ANEJO Nº 8. COMPARACIÓN TÉCNICO-ECONÓMICA · PDF filelas ventajas e...

Proyecto de emisario de Gorliz. Tramo submarino

ANEJO Nº 8. COMPARACIÓN TÉCNICO-ECONÓMICA DE LAS ALTERNATIVAS


P0720-SR-PBC-A08001-V02.doc

Anejo nº 8 – Comparación técnico-económica de las alternativas

ÍNDICE 1. INTRODUCCIÓN 2. PLANTEAMIENTO DE LAS ALTERNATIVAS 3. COMPARACIÓN DE LAS ALTERNATIVAS DESDE EL PUNTO DE VISTA GEOLÓGICO

3.1. Marco geológico 3.2. Litología 3.3. Comparación de las alternativas

4. COMPARACIÓN DE LA EJECUCIÓN MEDIANTE HINCA Y MEDIANTE PERFORACIÓN DIRIGIDA

5. COMPARACIÓN DE LAS ALTERNATIVAS DE CARA A SU EJECUCIÓN MEDIANTE PERFORACIÓN DIRIGIDA

6. ELECCIÓN DEL MATERIAL DE LA TUBERÍA 6.1. Materiales disponibles 6.2. Material elegido

7. CONCLUSIONES



Anejo nº 8 – Comparación técnico-económica de las alternativas 1

1. INTRODUCCIÓN

En el Anejo nº 7. Comparación ambiental de las alternativas se definieron, a partir de los resultados de

los modelos numéricos, cuatro alternativas que resultaban equivalentes desde el punto de vista

ambiental.

El objeto del presente anejo es analizar las ventajas e inconvenientes de cada una de esas cuatro

alternativas, con el fin de elegir la más apropiada desde el punto de vista técnico y económico. Se

tratarán los siguientes aspectos:

Planteamiento de las alternativas.

Comparación de las alternativas desde el punto de vista geológico.

Comparación de la ejecución mediante hinca y mediante perforación dirigida.

Elección del material de la tubería.

Conclusiones.




2. PLANTEAMIENTO DE LAS ALTERNATIVAS

En la tabla y los planos adjuntos se presentan las cuatro alternativas más adecuadas en función del

comportamiento ambiental del efluente:

Alternativa Longitud de emisario desde la línea de costa hasta el

final del tramo difusor (m)

Longitud del tramo

difusor (m)

Longitud de conducción desde la cámara de carga

hasta el final del tramo difusor (m)

Profundidad de

vertido (m)

1 520 19 1.497 13,4

2 370 14 1.124 16,4

3 950 12 1.241 18,4

3g 700 12 1.056 17,9




3. COMPARACIÓN DE LAS ALTERNATIVAS DESDE EL PUNTO DE VISTA GEOLÓGICO

El objeto de este apartado es evaluar desde el punto de vista geológico y geotécnico el terreno por

donde discurren las distintas alternativas de trazado. Como documentación de partida se han utilizado

la cartografía geológica a escala 1:25.000, editada por el EVE, Hojas 37-II (Arminza) y 37-IV (Getxo) y

el anejo de geología y geotecnia del Proyecto de emisario de Gorliz. Tramo terrestre.

Es preciso señalar que, como gran parte de la longitud del emisario discurre bajo el nivel del mar, parte

de la cartografía geológica y los perfiles geológicos realizados se han interpretado a partir de los datos

de superficie, considerando que la estructura presente en tierra se mantiene en la parte marina. Dada la

complejidad tectónica de la zona, esta hipótesis deberá contrastarse durante la fase de proyecto

constructivo, estudiando tanto el tramo terrestre como el submarino y realizando sondeos en ambos.

3.1. Marco geológico

El proyecto se desarrolla en el área costera del término municipal de Gorliz (Vizcaya). Geológicamente,

se sitúa en las estribaciones occidentales de los Pirineos, dentro de la Cuenca Vasco-cantábrica, más

concretamente en el flanco Norte del Sinclinorio Vizcaíno. Estas estructuras están orientadas según las

directrices generales ONO-ESE, originadas durante la Fase I del plegamiento alpino y por lo tanto

concordantes con las estructuras regionales más importantes de la Cuenca Vasco-Cantábrica.

En concreto, el macizo rocoso estudiado presenta un apretado plegamiento acompañado por

numerosas fracturas, en general acordes con la dirección regional de los empujes (NE).

Los materiales aflorantes corresponden al Cretácico, en general, salvo la zona cercana a la playa de

Astondo y la parte bajo el nivel del mar, que presenta un pequeño espesor de depósitos

Pliocuaternarios.

3.2. Litología

El área de estudio se enclava dentro de la denominada Unidad de Oiz (Sector de Gernika). Salvo la

zona de depósitos Cuaternarios, prácticamente toda la longitud de la alternativa 1 y la primera mitad de

las alternativas 2, 3 y 3g discurren afectando a una Alternancia de margas margocalizas y calcarenitas

(Flysch detrítico-carbonatado). Únicamente en la parte final de la alternativa 1 y en la segunda mitad de

las alternativas 2, 3 y 3g se afecta a alguna de las otras unidades rocosas.

