Obras Urbanas nº48 by Obras Urbanas

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noviembre - diciembre 2014

noviembre /diciembre 2014 n煤mero 48

l Construcci贸n sostenible l Geotermia l Post No-Dig Madrid 2014 l

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Sumario

noviembre - diciembre 2014 n número 48

noviembre e / diciembre e 2014 número 48

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l Post No Dig Madrid l Energía l

Aqualogy Paseo de la Castellana 259C 28046 Madrid Tel.: +34 902 220 622 Fax: +34 913 075 735 www.aqualogy.net Directora Rosario García rgarcia@obrasurbanas.es

Marketing y Publicidad Cristina Sánchez García redaccion@obrasurbanas.es Maquetación Ropero Editores SL redaccion@obrasurbanas.es

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Prohibida la reproducción total o parcial de los contenidos de esta Revista, sin el permiso previo y por escrito de la editorial Ropero Editores S.L.N.E. La empresa editora no se hace responsable de las opiniones vertidas por sus colaboradores. Edición Bimestral Depósito Legal: M.10.476-2007

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Construcción Sostenible

La Fundación CIAC, una nueva apuesta por la Construcción Sostenible. Ventilación con recuperación de muy alta eficiencia. ThyssenKrupp y sus soluciones de accesibilidad en Santa Coloma de Gramanet, Barcelona. La domótica en viviendas de Consumo Cero.

Energías Alternativas

Mejora de la eficiencia energética de edificios industriales: innovaciones jurídicas a escala europea. Eficiencia energética: geotermia, suelo radiante. Caso de éxito monitorizado. Micropilote geotérmico Ischebeck TITAN; cimentación termoactiva con intercambiador coaxial.

Maquinaria

Grandes espectativas, grandes resultados.

Post No-Dig Madrid 2014. Ponencias.

Revestimiento 3MTM ScotchkoteTM 2400 para renovación de tuberías de agua potable. Últimos avances para rehabilitación de sistemas de tuberías con tecnología Sin Zanja.

Una APP para evaluación de costes.

Uniones y conexiones en tuberías de PE para aplicacicones sin apertura de zanja.

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Ice Pigging. Técnica Sin Zanja para limpieza de tuberías a presión. Neodren® & Neodren Plus®: soluciones integrada y sostenibles para la captación de agua marinal.

Renovación de sistemas de presión en redes de pequeño diámetro.

Fluidos de perforación, la herramienta flexible.

94 102

Inspección de tuberías en la ciudad. Instalación de tuberías en formaciones rocosas. Directorio.

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Construcción Sostenible

La Fundación CIAC

(Centro de Innovación Andaluz para la Construcción Sostenible),

una nueva apuesta por la Construcción Sostenible José Manuel Lloris Cormano; Director-Gerente de la Fundación CIAC

Presentación de la Fundación CIAC

transferencia de tecnología e impulsando la competitividad industrial desde el fomento de la innovación, para potenciar y posicionar el sector de la construcción andaluz a nivel nacional e internacional.

La Fundación CIAC es el Centro de Innovación Andaluz para la Construcción Sostenible y se constituyó el día seis de marzo de 2008, como una organización de naturaleza fundacional, sin ánimo de lucro. Está reconocido como Centro de Innovación y Tecnología dentro de los agentes del sistema Andaluz de Conocimiento. La nueva sede del Centro de Innovación CIAC está ubicada en el Parque Científico Tecnológico de Córdoba Rabanales 21. La Fundación CIAC-Centro de Innovación Tecnológico se creó como una entidad orientada a la aplicación y transferencia del Conocimiento y la Tecnología.

Objetivos de la Fundación

Los objetivos generales de la Fundación CIAC-Centro de Innovación Andaluz para la Construcción Sostenible son: n Contribuir a la mejora de la competitividad

de las empresas andaluzas mediante la innovación y el desarrollo tecnológico en el ámbito de la construcción y el medio ambiente.

El carácter de la Fundación es mixta pudiendo pertenecer a la misma las empresas del sector de la construcción y las entidades públicas interesadas en el desarrollo tecnológico de dicho sector. El campo de actuación de la Fundación CIAC Centro de Innovación Tecnológico es el sector de la construcción en Andalucía y en especial en el ámbito de la Edificación, Rehabilitación, protección del Patrimonio Arquitectónico, de las Infraestructuras del Transporte y de la Obra Civil en general.

n Fomentar mediante la investigación científica

y el desarrollo tecnológico la mejora continua en la calidad, seguridad y sostenibilidad en productos y procesos de construcción.

n Trabajar para el beneficio general de la socie-

dad, mediante la mejora de las condiciones de calidad, habitabilidad y confort de las infraestructuras y edificación.

Aparte de estos objetivos generales, la Fundación también ha definido unos objetivos específicos, como son: a) Ser un instrumento para la investigación, el desarrollo y la Innovación tecnológica, y para la transferencia de tecnología y resultados de investigación entre los centros de investigación y las empresas del sector.

La Fundación pretende aunar, aprovechar y reunir los interés de todos los agentes implicados en el sector de la construcción (universidades, laboratorios de ensayo, distribuidores de materiales, constructoras, asesorías y consultorías), apoyando la

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Construcción Sostenible b) Fortalecer el desarrollo y la innovación tecnológica de las empresas del sector andaluz de la construcción, favoreciendo su orientación fundamentalmente hacia una construcción sostenible.

g) Contribuir activamente a un desarrollo empresarial del sector de la construcción andaluz, de carácter sostenible y compatible con la conservación del medio natural. h) Favorecer las relaciones entre los beneficiarios de la Fundación, así como las relaciones de ésta con los distintos agentes del sistema ciencia tecnología-empresasociedad.

c) Estimular la participación de las empresas del sector andaluz de la construcción en actividades de I+D+i, articulando desde la Fundación, acciones y proyectos que favorezcan en general las actividades de desarrollo o de innovación tecnológica de sus productos, sus procesos o sus sistemas de construccion.

i) Actuar como asesor y agente instrumental al servicio de la política tecnológica de las Administraciones Públicas, relacionada con el desarrollo del sector de la construcción.

d) Actuar como organismo intermediador entre la Administración estatal y autonómica y las empresas y profesionales del sector andaluz de la construcción, para la promoción de la investigación, el desarrollo, la innovación y la transferencia de tecnología.

j) Promover y llevar a cabo por sus propios medios o en colaboración, la realización y difusión de informes, publicaciones, estudios y estadísticas, así como de dictámenes técnicos o de otra índole.

e) Atender a las necesidades tecnológicas de las entidades y empresas que lo requieran, posibilitando el acceso a la información y el asesoramiento permanente.

k) Organizar y participar en actividades formativas y eventos de carácter tecnológico, tales como ferias, congresos y jornadas técnicas y seminarios.

f) Ser foro de reflexión y debate entre los agentes públicos y privados implicados, mediante la observación permanente de la evolución del mercado de la construcción y sus tendencias.

l) Participar en la creación de empresas de base tecnológica, o en las ya creadas o promovidas por los socios o bien en aquellas de iniciativa propia o de terceros.

Figura 1. Inauguración de la nueva sede del Centro de Innovación y Tecnología CIAC.

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Construcción Sostenible

Figura 2. Imagen del Laboratorio Físico del Centro de Innovación y Tecnología CIAC.

La mayor prioridad de la Fundación se centra en el sector de la construcción sostenible, considerando como tal, todas aquellas actuaciones que garantizan el máximo nivel de bienestar y desarrollo de los ciudadanos y que posibilita, igualmente, el mayor grado de bienestar y de desarrollo de las generaciones venideras y su máxima integración en los ciclos vitales de la Naturaleza. Esta prioridad se centra en una serie de estrategias de actuación, como son: La optimización de los recursos y materiales, la disminución del consumo energético y uso de energías renovables, la disminución de residuos y emisiones, la diminución del mantenimiento, explotación y uso de los edificios, y el aumento de la calidad de vida de los ocupantes de los edificios.

El Centro cuenta con tres plantas, en la segunda planta se encuentra el Departamento de Administración, una Sala de Juntas, una Sala de Reuniones, y el aula de formación con capacidad para 40 personas. En la Primera Planta se encuentra el Área Tecnológica (con capacidad para 8 técnicos), donde está ubicado el personal de I+D. También en esta planta se ubican los laboratorios Químico y Físico. Estos laboratorios están acondicionados para ejecutar los proyectos de investigación, donde se preparan y ensayan los nuevos materiales que se desarrollen. Por último en la planta baja se ubican los Laboratorios de Áridos, de Morteros, el Laboratorio de Caracterización y el laboratorio de Estructuras. El laboratorio de estructuras estará equipado con un pórtico para el ensayo de estructuras y elementos de grandes dimensiones, que dará servicio a las empresas de prefabricados. Contará también con una cámara climática para la realización de ensayos de envejecimiento bajo norma, sobre muros aislados tipo SATE (sistema de aislamiento térmico por el exterior) para la envolvente del edificio. Y También se dispone de maquinas de ensayo de gran capacidad, para ensayos a flexión y compresión sobre elementos de hormigón.

La nueva sede de la Fundación CIAC, Centro de Innovación y Tecnología se inauguró el 27 de octubre de 2014, cuenta con unos 1000 m2 de superficie, y dispone de las instalaciones y equipos singulares para dar servicio a las empresas del sector de la construcción y contribuir así a la mejora de la competitividad de estas empresas andaluzas mediante la innovación y el desarrollo tecnológico en el ámbito de la construcción, la sostenibilidad y el medio ambiente de Andalucía. La construcción del edificio ha supuesto una inversión de unos 3 millones de euros. Se ha podido construir gracias al apoyo del Ministerio de Economía y Competitividad del gobierno de España a través de las ayudas de la Secretaria de Estado de Investigación, Desarrollo e Innovación y también gracias a la Junta de Andalucía, a través de las ayudas de la Secretaría General de Universidades, Investigación y Tecnología mediante los incentivos para la mejora de infraestructuras y equipamiento de los agentes del sistema andaluz del conocimiento.

