directamente con el

muro de la estación de bombeo, perpendicular a

éste. En el quiebre de la tubería se dispondrá de una

tanquilla que funge de codo entre ambas tuberías. Al

final de la tubería se debe disponer de una estructura

tipo cabezal en la que se instale una rejilla contra

basura, removible.

La estructura tendrá guías para la rejilla, así como

aletas para garantizar la estabilidad del extremo de la

tubería y evitar la acumulación de material proveniente

de derrumbes en el sitio. Las aletas también sirven para

la captación del agua.

El sistema es básicamente un trasvase, y funciona a

baja presión (5,00m en el caso de máxima presión). El

caudal esperado máximo es de 120 litros/segundo

(0.12m3/s), lo cual origina una velocidad máxima de

0.14 m/s (0.13858m/s), para el caso de 8 bombas

Guías-Elevación

Planta Estación de Bombeo

Sección Longitudinal Estación de Bombeo

13

funcionando a su capacidad nominal (15 lps c/u). La baja

velocidad del flujo permite que las demandas hidráulicas del

sistema sean mínimas, y aún nulas; de esta forma no se

requiere de codos especiales con perfiles hidrodinámicos, ni

dispositivos de naturaleza similar, ni de particular

complejidad.

La rejilla, de acero galvanizado o inoxidable, debe ser

removible (bien para su reemplazo o para su mantenimiento).

Esta rejilla evitará que entren a la tubería (por ende, al recinto

de la estación de bombeo) objetos cuyo tamaño perjudiquen a

las bombas y/o a la compuerta de la tubería.

La compuerta, realizada por Rodney Hunt – Fontaine, es

vertical, de acero inoxidable y operable manualmente. No

requiere de guías ni de dispositivos especiales para su instalación, operación y mantenimiento.

Esta compuerta aísla el agua del recinto de la estación, para labores de inspección y

mantenimiento de las bombas, así como para el reemplazo e instalación de nuevas bombas.

Las aletas de concreto, así como la zona donde se

emplazan las guías de la rejilla y el

empotramiento de la tubería son de 40cm de

espesor, y están reforzadas con cabillas estriadas,

a objeto de reducir el agrietamiento por retracción

y evitar la fisuración excesiva en caso de eventuales golpes o asentamientos diferenciales. El

refuerzo no obedece a tensiones específicas determinadas en los elementos (que son de

naturaleza masiva); se coloca como elemento que le otorga “fibra” al concreto.

Antolín Martínez A.

Asesor Ger. Operaciones

CIV 25.082

Con Copia:

Ing. José A. Castro Gómez, Gerente de Operaciones

Planta rejilla

Rejilla

Sección Transversal Estación de Bombeo

Vista frontal guías

14

Ing. Ramón Belisario, Director de Obra

AMA/ama | Archivo: MemoriaTubería42plg_ago13 | Fecha de elaboración: 11-feb-15

15

ANEXO G (CORREOS ELECTRÓNICOS)

Los correos originales están en el buzón de correos de quien suscribe.

16

Este documento consta de dieciséis (16) páginas.

FIN DE ESTE DOCUMENTO.

AMA/ama/feb15.