En los planos adjuntos se presentan la planta y perfil geológico de las alternativas descritas.




3.3. Comparación de las alternativas

Desde el punto de vista geológico-geotécnico, y con las limitaciones señalas en los apartados

anteriores, la mejor de las alternativas estudiadas es la alternativa 1, dado que, a priori, prácticamente

en su totalidad discurre sobre la misma formación rocosa, sin cruzar en su trazado fallas de carácter

regional.

Por el contrario, las alternativas 2, 3 y 3g, al presentar una dirección más perpendicular a la estructura

regional de la zona, atraviesan distintos tipos de formaciones geológicas y fallas de carácter regional.

Además, el entorno de la Punta de Aizkorri presenta una importante complejidad tectónica, ya que en

esta zona se han cartografiado varias fallas que ponen en contacto distintas formaciones. Por esta

razón, la interpretación geológica de la parte submarina para las alternativas 2, 3 y 3g presenta más

incógnitas, y la campaña de prospecciones geológicas necesaria sería a priori más compleja.




4. COMPARACIÓN DE LA EJECUCIÓN MEDIANTE HINCA Y MEDIANTE PERFORACIÓN DIRIGIDA

Una vez definidas las cuatro alternativas equivalentes desde el punto de vista ambiental, se estudiaron

las ventajas e inconvenientes de ejecutar el emisario mediante perforación dirigida o mediante hinca

convencional, siempre teniendo en cuenta dos objetivos:

Adecuar el diámetro de la conducción a los caudales a transportar.

Minimizar la longitud de fondeo respecto a la de túnel, ya que la ejecución del tramo fondeado

resultará más difícil y más dependiente de las condiciones meteorológicas.

Así, se consultó a empresas de hincado sobre la viabilidad de las alternativas planteadas, y, como

resultado de estas consultas, se determinó que el diámetro mínimo de la tubería de hormigón que

podría hincarse sería de 1.200 mm, un valor muy superior al necesario para evacuar los caudales de

diseño.

Incluso con ese diámetro de 1.200 mm, sería muy difícil superar los 400 metros de longitud de hinca

desde el pozo de ataque. En efecto, 400 metros es la longitud media al cabo de la cual resulta

necesario cambiar los cortadores, aunque, como es lógico, este valor depende de las características

de la roca atravesada. Para realizar este cambio de cortadores es necesario acceder al frente de la

hinca, pero este acceso sería imposible una vez que se estuviese hincando bajo el mar.

Ante esta dificultad, cabían varias posibilidades:

Salir a una zanja submarina a no más de 400 metros del pozo de ataque elegido. Esta opción

implicaba ejecutar grandes longitudes de fondeo: así, en el caso de la alternativa 3g, si la hinca

se acometiese desde la cámara de carga, la salida bajo el mar estaría a apenas 100 metros de

la línea de costa, y el tramo fondeado tendría cerca de 600 metros de longitud.

Realizar un pozo de ataque intermedio justo en la línea de costa. Esta opción presentaba

grandes dificultades desde el punto de vista constructivo, ya que la cala de Askibilla no es

accesible desde tierra.

Utilizar una cámara hiperbárica que permitiese mantener en seco el túnel y acceder al frente de

excavación para cambiar los cortadores cuantas veces fuese necesario. Esta solución obligaba

a pasar a un diámetro de tubería aun mayor, de al menos 1.600 mm.




A la vista de los inconvenientes que planteaba la hinca, se optó por la perforación dirigida, que permitía

mayores longitudes de perforación con menores diámetros.




5. COMPARACIÓN DE LAS ALTERNATIVAS DE CARA A SU EJECUCIÓN MEDIANTE PERFORACIÓN DIRIGIDA

Una vez elegida la perforación dirigida como método constructivo más apropiado, se consultó a

empresas especializadas sobre la viabilidad de las alternativas planteadas. Entre las recomendaciones

recibidas se encontraba la de limitar la longitud de perforación a un máximo de 1.200 metros, por lo que

se descartó la alternativa 1, cuya longitud se aproximaba a los 1.500 metros.




6. ELECCIÓN DEL MATERIAL DE LA TUBERÍA

6.1. Materiales disponibles

Tradicionalmente, los emisarios submarinos de nuestras costas se han ido realizando en diversos

materiales, muy ligados a cada uno de sus procedimientos constructivos. Los menos ventajosos han

caído en desuso, mientras que otros se han ido optimizando, mejorando sus condiciones constructivas

y para la ejecución. A continuación se describen brevemente los materiales tradicionalmente empleados

en tuberías para emisarios submarinos:

Fundición:

Aunque se ha usado en el pasado, ahora sólo se emplea en emisarios cortos, por la escasa

resistencia de las juntas y la discontinuidad que suponen de cara a la protección catódica.

Acero:

Muy empleado, permite con comodidad la construcción por el método de tiro y arrastre por

fondo. Requiere pinturas de protección (tanto interna como externa) y protección catódica.