Líneas de Investigación de la Fundación CIAC-Centro de Innovación Tecnológico

El Centro de Innovación Andaluz para la Construcción Sostenible recoge en sus estatutos el compromiso de avanzar hacia una construcción sostenible basada en la rehabilitación de edificios y viviendas y mejorar su eficiencia energética, así como en la infraestructuras del transporte. Para ello, la

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Construcción Sostenible Fundación cuenta con un Grupo de Investigación propio dentro del Plan Andaluz de Investigación, Desarrollo e Innovación (PAIDI). El grupo de Innovación en Construcción Sostenible tienen el código TEP 938, y está formado por tres doctores y 8 licenciados. Estos técnicos son los que se encargan de desarrollar las líneas de investigación y de ejecutar los proyectos de investigación que acomete la Fundación CIAC.

ámbito de la rehabilitación en España sólo alcanza el 28% del total del sector, datos que contrastan con el 41% en Europa y el 56% en Alemania. Teniendo en cuenta todos estos antecedentes y aprovechando las tecnologías facilitadoras esenciales como son la nanotecnología, los materiales avanzados, las líneas de investigación definidas por la Fundación CIAC son:

La Construcción sostenible la entendemos como todas aquellas actuaciones que garantizan el máximo nivel de bienestar y desarrollo de los ciudadanos y que posibilita, igualmente, el mayor grado de bienestar y de desarrollo de las generaciones venideras. En términos energéticos, el sector de la edificación representa el principal sector de consumo energético en la Unión Europea y uno de los principales sectores consumidores de Andalucía (23% del consumo de energía final). A su vez, se caracteriza por su gran potencial de ahorro energético y uso de las energías renovables, estimado en un 40%.

Rehabilitación Energética de Edificios En esta línea de investigación se tienen en cuenta criterios de eficiencia energética, incorporación de nuevos materiales para aislamiento térmico, mejora de la envolvente térmica, eliminación de puentes térmicos, etc. También se contempla dentro de esta línea de investigación el estudio sobre la integración de energías alternativas, como paneles solares térmicos y fotovoltaicos, energía eólica en edificación, geotermia, etc. Se contempla el desarrollo de nuevos materiales con propiedades aislantes y fotoactivas para aplicación en ventanas (filtros para radiación ultra-violeta, infrarroja, materiales electrocrómicos, etc).

Una de las causas de los elevados gastos energéticos de los hogares y las empresas radica, por un lado, en el inadecuado comportamiento térmico de muchos de los edificios existentes, que se estima en un 50% del parque existente, construidos antes de las normas de obligado cumplimiento en materia energética y, por tanto, sin criterios referentes al ahorro de energía. Así, en estos edificios más antiguos y peor equipados, se podrían alcanzar ahorros energéticos superiores al 70% en los hogares o al 50% en los edificios del sector terciario, además de una notable mejora en el confort de las personas que los usan. Además, la participación del sector de la construcción en el

Dentro de esta línea de investigación, hay que destacar los trabajos que se han llevado a cabo para desarrollar nuevos materiales aislantes, basados en los conocidos aerogeles. Se han preparado una serie de aerogeles modificados orgánicamente (híbridos orgánico-inorgánicos) mediante la cogelificación del tetrametoxiortosilicato (TMOS), con los precursores sililados con sustituyente orgánico: el metil-trimetoxisilano (TRIMOS) y el 3-

Figura 3. Imágenes de los aerogeles de sílice modificados orgánicamente preparados por personal del Centro de Innovación y Tecnología CIAC.

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Construcción Sostenible como auto-reparación y auto-limpieza, que mejoran su tiempo de vida útil y que ayudan a reducir los costes de mantenimiento de las infraestructuras y edificios. Otra línea importante de trabajo está dirigida al desarrollo de nanomateriales que permitan reducir el coste energético y medioambiental asociado a la producción de materiales en base cemento.

(trimetoxisilil)propil metacrilato (TMSPMA). Estos materiales mejoran sustancialmente las propiedades mecánicas y de aislamiento térmico de los aerogeles convencionales.

Figura 4. Reactores para la síntesis de nanomateriales en el Laboratorio Químico del Centro de Innovación y Tecnología CIAC.

Materiales Innovadores y Sostenibles El objetivo de esta línea es desarrollar nuevos productos que aporten nuevas funcionalidades a materiales tradicionales y mejoren sus prestaciones. Dentro de esta línea de investigación se incluye el desarrollo de nanomateriales y materiales nanoestructurados. Otra de las estrategias previstas es la de favorecer el uso racional de los recursos, la reutilización y el reciclaje de materiales; la reducción de la energía incorporada en su producción e instalación. Desarrollo de nuevos materiales más eficientes y duraderos. Se incluye el Análisis de ciclo de vida, para evaluar el comportamiento medioambiental de los productos. Por lo tanto, y como parte principal de la Construcción Sostenible, el sector de los materiales de construcción debe tener en cuenta, todos los condicionantes medioambientales que entran en juego, es decir, el comportamiento medioambiental de dichos productos a lo largo de todo su ciclo de vida. Dentro de esta línea de investigación el CIAC está investigando el desarrollo de nuevos nanomateriales que mejoren las prestaciones de los materiales de construcción aportando además nuevas funcionalidades a los mismos,

Figura 5. Imágenes tomadas mediante Microscopía Electrónico de Barrido de Recubrimientos Nanoestructurados de nanopartículas de Plata sobre partículas de óxido de estaño.

Figura 6. Imágenes tomadas mediante Microscopía Electrónico de Transmisión de nanopartículas de sílice especiales para hormigones.

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Construcción Sostenible Rehabilitación y conservación del Patrimonio histórico Esta línea contempla el desarrollo de Nuevos materiales específicos para rehabilitación y conservación del Patrimonio Cultural material. Desarrollo de nuevos aditivos específicos para incorporar a materiales para restauración del patrimonio, aditivos con propiedades biocidas, con propiedades consolidantes y con propiedades hidrofugantes. Desarrollo de nuevas técnicas de auscultación del patrimonio mediante la aplicación de las Tecnologías TICs, etc. Dentro de esta línea se han desarrollado nuevos sistemas nanométricos de liberación controlada de sustancias activas, para aplicar a diversos sectores, como el de patrimonio. Se han desarrollado nanocápsulas inorgánicas que incorporan en su interior productos biocidas que se liberan de modo controlado para prevenir la proliferación de microorganismos sobre la superficie de los edificios históricos. Sistemas y Procesos para la Industrialización de la Construcción Se pretende desarrollar soluciones y sistemas constructivos con alto nivel de prefabricación, de altas prestaciones y con menores costes de ejecución. Se estudiará la automatización en los procesos, el desarrollo de construcciones modulares, etc. Edificios, infraestructuras y Ciudades Inteligentes Aplicación de las TICs para la sensorización, monitorización. Intermodalidad, construcción subterránea, interrelación con el patrimonio

Figura 7. Imágenes tomadas mediante Microscopía Electrónico de Barrido de las nanocápsulas inorgánicas de 100 nm de diámetro.

Figura 8. Imagen de algunas de las cápsulas sintetizadas para procesos de liberación controlada, en el Laboratorio Químico del Centro de Innovación y Tecnología CIAC.

histórico, inteligencia de las infraestructuras, accesibilidad y diseño arquitectónico. Materiales para mejorar la calidad del aire interior. Mejorar la seguridad de edificios y ciudades. Acciones para mejorar el confort y la calidad de vida.

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Ventilación

Ventilación con recuperación de muy alta eficiencia en el sector residencial Josep Castellà; Direcor Técnico de Zehnder Ibérica IC, S.A.

La ventilación de confort ofrece importantes beneficios en términos de eficiencia energética. Sin embargo sus aportaciones en aspectos relativos a Salud y Confort son de importancia comparable. Salud y Confort

La aspiración diaria y continuada de los contaminantes, polen, polvo, etc que contiene el ambiente exterior es fuente de problemas de salud que crecen día a día. No sólo los niños y personas mayores los soportan a diario, la población en general sufre de reducción en la esperanza de vida; mayor reducción en función de la peor calidad del aire respirado. La abundancia de contaminantes que contiene el aire exterior en una gran ciudad como Barcelona o Madrid reduce la esperanza de vida del ciudadano en más de un año.

Figura 1.Repartición de la pérdida térmica de una vivienda, considerando los valores de ventilación y aislamientos exigidos actualmente por el CTE. Fuente: Ortiz y Leon & Feilden,Clegg and Bradley.

Por estos motivos, un sistema de ventilación de confort garantiza la correcta gestión del aire interior y mediante su sistema de filtros poder evitar todos los problemas de salud y confort citados anteriormente. Con estos sistemas una vivienda puede disfrutar de una alta calidad de aire en su interior, mejor que la del exterior, garantizando salud y confort.

una pérdida de calor que llega a superar el 50% de la demanda térmica de la vivienda: Es decir, la incidencia que tiene la ventilación sobre la climatización de una vivienda hoy en día es tremendamente importante. De hecho utilizar un sistema de ventilación confort con recuperación de calor, puede suponer una muy importante reducción del consumo energético de la vivienda. Estos sistemas se componen de un circuito de doble flujo donde se conduce tanto el aire de renovación como la expulsión del aire viciado y ambos flujos circulan a contracorriente, sin mezclarse, en el intercambiador de calor.

Eficiencia energética

En la actual normativa española referente a la construcción, CTE y RITE, se indica la obligación de incorporar en todas las viviendas de nueva construcción un sistema de ventilación forzado que garantice un caudal de aire de renovación constante en el interior de la vivienda. Esto significa que una vivienda, en función de los ocupantes, tamaño, cantidad de baños, etc. puede necesitar renovar el volumen de aire total que contiene en su interior entre cada hora o dos horas. Esto hace que la demanda de calor o frío de una vivienda hayan cambiado mucho en los últimos años. Esta ventilación mecánica significa

El recuperador de calor contiene en su interior un intercambiador de calor donde se produce el intercambio entre el aire interior cargado de energía y el aire fresco exterior que se introducirá en la vivienda. Existen multitud de recuperadores

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Ventilación de calor para ventilación, pero en vivienda los principales son los recuperadores de flujo cruzado y los recuperadores de flujo a contracorriente.

Intercambiador de calor de flujo de aire cruzado El recuperador de calor de flujo cruzado, debido a la geometría del intercambiador, obtiene eficiencias que raramente superan el 55-60%. (Figura 3).

Intercambio de calor de flujo de aire a contracorriente El recuperador de calor de flujo a contracorriente, gracias al recorrido del flujo de aire y al diseño de las láminas y sus microcanales, obtiene eficiencias que pueden superar el 90-95%. (Figura 4).

Figura 3.Ejemplo de funcionamiento de un recuperador de calor para flujo de aire cruzado. Nótese que sin consumo energético impulsa el aire al interior de la vivienda a 13 ºC, recuperando el 58% del calor sensible.

Es importante notar la diferencia de eficiencias en ambos casos. El recuperador de calor de flujo cruzado envía el aire al interior de la vivienda a 13º C. El recuperador de calor de flujo a contracorriente envía el aire al interior de la vivienda a 20º C sin consumo extra de energía (Figura 5). A pesar de la aparente poca diferencia de eficiencia entre el 58% y el 94 %, la realidad es que el aire que impulsa el recuperador de alta eficiencia (94%) a 20ºC solo debe ser elevado de temperatura en 1ºC. El aire del recuperador de eficiencia 58% debe elevar su temperatura en 8ºC. Es decir, el recuperador de flujo a contracorriente es 8 veces más eficiente que el de flujo cruzado. De esta forma podemos definir el Factor relativo de Eficiencia Energética como la inversa del cociente de los saltos térmicos a levantar en el aire de renovación:

Figura 4.Ejemplo de funcionamiento de un recuperador de calor para flujo de aire a contracorriente. Nótese que sin consumo energético impulsa el aire al interior de la vivienda a 20 ºC, recuperando el 94% del calor sensible.

Obviamente este Factor de Eficiencia crece asintóticamente conforme la eficiencia del recuperador se aproxima al 100% y es este crecimiento el responsable de las grandes diferencias de eficiencia real que ofrecen los distintos tipos de recuperadores. Si tomamos como referencia un recuperador estándar de eficiencia 55% y comparamos distintos recuperadores obtendremos la gráfica de la página siguiente (Figura 6).

Figura 5.Tabla comparativa de temperaturas de funcionamiento de un sistema de ventilación de confort con recuperación de calor con una eficiencia del 94% frente a un recuperador de calor con una eficiencia del 58%.

Evidentemente estos altos rendimientos (mayores del 90%) deben ser justificados por laboratorios certificadores independientes (Figura 7).

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Ventilación Dada la ausencia de una Norma Europea que regule estos ensayos, los distintos laboratorios certificadores han definido individualmente sus tolerancias. De esta forma, certificadoras del prestigio del TUV alemán admiten un máximo de fugas interiores del 5%. Sin embargo, certificadores más estrictos, especializados en Edificios de Energía Casi Nula como PassivHaus, limitan la máxima fuga interna al 3%. Este rigor en las fugas se explica con facilidad al comparar como crece el error en la Temperatura de Impulsión Timp cuando se reduce la eficiencia del recuperador:

Figura 6.Gráfico del Factor () de Eficiencia Energética de distintos recuperadores de eficiencias entre 40% y 98% con respecto a un recuperador estándar de eficiencia 55% (φ = 1).

Es importante señalar que con el aumento de la eficiencia del recuperador, el error se reduce. Efectivamente, al aumentar la eficiencia las dos temperaturas que la definen;Tadm y Tret se aproximan con lo que las influencias perversas que puedan efectuarse una a la otra se diluyen. Esta es otra ventaja de trabajar con recuperadores de Alta Eficiencia Energética. El concepto de estanqueidad es clave hasta el punto de ser el principal escollo para la homologación de máquinas de caudales medios y altos. En efecto, al revés de lo que ocurre con la generación de calor donde la concentración de medios eleva la eficiencia, en el caso de la ventilación de confort con recuperación de calor las eficiencias aumentan conforme se reducen los caudales, a la vez que se mejora la estanqueidad. Las instalaciones centralizadas no solo pierden eficiencia sino que aumentan considerablemente las fugas. En términos de ventilación con recuperación de calor la máxima eficiencia energética está en la instalación individual.

Figura 7.Ejemplo de informe de ensayo de una máquina Zehnder ComfoAir 200 en el laboratorio CETIAT de París.

Influencia de la estanqueidad en la eficiencia del recuperador Dado que definimos la eficiencia de un intercambiador como el cociente de las diferencias de temperaturas entre las temperaturas de admisión y retorno con respecto a la temperatura exterior, es obvio que cualquier disfunción que altere al alza la temperatura de admisión estará falseando los resultados obtenidos. Los laboratorios son conscientes que uno de los factores que más deforman los resultados es la falta de estanqueidad den recuperador. Como el recuperador requiere un mantenimiento, este debe ser desmontable y las juntas que lo delimitan nunca son 100% estancas.

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Zehnder Systems

Figura 8.Gráficos de % de Error en la Temperatura de Impulsión en función de la estanqueidad del sistema. Es de notar como crece el % de error cuando disminuye la temperatura exterior.

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Elevadores

ThyssenKrupp y sus soluciones de accesibilidad en Santa Coloma de Gramanet, Barcelona

Una de las zonas más representativa en materia de accesibilidad es la que une el final de la Línea 9 (L9) de Metro, entre las Estaciones de Singuerlin y de Can Zam, con los Barrios de Les Oliveres y de Can Franquesa.

Santa Coloma de Gramanet es una ciudad de 120.500 habitantes con un alto índice de personas de avanzada edad. Su orografía es complicada, con muchas cuestas para acceder a los edificios de viviendas. El ayuntamiento de la ciudad decidió iniciar el proyecto de colocación de 42 tramos de escaleras y rampas mecánicas más 4 ascensores en los accesos a distintos barrios de la ciudad, con el fin de mejorar la accesibilidad de sus vecinos.

L9 – Tramo Estación de Singuerlin – Estación de Can Zam

La línea 9 del Metro de Barcelona constará, una vez concluida, de 52 estaciones. Con un recorrido de 48 Km., será la línea subterránea más larga de Europa. Circulará por 5 ciudades: Santa Coloma de Gramenet, Badalona, Barcelona, Hospitalet de Llobregat y El Prat de Llobregat.

Este proyecto contemplaba la actuación en diferentes puntos de la ciudad en los que el terreno tiene una pendiente elevada, incluyendo, además, una mejora de la urbanización del entorno. Gracias a él muchos vecinos de Santa Coloma han mejorado notablemente su calidad de vida, sobre todo aquellas personas que viven y se desplazan por calles con fuertes desniveles.

El trazado estará soterrado en gran parte del trayecto (en 43,71 km) llegando en algunos puntos a los 90 metros de profundidad para evitar el resto de líneas y salvar la compleja orografía de Barcelona. Dada la envergadura del proyecto, la construcción se dividió en 4 tramos. El tramo 4 se puso en funcionamiento en 2009 y 2010, dependiendo la estación. El tramo 1, prácticamente con todo el trasporte vertical ya instalado, entrará previsiblemente en funcionamiento en febrero de 2016, junto a las Estaciones del tramo 2: Torrasa, Gornal, Collblanc y Zona Universitaria. El objetivo es conectar con el Aeropuerto para el Mobile World Congress de 2016.

ThyssenKrupp Elevadores fue la encargada de este complejo proyecto. El total de escaleras y rampas mecánicas instaladas han supuesto más de dos kilómetros de nuevos recorridos y han convertido Santa Coloma de Gramanet en la ciudad de tamaño medio con más elementos mecánicos de España.

A pesar de las diferencias de construcción, todos los tipos de estaciones cuentan con accesos innovadores, tanto mediante escaleras mecánicas como con ascensores, muchos de ellos adaptados a personas de movilidad reducida.

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Elevadores

Las estaciones son tipo pozo: diseñadas con forma de gran pozo cilíndrico con un vestíbulo superior y un vestíbulo inferior o pre-andén, comunicados entre sí mediante ascensores o escaleras mecánicas y de emergencia. Dichos pozos tienen una profundidad media de 55m bajo tierra. En estas estaciones los andenes se encuentran dentro de la sección del túnel y los trenes circulan en dos niveles superpuestos.

ThyssenKrupp Elevadores también tiene en este mismo proyecto 362 escaleras mecánicas, de las cuales 79 unidades ya están en servicio. El tramo 4, en el que la compañía ha instalado 68 ascensores y 56 escaleras mecánicas, es un claro ejemplo de superación tecnológica, en el cual se ha creado un sistema de transporte vertical único en el mundo. Cuenta con una red inalámbrica de banda ancha que permite la transmisión de datos e imágenes entre el centro de control y el interior de las estaciones. La instalación de esta tecnología permite el envío de información y vídeos en tiempo real entre los trenes que circulan automáticamente, los

En concreto, para este proyecto de la L9, ThyssenKrupp Elevadores ha proyectado, diseñado y está instalando 275 ascensores diferenciados en tres tipos según su funcionalidad: A. Ascensores de Gran Capacidad (AGC) – 99 unidades, 40 de las cuales ya están en servicio. Tienen una capacidad de 40 personas, y una velocidad de 2 m/s con unos recorridos de 35 a 90 metros. B. Ascensores para Personas de Movilidad Reducida Cilindro (PMRC) – 112 unidades, 20 de las cuales ya están en servicio. Tienen una capacidad de 14 personas, y una velocidad de 1.6 m/s con unos recorridos de 35 a 90 metros. C. Ascensores para Personas de Movilidad Reducida (PMR) – 64 unidades, 16 de las cuales ya están en servicio. Tienen una capacidad de 14 personas, y una velocidad de 1m/s con unos recorridos de 4 a 25 metros.