Polietileno de alta o media densidad:

Invulnerable a la corrosión y al ataque químico. Los tubos se fabrican por extrusión en grandes

longitudes, excepto las piezas especiales, que se fabrican por inyección.

Los tubos se unen en la costa por presión más calor, mientras que las uniones de tramos en el

mar se suelen hacer mediante bridas. Por su densidad (0,95) necesitan lastres que aseguren su

estabilidad en el fondo.

Poliéster reforzado con fibra de vidrio:

Consiste en una matriz de plástico reforzada con fibra de vidrio, y se fabrica por centrifugado.

Las juntas no son lo bastante resistentes como para soportar el arrastre del tubo por el fondo,

por lo que se suelen unir bajo el mar.




Hormigón:

Pueden emplearse tuberías de hormigón armado (con o sin camisa de chapa), pretensado o

postensado. Se trata de un material muy resistente al agua de mar, que admite dos formas de

unión de tubos. Cuando se coloca por arrastre, la junta es soldada y a las armaduras se les da

continuidad longitudinal; en cambio, si se coloca tubo a tubo, en el fondo marino, la junta es de

goma.

Fibrocemento:

Se utilizó mucho en el pasado, pero ha caído en desuso por su escasa resistencia estructural y

a los impactos, así como por la debilidad de las juntas y por la dificultad de mecanizar su

tendido.

PVC (cloruro de polivinilo):

Aunque es resistente frente a líquidos corrosivos, es débil frente a organismos marinos vivos y

presenta poca resistencia mecánica, por lo que no se utiliza en proyectos de importancia.

6.2. Material elegido

La tubería empleada será de polietileno de alta densidad (PEAD) PE 100, que presenta indudables

ventajas, tanto en lo que respecta al proceso constructivo de emisarios submarinos como durante su

vida útil en entornos agresivos.

En particular, el polietileno, por su gran flexibilidad, es el material más apropiado para su introducción a

través de un túnel previamente ejecutado. Así, las empresas dedicadas a la perforación horizontal

dirigida recomiendan su uso de este material para la ejecución de sus obras, siempre que el timbraje de

tubería elegido sea suficiente para resistir los esfuerzos durante el arrastre. Por esta razón, se ha

optado por las siguientes tuberías de SDR 17:

Para el emisario principal: PE100 de PN-10, con un diámetro nominal de 710 mm y un diámetro

interior de 625,8 mm.

Para el emisario de emergencia: PE100 de PN-10, con un diámetro nominal de 800 mm y un

diámetro interior de 705,2 mm.




7. CONCLUSIONES

A la vista de los aspectos anteriores, y una vez descartada la alternativa 1 por la inviabilidad de una

perforación dirigida tan larga, se propone como solución más adecuada la alternativa 3g, que permite

alcanzar una mayor profundidad con una mínima longitud de perforación (1.044 metros, frente a 1.124

de la alternativa 2 y 1.241 de la alternativa 3). La solución elegida presentaría las siguientes

características:

El emisario principal, que se ejecutará en perforación dirigida, desaguará a 700 metros de la línea de

costa, con una longitud total de 1.070,68 metros desde el foso de ataque de la perforación. La rasante

de la conducción variará desde la cota +0,00 m sobre el NMMA en la salida de la cámara de carga

hasta la –25,05 m en el extremo del tramo de difusores, con un ángulo de ataque de 14º en el tramo

inicial y una pendiente del 1% en el resto del emisario.

La conducción elegida es una tubería de polietileno PE-100 con un SDR-17, para una presión nominal

PN-10 y un diámetro nominal de 710 mm, con un diámetro interior de 625,8 mm. 977,4 metros de

tubería se alojarán en una perforación dirigida de 980 mm de diámetro, mientras que el tramo restante

se fondeará en una zanja excavada con taludes 1:1 en roca y 4H:1V en arenas y regularizada con una

capa de grava.

El emisario de emergencia, que se ejecutará también en perforación dirigida, tendrá una longitud de

491,67 metros desde el foso de ataque. La rasante de la conducción variará desde la cota +1,80 m

sobre el NMMA en la salida de la cámara de carga hasta la–8,38 m en su punto más bajo, con la

descarga a la –4,47 m, un ángulo de ataque de 8º en el tramo inicial y una pendiente del 1% en el resto

del emisario.

La conducción elegida es una tubería de polietileno PE-100 con un SDR-17, para una presión nominal

PN-10 y un diámetro nominal de 800 mm, con un diámetro interior de 705,2 mm. 484 metros de tubería

se alojarán en una perforación dirigida de 1.000 mm de diámetro, mientras que el tramo restante se

fondeará en una zanja excavada en roca con talud 1H:5V.

ANEJO Nº 8. COMPARACIÓN TÉCNICO-ECONÓMICA · PDF filelas ventajas e...

Documents

Transcript of ANEJO Nº 8. COMPARACIÓN TÉCNICO-ECONÓMICA · PDF filelas ventajas e...