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Elevadores ascensores que se sincronizan de forma automática con la llegada de los trenes y el centro de control que supervisa todas las operaciones.

n Optimización constante del sistema (autoa-

Es en este tramo donde nos encontramos con la estación de Singuerlin. Aquí los pasajeros utilizan los ascensores AGC y PMRC en sus trayectos de entrada y salida de trenes. La solución AGC presenta una disposición arquitectónica en abanico. Los ascensores AGC permiten transportar un alto volumen de personas en un número reducido de tiempo:

n Distribución óptima de carga de todos los

prendizaje).

n Nivel Desgaste equilibrado: Mantenimiento

nivelado.

ascensores.

n Anticipación de cargas máximas y horas punta. n Reducción de distancias total recorridas del

ascensor.

n Reducción del tiempo de espera de los

pasajeros.

n Reducción del consumo energético de los

ascensores.

n Gracias a sus características mecánicas: velo-

Tiene 4 modos de funcionamiento

cidad, carga, etc.

n Gracias a su sistema de maniobra ad-hoc:

• Modo Rush Hour: se utiliza exclusivamente en situaciones de altísima afluencia con demanda constante elevada y en situaciones de evacuación.

SCI + TCM.

El SCI es el Sistema de Control Inteligente que fue diseñado expresamente por Thyssenkrupp Elevadores para cumplir las especificaciones del proyecto. Consiste en una red de ordenadores conectados en una arquitectura de cliente/servidor. Cada estación con AGC’s dispone de su ordenador SCI. Estos ordenadores controlan la posición de todos los ascensores de la estación y recogen datos al mismo tiempo. Estos datos se emplean posteriormente para autoaprendizaje del sistema y para seguimiento de estadísticas.

• Modo Normal: se utiliza en situaciones de demanda moderada y controlable, con comportamiento estable de la batería. • Modo Sleep: se utiliza en situaciones de demanda muy baja. En este modo se prioriza la parada de las instalaciones con el objeto de conseguir ahorro energético y equilibrar el uso de las instalaciones. • Modo Autónomo: se activa si el sistema de control está apagado o no operativo por otro motivo. Entonces todos los ascensores funcionarán en base a las llamadas internas y externas, actuando como un banco standard.

Este sistema ofrece una serie de ventajas:

n Evacuación de estación en caso necesario:

Eventos.

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Elevadores Las escaleras mecánicas de ThyssenKrupp Elevadores poseen a lo largo de su recorrido unas barreras fotoeléctricas situadas en los zócalos de la balaustrada para la detección del paso de peatones durante el trayecto en esos tramos mecánicos. Además, disponen de un contaje de paso de peatones en cada uno de los tramos, enviando directamente la información al Centro de Control de ThyssenKrupp, situado en el centro de la ciudad.

El municipio de Santa Coloma cuenta con las siguientes estaciones de L9: Can Peixauet, Santa Rosa, Fondo (enlace L1), Esglesia, Singuerlin y Can Zam. La Estación de Singuerlin está dotada de 6 ascensores de gran capacidad, que en su conjunto ya han realizado 3 vueltas completas al Mundo. Ésta es la penúltima estación de la L9 que conecta con la Estación de Can Zam.

Barrios de Les Oliveres y de Can Franquesa

Están dotadas de variador de frecuencia, optimizando el consumo energético a la vez que se suprime la energía reactiva. Mientras el sistema no dispone de pasaje, permanece a velocidad reducida (0,2 m/s), minimizando el consumo; al detectar al usuario, acelera de forma suave hasta alcanzar la velocidad nominal (0,5 m/s). Las potencias de los motores oscilan de 7.5 kW a 15 kW, dependiendo de la longitud y el desnivel.

El tramo de escaleras mecánicas que conecta la estación de metro Can Zam con los barrios de Les Oliveres y Can Franquesa constituye un nuevo itinerario que mejora la conectividad interna de estos barrios y su relación con el resto de la ciudad. Se trata de la combinación de una rampa mecánica en su inicio y de diez escaleras mecánicas que enlazan en su último tramo con un ascensor inclinado. En total, estos once tramos mecánicos y el ascensor, todos ellos de ThyssenKrupp Elevadores, cubren un desnivel de aproximadamente 115 metros. Mensualmente, una media de 10.000 personas utilizan estas instalaciones.

También disponen de iluminación led bajo pasamanos, sistema de telemando y visualización mediante cámaras. Este último dispositivo permite verificar el estado de funcionamiento de las escaleras desde un centro de control y actuar a distancia sobre las mismas, en caso de ser necesario.

Las escaleras de Les Oliveres se subdividen en cuatro tramos que salvan unos 80 metros de desnivel. El primero va desde la estación de metro hasta la carretera de la Font de l’Alzina. Después, continúa hasta la calle de Sants, la plaza de Huelma y el cruce de las calles de Córdoba y Menorca. El recorrido es completamente nuevo, puesto que se trabajó sobre antiguos solares sin urbanizar, creando miradores en varias de las explanadas que lo conforman.

En el inicio de cada grupo de tramos hay instalados unos semáforos que indican en todo momento al usuario el funcionamiento: en servicio o parado. Leer más sobre ThyssenKrupp

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Domótica

La Domótica en Viviendas de Consumo Cero

Noel Fuentes; Ingeniero en INDOMOTIQ, Inmótica y Domótica. Marcos Baptista; arquitecto en ECOproyectos

Si tenemos en cuenta las trabas que desde el Gobierno se están poniendo al autoconsumo, la única solución que podemos encontrar es desconectar totalmente nuestras edificaciones de la red eléctrica.Y para conseguir esto, además del aspecto constructivo, es imprescindible la monitorización, control, gestión y optimización de todos los consumos energéticos, lo que sólo se pude conseguir mediante la domótica e inmótica.

La Domótica, esa gran desconocida

de la crisis. Parece que nos gusta echar la culpa de todos los males que nos acechan al boom inmobiliario, pero en este caso, como en otros, realmente es justificable. Porque al contrario de lo que ocurre en la mayor parte de sectores productivos, no ha sido necesario acudir a la innovación para que la construcción siguiera creciendo, puesto que las casas se “vendían solas”. Podríamos mencionar innumerables ejemplos de sectores que se han visto en la necesidad de innovar, entre ellos:

¿Domótica? “Sí, eso que es sólo para ricos excéntricos y que es un lujo, en el fondo un poco inútil.Yo ¿para qué lo quiero? ¿Qué necesidad tengo de poder encender una luz dando una palmada?”.

Esta visión errónea es la que a muchos nos viene a la cabeza cuando hablamos de domótica, Una visión popular muy extendida, pero no por ello acertada. Las razones que nos han llevado a esta idea son muy variadas. Empezando por la forma en que tradicionalmente se nos mostraban las casas inteligentes en el cine, fundamentalmente en aquellas películas de los años 80 en las que se nos enseñaba al típico “rico por un día” que, para impresionar a la chica guapa, daba una palmada e inmediatamente salía de la pared una majestuosa cama con sábanas de satén, a la vez que se encendía una sugerente luz de tonalidad rojiza y sonaba música romántica. ¿Podemos vivir sin este tipo de “comodidades” en nuestra casa? La respuesta es rotundamente “sí, por supuesto”.

n El sector automovilístico, que desde hace

décadas ha venido desarrollando las comodidades de un coche inteligente y de cada vez menor consumo, incluyendo la climatización bizona, elevalunas eléctricos, faros y limpiaparabrisas automáticos, alarma anti intrusión, etc. n El sector audiovisual, dónde el mando a distancia se ha convertido en algo casi vital en nuestros hogares. n Los electrodomésticos, que cada vez son más inteligentes, etc. ¿Qué aliciente puede tener un consumidor para comprarse un coche o un televisor nuevo si no fuera porque los nuevos modelos están más evolucionados y consumen menos que los

Otra razón, que a día de hoy seguramente sea la que más peso tiene, es el boom inmobiliario que hemos vivido hasta la llegada

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Domótica necesario pagar la típica cuota mensual a la compañía de seguridad de turno.

anteriores? Esta estrategia no ha sido necesaria en el sector de la construcción, que no ha necesitado del desarrollo de nuevas técnicas para mejorar la comodidad y el ahorro de sus clientes para hacer que compren más viviendas.

n Confort – mediante la configuración de

“escenas” ambientales personalizadas que se activan con una única pulsación en el móvil o pulsador. Como son las escenas “cine”, “buenos días”, “cena romántica”…

Y así en nuestras casas tenemos la calefacción a la misma temperatura en todas las habitaciones, levantamos las persianas y abrimos las ventanas a mano, no solemos contar con alarmas, nos tenemos que levantar del sofá para encender una luz… De hecho, no somos conscientes de que implantar estas comodidades en nuestra casa sería tan sencillo como en nuestro coche o electrodomésticos, y conllevarían un mayor ahorro y comodidad en nuestro día a día.

n Atención a las personas – mediante la auto-

matización de tareas cotidianas, la domótica permite a personas con diversidad funcional o a ancianos que vivan solos, que su casa sea realmente habitable para ellos.

n Comunicación y control de nuestra casa a

través de internet - lo que nos permite, entre otras muchas cosas, encender o apagar la calefacción, electrodomésticos, luces, etc. desde cualquier sitio a través de una sencilla aplicación instalada en nuestro móvil.

Todo esto ha llevado a que la domótica sea una gran desconocida, a pesar de las múltiples ventajas que ofrece. Como son: n Ahorro y eficiencia energética – consiguien-

Por todo ello, la domótica se encuentra integrada en las CASAS DE CONSUMO CERO O DESCONECTADAS DE LA RED ELÉCTRICA, con el fin de aunar ahorro, control y confort. Casas que aún a muchos les suenan a ciencia ficción, cuando lo cierto es que a día de hoy contamos con la tecnología necesaria para que sean una realidad. Lo que nos lleva a no ser conscientes de las innumerables ventajas que suponen tanto para el bolsillo de los ciudadanos,

do ahorros en la factura eléctrica de hasta un 45% con respecto a las instalaciones convencionales, además de brindarnos la posibilidad de reducir la potencia contratada.

n Seguridad – ante fugas e intrusiones, sin cuo-

tas mensuales de mantenimiento. Ya que la casa se protege sola y avisa a nuestro móvil de cualquier contingencia, por lo que no es

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Domótica

como para acabar con la pobreza energética, los beneficios para el medioambiente, junto con el empuje que supondrían para la creación de empleo en ciertos sectores hoy en día tan castigados por la crisis como son la construcción, las energías renovables, etc.

tecnología es mantener en todo momento el nivel de confort deseado de una forma eficiente y, por tanto, con el menor consumo energético posible. Lo que se consigue actuando sobre distintos aspectos:

Regulación de la iluminación. Instalando sensores de luminosidad para que las luces sólo se enciendan cuando sea necesario y a una intensidad adecuada en función de la luz natural (menor al atardecer que en noche cerrada) y de la actividad que se desarrolle en la casa (menor si se está viendo una película, que si se está cocinando). Además de mediante la instalación de sensores de presencia que apaguen las luces cuando la estancia lleve vacía un determinado periodo de tiempo o que sólo encienda las luces de las zonas comunes (pasillos, baños) cuando sea necesario.

La domótica, imprescindible en las casas de consumo cero

Aunque comúnmente se hable de “casas de consumo cero”, no deja de ser un término que no corresponde totalmente con la realidad, ya que estas casas sí consumen energía, que es generada por ellas mismas a través de fuentes renovables. Por otra parte, están planteadas para que su demanda energética se reduzca drásticamente aunando diseño ecoeficiente y pasivo, sistemas constructivos de alta eficiencia y la instalación de sistemas de control y gestión de energía, es decir, domótica.

Regulación de la climatización. Fijando una temperatura de confort por estancia en función de las necesidades puntuales (menor en la cocina mientras se cocina y mayor en una habitación donde duerme un bebé, etc.), mediante programaciones horarias y con encendidos y apagados en función de la temperatura ambiente exterior o de la presencia de personas en la estancia.

La domótica por tanto se convierte en imprescindible en este tipo de proyectos, ya que consigue optimizar los consumos, además de ajustarlos a las necesidades puntuales y a la producción generada a tiempo real. Optimización de consumos mediante la domótica: La finalidad de la domótica no es en ningún caso reducir los consumos aleatoriamente sin tener en cuenta el bienestar de los ocupantes de la casa, sino que el objetivo de esta

Con apagados generales de la climatización en periodos prolongados de ausencia (vacaciones), teniendo la posibilidad de programarla para que,

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Domótica es fundamental disponer de un histórico de consumos, además de monitorizar éstos a tiempo real, para así conocer en todo momento dónde podemos actuar para ahorrar energía, incluso con ello localizar cualquier equipo eléctrico dañado o erróneamente configurado con consumos fuera de lo habitual.

en la fecha prevista para el regreso, la casa esté a la temperatura de confort deseada. De la misma forma que durante la noche o en horario de jornada laboral (si la casa permanece vacía), la climatización puede funcionar tan sólo a una temperatura de mantenimiento. Con la regulación automática de la climatización al detectar la apertura de una ventana o puerta.

Gestión inteligente de los consumos energéticos A través del corte de circuitos no prioritarios en momentos de baja producción renovable o, en caso contrario, mediante el desvío del encendido de ciertos electrodomésticos (lavadoras, lavavajillas, producción de ACS en acumulación) a momentos de alta productividad de las instalaciones de generación renovable.

Adicionalmente en este tipo de instalaciones es importante el control del sistema de ventilación y su intercambiador de calor, cuya velocidad ha de variar automáticamente en función de la calidad del aire de la estancia y de las condiciones del entorno.

Control de toldos y persianas De forma que se aproveche al máximo la luz solar en invierno o se evite en verano, con vistas al ahorro en la climatización.Al contar con un sistema inteligente de toldos y persianas estos se abren o cierran, de manera parcial o total, automáticamente en función de las necesidades puntuales y de la altura y posición del sol, sin necesidad de la intervención de los habitantes de la casa.

Gestión inteligente de la generación de energía. En momentos de nula producción energética la casa se abastecerá de forma automática de las baterías de reserva, previamente cargadas mediante renovables. A su vez, en periodos de climatología extrema, y con vistas a preservar la vida útil de la batería, cuando su carga se encuentre por debajo de los umbrales que penalicen su vida útil, las necesidades energéticas de la casa serán sufragadas de forma automática por el grupo electrógeno de respaldo instalado, lo que hace innecesaria la conexión de la casa a la red eléctrica tradicional incluso en aquellos días del año en los que las instalaciones de generación renovable y las baterías instaladas no den cobertura a las necesidades energéticas de la casa. Algo que ocurrirá en periodos de tiempo muy limitados, o nulos, dadas las características de diseño, dimensionado y gestión de la instalación.

Apagados generales Ideados para periodos de ausencia prolongados, para las horas de jornada laboral en el caso de que durante ese tiempo la vivienda permanezca vacía o incluso para las horas de sueño. Con un solo clic en el interruptor que hay al lado de la puerta de salida, en la mesita de noche, etc., se desconectan todos los circuitos eléctricos, menos aquellos que son prioritarios, cómo puede ser el de la nevera o el enchufe del cargador del móvil. Incluso la propia casa puede realizar estas acciones de manera automática. Con lo que nos aseguramos que el consumo energético en este tiempo se reduzca al mínimo imprescindible, obviando así posibles despistes u olvidos como el de dejar alguna luz encendida, la plancha conectada o los aparatos en stand-by, que sorprendentemente suponen entre un 5 % y 10% del consumo energético total de una vivienda a lo largo del año.

Características constructivas y de diseño de las casas de consumo cero

Si actuamos sobre nuestros consumos con su automatización, control y monitorización, no podemos más que exigir a nuestra construcción que los consumos derivados de la misma sean lo más ajustados posibles. Los consumos energéticos con mayor repercusión en nuestra economía doméstica son:

Gestión energética mediante la domótica:

n n n n n

Monitorización y control de consumos. En este tipo de instalaciones es importante conocer dónde y cuándo se consume, por eso

calefacción refrigeración iluminación ventilación deshumificación

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Domótica Todos ellos dependen de tres factores relevantes en la definición final de una edificación: el diseño, la construcción y las instalaciones, aspectos íntimamente ligados entre sí.

popular, aquella que con el paso del tiempo ha sido la que ha perdurado y ha conseguido mantenerse alejada de las modas, por el simple hecho de que su diseño se basaba en la economía del recurso disponible para dar respuesta a las necesidades propias de una vivienda en cada zona.

Diseño: No es aún habitual a día de hoy otorgar al diseño responsabilidad alguna sobre los consumos energéticos de una edificación. El mismo ha asumido un papel exclusivamente estético, de imagen, sin mayor valor que la subjetividad.

Como podemos comprobar, esta metodología de integrar diseño, construcción y economía no es nueva. La hemos olvidado en algunos períodos, a pesar de estar presente en nuestro entorno y, ahora, tras revisar algunas de nuestras actuaciones, volvemos a darle el valor que le corresponde, bien de manera particular, o desde las diferentes asociaciones o grupos de trabajo que fomentan estas líneas.

Esta actitud ha sido habitual, e incluso en ciertos periodos, intensa. Tras la caída de la construcción en España se ha abierto la puerta a metodologías exteriores no aplicadas o desconocidas hasta el momento, donde al valor estético, al diseño, se le exige una economía constructiva, una economía en sus residuos, una economía en sus mantenimientos y, como no, una economía energética. A día de hoy comienzan a verse una serie de plataformas, certificados, asociaciones, etc. que defienden este argumento.

Por tanto, ¿qué pretendemos con el diseño? Reducir nuestra demanda energética aprovechando los recursos que nos ofrece el entorno, tratando de reducir en ciertos momentos la dependencia de sistemas artificiales para iluminar, ventilar, calentar, enfriar... con coste cero. Es lo que conocemos como soluciones pasivas. Construcción: Intentar integrar un diseño adaptado al entorno con soluciones pasivas, una baja demanda de energía para climatizar, condiciones óptimas del aire interior, instalaciones de alta eficiencia y renovables, y llevarlo todo ello a cabo bajo la construcción del "ladrillo" se hace complejo. Nos hemos acostumbrado a trabajar con sistemas constructivos para los cuales el cumplimiento de la diferentes normativas nacionales (no vamos hablar aquí de otras que serían mucho más restrictivas) exige una serie consecutiva de "parches", abrir/cerrar, falsos techos, rozar/tapar, etc. Procesos todos ellos en los que la intervención de mano de obra para rehacer u ocultar soluciones es elevada, con el consiguiente coste y margen de errores, sin tener en cuenta el volumen de residuos que se genera. Todo ello da un producto final de una calidad discutible con un coste importante.

Pero, a la largo de la historia, no siempre el diseño ha sido un factor estético. Demos un salto en el tiempo, ¿cómo era nuestro diseño o arquitectura predecesora, cómo eran las viviendas de nuestros abuelos, la vivienda del pueblo?, ¿dónde estaba situada?, y ¿cómo estaba construida? Pensemos en ello un momento. Seguro que para cada pregunta disponemos de una respuesta firme, que pueda gustar o no, pero posiblemente la misma sea clara, indiscutible, razonable, lógica, sostenible... Se buscaban las orientaciones que más aprovechaban la radiación directa donde ésta era escasa, pero se protegía de ellas en el caso contrario. Lo mismo sucedía con los vientos dominantes, se buscaba la proximidad a recursos naturales de los que alimentarse (agua, vegetación, etc.). Por otro lado se ubicaban las estancia en un orden que se adaptaba a los hábitos diarios, se integraba trabajo, descanso y ocio (si lo había) con economía y lógica, el tipo de materiales, siempre locales, cercanos, construcciones firmes, que aseguraban una larga vida, protegiéndonos de las condiciones climáticas. Aperturas y huecos para aprovechar corrientes de aire, ventilar, canalizar aire caliente, etc... Básicamente estamos definiendo la arquitectura tradicional, también llamada

Pero, ¿hay otras posibilidades? Las nuevas orientaciones académicas de técnicos, la mayor relación interprofesional fuera de nuestras fronteras, la exigencia por parte de clientes de garantías añadidas, la búsqueda de soluciones que permitan resolver las exigencias normativas presentes y futuras a corto plazo, las facturas

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Domótica energéticas... comencemos habituales.

Instalaciones:

ha provocado que nos a cuestionar los sistemas

Una vez lograda la combinación de un diseño sostenible y sistema constructivo, sólo resta incorporar las instalaciones. Si se ha optimizado la demanda de energía, las instalaciones energéticas a implantar presentarán un consumo reducido. Si a ello añadimos que los equipos de producción frío/calor, ventilación y deshumidificación están clasificados como clase "A", nuestra demanda final real se reduce de tal manera que la incorporación de sistemas de autoabastecimiento energético renovable mediante minieólica, fotovoltaica, microhidráulica, etc. se minimizan con la consecuente rentabilidad.

Para ello ya existen alternativas, y no nuevas ni innovadoras, simplemente desconocidas para nosotros y con un objetivo similar: la optimización del proceso constructivo reduciendo la repercusión de la mano de obra e incrementando el valor del material, especialmente aquel industrializado o semiprefabricado, facilitando el cumplimiento de las nuevas exigencias e integración de nuevos sistemas. Por lo general no se trata de construir a menor coste, sino ofrecer por el mismo una serie de mejoras:

Aunque se presenta de manera resumida como un esquema aparentemente sencillo, la optimización y amortización del sistema de renovables de autoabastecimiento vendrá dado por la garantía de la cobertura anual del 100% de la demanda. Cuando dicha demanda a lo largo de todo el año es estable, situación no habitual dadas las variaciones climáticas entre un periodo y otro, o bien, mantiene una relación directamente proporcional con el aporte renovable, se hace relativamente fácil.

n Seguridad y estabilidad, mayor control de n n n n n n

movimientos y fisuras. Aislamiento térmico-acústico. Salubridad. Ecología y reciclabilidad. Ahorro energético. Ejecución en plazos cortos y/o más controlados. etc...

Las diversas soluciones que ofrece el mercado se pueden resumir en los siguientes puntos:

Como ejemplo, imaginemos un complejo hotelero en el norte de España, con muy poca ocupación en invierno y completa en verano. El aporte de radiación para la fotovoltaica es proporcional a la ocupación. Es cierto que en invierno también existen unas fechas puntuales con cierta ocupación, o incluso lleno total, como pueden ser puentes o festivos, pero la baja ocupación en las jornadas previas permite el llenado completo de las baterías de almacenaje, siempre y cuando hayan sido dimensionadas para ello.

n Steel framing, estructuras ligeras de acero. n Bloques y forjados de poliestireno o similar

como encofrado perdido para hormigón.

n Madera contralaminada. n Ballon frame, estructuras ligeras de madera. n Panel de poliestireno o similar para proyecta-

do de morteros.

n Hormigón prefabricado.

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Domótica control de consumos y climáticos, junto con una ejecución constructiva no sostenible (bajo aislamiento, elevados puentes térmicos, filtraciones de aire, etc...) provoca que cualquier instalación renovable que autoabastezca una edificación deba tener tal tamaño que su coste lo convierta en una inversión no amortizable.

Las posibilidades o situaciones a presentar son diversas. Pero la regularidad o estabilidad de las mismas no es tan frecuente como quisiéramos y la posibilidad de alteraciones puntuales en los consumos diarios existen: alta ocupación esporádica, reparaciones, obras, hobbies, condiciones climáticas extremas, etc. Por todo ello, en muchos casos la rentabilidad de la misma se encuentra en ofrecer una cobertura del 95% y el restante 5%, para situaciones imprevistas garantizando la independencia energética con un equipo autónomo de producción eléctrica mediante algún combustible fósil. Puede ser algo no deseado, pero es la única forma de garantizar cualquier imprevisto de manera autónoma e independiente, sin el sobrecoste y pérdidas que supone sobredimensionar la instalación de renovables, o bien sin mantener una conexión a la red eléctrica supeditada cada mes a una factura eléctrica.

Por contra, la suma de los elementos o técnicas detalladas anteriormente logran un equilibrio entre los costes de ejecución y los consumos energéticos que permite plantearse sistemas de autoabastecimiento renovables. Una mayor inversión para el control del proceso constructivo y del diseño del mismo, junto con la integración de sistemas de control domótico, redunda automáticamente en un menor coste de instalación energética y consumos (calefacción, refrescamiento, iluminación, etc.) y consecuentemente en la inversión para la implantación de renovables con una mejor amortización de la misma.

En cualquier caso se debe tener presente que este 5% abarca las situaciones imprevistas, pudiendo darse casos en los que en varios años no se precise aporte alguno externo a la renovable. Aun así, se recomienda una instalación que pueda garantizar el correcto funcionamiento ante cualquier hecho aislado. Y ello no deja de exigir un correcto y equilibrado dimensionado de los aparatos o equipos de consumos eléctricos y de los que conforman la instalación renovable.

¿Coste final? Bajo las pautas indicadas, a igualdad de acabados frente a una construcción tradicional, no supone más de un 15-20% del coste total, pero con un CONSUMO CERO.

Conclusiones. Viabilidad de las vivienda consumo cero

Una construcción, ¿podría llegar a ser de cero consumo sin la integración de domótica y construcción eficiente? Sí, sin duda, pero ¿cuál sería su coste? La ausencia de sistemas de

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Eficiencia Energética

Mejora de la eficiencia energética de edificios industriales: Innovaciones jurídicas a escala europea A. Paz Hernández, I. Büschel ENACE

Fortalecer la competitividad industrial europea es vital para recuperarse de la crisis. No obstante, la UE también se ha comprometido a poner en práctica la sostenibilidad. ¿Cómo alcanza el derecho el equilibrio entre permitir a las empresas industriales lograr una rentabilidad y obligarles a incorporar de manera efectiva la eficiencia energética?

1. Introducción

internacionales, por encima de todo el Protocolo de Kioto de la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático y la nueva estrategía de la UE para un crecimiento inteligente, sostenible e integrador (Estrategía “Europa 2020”). Reducir, para 2020, las emisiones totales de gases de efecto invernadero en un 20% como mínimo con respecto a los niveles de 1990, mejorar la eficiencia energética un 20% y elevar al 20% la cuota de la energía consumida que procede de fuentes de energía renovables son los principales objectivos de este estrategía en el ámbito del clima/de la energía.

“Eficiencia energética” designa “la relación entre la producción de un rendimiento, servicio, bien o energía, y el gasto de energía” [1]. Este artículo trata de novedades jurídicas destinadas a mejorar la eficiencia energética de los edificios industriales o unidades de edificios entendidos como “construcción techada con paredes en la que se emplea energía para acondicionar el ambiente interior” o partes, plantas o apartamentos dentro de un edificio, diseñados o modificados para su utilización independiente [2]. No incluye otros tipos de instalaciones industriales. Las piezas clave de la legislación son la Directiva sobre eficiencia energética (DEE) y la Directiva sobre eficiencia energética de los edificios (EEE) adoptadas, respectivamente, en 2010 y 2012 por el Parlamiento Europeo y el Consejo en respuesta a la necesidad de disminuir la dependencia energética de la Unión y las emisiones de gases de efecto invernadero, fr incrementar el uso de energía procedente de fuentes renovables, y fr reducir el gasto energético.

Al ser el consumo de energía es un factor de coste importante en las actividades, el rendimiento y los procesos de producción de toda organización, [3] el ahorro de energía puede aumentar significativamente la competitividad de la industria europea. Ambas Directivas promueven diversas mejoras de la eficiencia energética, arious energy efficiency improvements establecimiendo requisitos mínimos de eficiencia energética, estableciendo requisitos mínimos en cuanto al rendimiento energético, introduciendo un sistema de certificación obligatorio, sistemas de auditoría y

Junto a instrumentos financieros, estos instrumentos jurídicos contribuyen a la implementación de compromisos

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Eficiencia Energética 3.1. Novedades jurídicas relativas a los edificios industriales Ambos textos, la DEE y la EEE introducen dos tipos de disposiciones legales aplicables a los edificios industriales: normas no vinculantes y normas jurídicaments vinculantes (llamados instrumentos “con carácter declarativo" y "con carácter preceptivo" [soft and hard law instruments]).

de control y creando incentivos para cambios tanto tecnológicos, económicos y de comportamiento. En España, debido a la crisis, el consumo final de energía de la industria, tras alcanzar un máximo en 2005, disminuyó de forma casi constante hasta alcanzar casi los niveles de 1995 en 2012 [4]. Las directrices normativas, dirigidas a mantener esta tendencia decreciente están expuestas en el Plan de Energías Renovables 2011-2020 (PANER) [5] y en el segundo Plan de Acción de Ahorro y Eficiencia Energética 20112020 (NEEAP) [6]. Mediante Reales Decretos de abril 2013 se han introducido nuevos requisitos legales al Código Técnico de la Edificación (CTE) [7] y al Reglamento de Instalaciones Térmicas en los Edificios (RITE) [8]. Otro Real Decreto que transpone parcialmente la DEE al Derecho español se publicó el 4 de julio de 2014, con el fin de facilitar la adopción de medidas urgentes para el crecimiento, la competitividad y la eficiencia [9]. Todas las nuevas disposiciones requieren incorporar medidas de ahorro energético y eficiencia a parámetros de construcción tales como la localización y el diseño del edificio, su orientación, inercia térmica, aislamiento térmico de las instalaciones, acristalamientos y carpintería, sistemas de captación solar, dispositivos de parasol; instalaciones de calefacción, ventilación y climatización; sistemas de iluminación; implantción de fuentes de energía renovable ( (energía solar térmica y fotovoltaica, energía geotérmica, biomasa, energía eólica, cogeneración) [7, 8, 9]. El plazo para la transposición de la DEE concluyó el 5 de junio de 2014. Otras medidas nacionales de transposición se están elaborando actualmente [10].

■ Estándares Los instrumentos jurídicos no vinculantes sugieren que las empresas industriales establezcan condiciones uniformes para un régimen de certificación común voluntario de la eficiencia energética de los edificios no residenciales [1].

Al realizar auditorías energéticas obligatorias se alienta a las grandes empresas a que tengan en cuenta las normas europeas e internacionales relevantes, como las adoptadas y puestas a disposición para su uso público por el Comité Europeo de Normalización, el Comité Europeo de Normalización Electrotécnica o el Instituto Europeo de Normas de Telecomunicaciones [1]: EN ISO 50002:2014 (Auditorías energéticas), EN ISO 12655:2013 (Eficiencia energética de los edificios), EN ISO 50001:2011 (Sistemas de gestión de la energía), EN 16247-1:2012 (Auditorías energéticas) o EN ISO 14000 (Sistemas de gestíon ambiental), por mencionar algunas de las más relevantes. Además de los incentivos para cumplir con estas normas voluntarias o no vinculantes, las Directivas contienen disposiciones vinculantes que establecen requisitos mínimos de eficiencia

2. Materiales y métodos

El material de estudio de este artículo se compone de la normative aplicalbe y la doctrina pertinente. Los métodos utilizados son el análisis de la normativa y de la doctrina.

3. Resultados y discusión

Las nuevas normas introducen objetivos cuantitativos y fijan plazos precisos. Sin embargo, para una aplicación efectiva por parte de la industria europea deben tratarse y superarse algunos desafíos practicos.

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Eficiencia Energética Por lo que respecta a la determinación de estos requisitos mínimos de eficiencia energética, los Estados miembros podrán distinguir, dentro sus ordenamientos jurídicos nacionales, entre las categorías siguientes:

□ Edificios existentes Los requisitos mínimos de eficiencia energética deberán tomarse en cuenta cada vez que se efectúen reformas de envergadura en edificios o partes de cuales, siempre que ello sea técnica, funcional y económicamente viable [2].

□ Nuevos edificios Antes de que se inicie la construcción de edificios particulares o grupos de edificios debe realizarse un análisis para evaluar la viabilidad técnica, medioambiental y económica de instalaciones alternativas de elevada eficiencia tales como instalaciones descentralizadas de abastecimiento de energía basadas en energía procedente de fuentes renovables, cogeneración, calefacción o refrigeración urbana o central, así como bombas de calor El 31 de diciembre de 2020 a más tardar, todos los edificios nuevos deberán ser edificios de consumo de energía casi nulo [2].

energética de los edificios, así como normas relativas a la evaluación, certificación, auditoría o inspección de edificios industriales, unidades de edificios e instalaciones térmicas. A fin de garantizar la eficacia de dichas normas, la EEE también prevé el establecimiento de sistemas de control independientes de los certificados de eficiencia energética y de los informes de inspección [2]. ■ Requisitos mínimos en materia de eficiencia energética La eficiencia energética del edificio es la cantidad de energía calculada o medida que se necesita para satisfacer la demanda de energía asociada a “un uso normal del edificio” incluyendo, entre otras, la energía consumida en la calefacción, la refrigeración, la ventilación, el calentamiento del agua y la iluminación [2]. Los requisitos mínimos de eficiencia energética de los edificios, unidades de edificios y de partes de ellos debe calcularse a escala nacional o regional con una metodología que sea conforme con el marco general común que se expone en el artículo 3 de la EEE y en su anexo I [2]. Estos requisitos mínimos de eficiencia energética deberán satisfacer el principio de rentabilidad, que deberá determinarse en conformidad con el marco metodológico comparativo para calcular los niveles óptimos de rentabilidad establecido por la Comisión Europea [2, 11]. Asimismo, deberán tomar en consideración las condiciones climáticas, las condiciones ambientales generales del interior, las particularidades locales, el uso a que se destine el edificio y su antigüedad, así como la accesibilidad práctica de las infraestructuras energéticas.

□ Uso de edificios Los edificios industriales corresponden a la categoría c) oficinas o a la categoría i) otros tipos de edificios que consuman energía, enumeradas en la clasificación europea lde anexo I a la EEE [2].

□ Conformidad con el progreso técnico A los efectos de reflejar los avances técnicos, los requisitos mínimos de eficiencia energética se revisarán periódicamente, como mínimo cada cinco años. Los Estados miembros podrán eximir de estas disposiciones las instalaciones industriales de baja demanda energética, las construcciones provisionales con un plazo de utilización igual o inferior a dos años, “edificios independientes con una superficie útil total inferior a 50 m2” y los edificios protegidos oficialmente por ser parte de un entorno declarado de interés o en razón de su particular valor arquitectónico o histórico, en la medida en que el cumplimiento de determinados requisitos “pudiese alterar de manera inaceptable su carácter o aspecto” [2]. □ Instalaciones técnicas para edificios La eficiencia energética general, la instalación correcta y el dimensionado, control y ajuste

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Eficiencia Energética adecuados de las instalaciones técnicas de calefacción, refrigeración, ventilación, calentamiento del agua e iluminación deben cumplir lors requisitos fijados por los Estdos miembros a efectos de optimizar el consumo de energía de las instalaciones técnicas de los edificios. Cuando se construya un edificio o se efectúen en él reformas de importancia, los Estados miembros fomentarán la introducción de sistemas de medición inteligentes y, cuando proceda, la instalación de sistemas de domótica, es decir, sistemas de control activos tales como sistemas de automatización, control y gestión orientados al ahorro de energía [2].

para calentar los edificios, tales como el generador de calor, el sistema de control o la bomba o bombas de circulación, cuando la potencia nominal útil de sus calderas sea superior a 20 kW deberán pasar una inspección periódica. La frecuencia de éstas puede ser aligerada cuando exista un sistema electrónico de supervisión y control [2]. Se emitirá un informe tras cada inspección de las instalaciones de aire acondicionado y calefacción que incluirá recomendaciones para mejorar, en términos de rentabilidad, la eficiencia energética de la instalación inspeccionada. Las recomendaciones se podrán basar en una comparación de la eficiencia energética de la instalación inspeccionada con la de la mejor instalación viable disponible y con la de una instalación de tipo similar [2].

■ Certificados de eficiencia energética La eficiencia energética de los edificios debe ser certificada según un sistema de certificación nacional en cada Estado miembro. Para que los propietarios o arrendatarios del edificio o de una unidad puedan comparar y evaluar su eficiencia energética, el contenido del certificado de eficiencia energética no debe limitarse a la eficiencia real. También contendrá valores de referencia tales como requisitos mínimos de eficiencia energética [2]. Cuando exista “potencial razonable” para la mejora de los niveles óptimos o rentables de eficiencia energética de un edificio o de una unidad de éste comparado con los requisitos de eficiencia energética vigentes, el certificado deberá incluir recomendaciones que sean económica y técnicamente viables para el edificio concreto [2]. Las recomendaciones podrán incluir una estimación de los plazos de recuperación de la inversión o de la rentabilidad durante el ciclo de vida útil del edificio o su unidad. El certificado informará al propietario o arrendatario sobre dónde obtener información más detallada, incluida información sobre la rentabilidad de las recomendaciones formuladas en tal certificado. Además, se podrá facilitar al propietario o al arrendatario “información sobre otros temas relacionados, como auditorías energéticas o incentivos de carácter económico o de otro tipo y posibilidades de financiación” [2]. Cuando un eficio o una unidad de un edificio se pongan a la venta o se ofrezca en alquiler, el indicador de eficiencia energética que figura en el certificado de eficiencia energética se hará constar en los anuncios publicitarios que aparezcan en los medios de comercialización [2].

■ Auditorías energéticas Por auditoría energética ese entenderá “todo procedimiento sistemático destinado a obtener conocimientos adecuados del perfil de consumo de energía existente de un edificio o grupo de edificios, de una instalación u operación industrial o comercial, o de un servicio privado o público, o a determinar y cuantificar las posibilidades de ahorro de energía a un coste eficiente e informar al respecto” [1]. La novedad para propietarios, arrendatarios y administradores de edificios industriales es que empresas que no sean PYMEs deben someterse a su primera auditoría energética antes del 5 de diciembre de 2015 [1]. A partir de ese momento, deben renovarla por lo menos cada cuatro años. Estas auditorías energéticas deben ser realizadas de forma independiente y rentable por expertos cualificados y/o acreditados, o estar sometidas a sistemas de control independientes [1]. El criterio de la independencia requiere también que cuando las

■ Inspección de las instalaciones de calefacción y climatización Las partes accesibles de las instalaciones de aire acondicionado y las instalaciones utilizadas

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Eficiencia Energética auditorías energéticas sean realizadas por expertos internos, éstos no pueden estar directamente implicados en las actividades auditadas a menos que el Estado miembro haya establecido un sistema de control que garantize y compruebe la calidad de sus servicios [1].

sistemas nacionales de obligaciones de eficiencia energética, auditorías energéticas y sistemas de gestión energética, medición, facturación, coste de acceso a la información y servicios energéticos adoptadas para transponer al Derecho nacional los artículos 7 a 11 y 18, apartado 3, de la DEE, los Estados miembros impondrán sanciones proporcionadas y disuasorias. Los Estados miembros también garantizarán la aplicación efectiva de estas normas [1].

Las auditorías energéticas pueden tener carácter específico o bien formar parte de una auditoría medioambiental más amplia. [1]. También, los Estados miembros podrán exigir que la auditoría energética incluya una evaluación de la viabilidad técnica y económica de conexión a un sistema de calefacción o refrigeración urbana planificado o existente. Adémas, podrán aplicar regímenes de incentivación y ayuda para la puesta en práctica de las recomendaciones derivadas de auditorías energéticas y otras medidas similares [1].

3.2. Desafíos practicos a la aplicación efectiva de las novedades jurídicas europeas Las modificaciones introducidas por nuevas disposiciones legales son radicales en el sentido que el factor determinante en el proceso de construcción y de renovación de edificios industriales ha sido sustituido: ahora es la eficiencia energética, y no la potencia [3]. Implementar estas modificaciones en la construcción y la renovación de edificios industriales require tratar y superar principalmente los desafíos practicos siguientes:

Las empresas que no sean PYMEs y que apliquen un sistema de gestión energética o ambiental certificado por un organismo independiente con arreglo a las normas europeas o internacionales correspondientes podrían verse eximidas de la obligación de someterse a auditorías energéticas [1]. Para garantizar una aplicación efectiva de las medidas de mejora en el ámbito de la eficiencia energética debe recurrirse a innovaciones tecnológicas eficaces en cuanto a costes, tales como los contadores inteligentes [1].

■ Priorizar medidas de ahorro energético Con el objetivo de maximizar el ahorro energético global en los edificios, el 2nd NEEAP establece una lista de prioridades presentadas por orden decreciente de pertinencia: rehabilitación energética de la envolvente térmica de edificios existentes, mejora de la eficiencia energética de las instalaciones térmicas de edificios existentes, mejora de la eficiencia energética de las instalaciones de iluminación interior en edificios existentes, fomento de plantas de cogeneración en actividades industriales y no industriales [6].

■ Control de los certificados de eficiencia energética y de los informes de inspección Los certificados de eficiencia energética y los informes de inspección de las instalaciones de aire acondicionado y de calefacción se establecerán de forma independiente por expertos cualificados y/o acreditados. Las acreditaciones deben ser condicionadas a que se haya demostrado la competencia [2]. Procede establecer sistemas de control independientes para certificados de eficiencia energética e informes de inspección. Las autoridades o entidades competentes comprobarán la validez de los datos de base del edificio utilizados para expedir el certificado de eficiencia energética, incluyendo las recomendaciones. Además, se realizarán visitas in situ del edificio. El mismo tipo de control se aplicará a los informes de inspección [2].

■ Beneficiarse de servicios energéticos uniformes de alta calidad La EEE prevé la adopción de un enfoque común en la certificación de eficiencia energética de edificios y la inspección de sistemas de calefacción y climatización. Además, incita a los Estados miembros a establecer un mecanismo de control independiente (Preámbulo para. 27). En España, no parece haberse establecido aún tal mecanismo de control independiente, pero su creación debe estar en curso. Un factor de complicación puede ser que cada Comunidad Autónoma tiene el poder de adoptar reglas y regulaciones como medidas de implementación de normas

■ Incumplimiento En caso de incumplimiento de las normas nacionales jurídicamente vinculantes sobre los

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Eficiencia Energética de base nacionales. Esa fragmentación del marco jurídico puede frenar el proceso de transposición, y causar costes adicionales a empresas cuyos establecimientos industriales están ubicados en diferentes partes del país. Confiar estes nuevas obligaciones legales a proveedores de servicios energéticos que hayan obtenido una acreditación nacional es, pues, una garantía de servicios energéticos uniformes de alta calidad.

ninguna parte tercera. Poniéndonos en el área industrial, podríamos imaginar que una entidad interna de la empresa industrial asume el papel de la ESE, ofreciendo servicios energéticos a otras unidades de la misma empresa. Como en el modelo de Stuttgart, las inversiones serán financiadas por una partida especial del presupuesto, a la cual volverán luego los ahorros de costes energéticos. Con el tiempo, la partida del presupuesto será repuesta con ahorros continuados. En consecuencia, después de una fase de puesta en marcha, otros fondos podrán destinarse a nuevas medidas de “intracting” [15].

■ Evitar riesgos asociados a inversiones que obstaculicen la competitividad Invertir en la mejora de la eficiencia energética puede representar una carga para empresas industriales que podría obstaculizar su competitividad. Sin embargo, nuevos esquemas de financiación se están desarrollando actualmente para facilitar la transición del “mercado a la economía inteligente” [12]. Usar nuevos modelos de financiación tal como los contratos de rendimiento energético o mecanismos financieros innovadores inspirados por el modelo de Stuttgart permiten disminuir el riesgo de obstaculizar la competitividad, si no evitar. Además, la Comisión Europea ha adoptado nuevas directrices sobre ayudas de Estado que son aplicables desde el 1 de julio de 2014 hasta finales de 2020. Esas directrices permiten a los Estados miembros aliviar las cargas derivadas del apoyo al desarrollo de las energías renovables que se imponen a las empresas que consumen una gran cantidad de energía [13].

En España, las ayudas gestionadas por el sector público para realizar auditorías energéticas en el sector de la industria durante el periodo 2011-2020 se elevan a 7,8 millones de euros, y las inversiones globales (ayudas gestionadas por el sector público y contribuciones privadas) a 15,6 millones de euros. Además, en los sectores de los edificios y de los equipos, se destinan ayudas públicas de 2,883 millones de euros más inversiónes (públicas y privadas) de 27,322 millones de euros a la rehabilitación de la envolvente térmica, la mejora de la eificiencia energética de las instalaciones térmicas, instalaciones de iluminación interior, refrigeración en instalaciones comerciales, aparatos eléctricos y la construcción de edificios nuevos y/o de energía casi cero [6]. Además, de acuerdo con la ley 2/2011 de economía sostenible, las inversiones que tengan por objeto la finalidad de evitar o reducir la contaminación atmosférica o acústica procedente de alguna instalación industrial, evitar o reducir la carga contaminante invertida a las aguas superficiales, subterráneas o marinas o favorecer la reducción, recuperación o tratamiento medioambiental correcto de los residuos industriales propios, se podrán deducir del impuesto de sociedades el 8% del coste de la inversión [16].

Los contratos de rendimiento energético (“EPC”) son mecanismos de “financiación creativa”, que permiten que los costes de inversión inicial en medidas de ahorro energético se recuperen a través de los ahorros de coste conseguidos implementando esas medidas. En virtud de un acuerdo EPC, una empresa de servicio energético (ESE) externa realiza un “proyecto de eficiencia energética o de energías renovables, y usa la corriente de ingresos procedentes de ahorros de coste o de la energía renovable producida, para devolver los costes del proyecto, incluyendo los gastos de inversión. Esencialmente, la ESE no recibe pago, salvo que el proyecto consiga el ahorro de energía previsto” [14].

Se aconseja a las empresas industriales de cualquier tamaño solicitar antes del 30 de abril 2015 una financiación al fondo JESSICAF.I.D.A.E., dotado con cerca de 123 millones de euros. Cofinanciado por el FEDER e IDEA, este mecanismo financiero se gestiona por al Banco Europeo de Inversiones. Los proyectos eligibles deben estar ubicados en el territorio de una de las 10 Comunidades Autónomas enumeradas, aumentar la eficiencia energética y/o estar relacionados con el uso de energías renovables,

“Intracting” es otro modelo nuevo de financiación desarrollado por la administración municipal de Stuttgart. Aunque similar, este modelo es distinto en el sentido que no implica

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Eficiencia Energética y ofrecer un retorno aceptable de la inversión. Información detallada sobre estas o otras formas de participación financiera del IDAE en proyectos energéticos puede obtenerse en la dirección web www.idae.es. En España, el Instituto de Crédito Oficial, entidad pública adscrita al Ministerio de Economía y Hacienda (www.ico.es), así como entidades financieras privadas ofrecen facilidades para la financiación de proyectos de energías renovables y de eficiencia energética.

efectiva las innovaciones jurídicas, cuya finalidad es aumentar la eficiencia energética de los edificios industriales. Hace falta una industria europea que cumpla con la ley, pero que, además, entable un diálogo constructivo con organismos de reglamentación, así como mecanismos de control. Señalar las dificultades que suscita la aplicación de las normas, y solicitar apoyo son indispensables para mitigar las consecuencias adversas del cambio climático, fortaleciendo al mismo tiempo la industria europea

4. Conclusión

Para conseguir el cambio hacia una economía europeaecológica y energéticamente inteligente, es crucial que se apliquen de forma

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Abreviaturas DEE Directiva relativa a la eficiencia energética EEE Directiva relativa a la eficiencia energética de los edificios UE Unión Europea PANER Plan de Energías Renovables EPC Energy Performance Contracting ESE Energy Service Company Fonds Européen de Développement Économique et Régional (French for: European Fund for Economic and Regional Development) FEDER Fondo Europeo de Desarrollo Regional IDAE Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía (Spanish National Energy Agency) Bibliografía (referencias citadas en el texto entre corchetes) 1. DEE. Directiva 2012/27/UE del Parlamento Europeo y del Consejo de 25 de octubre de 2012 relativa a la eficiencia energética, por la que se modifican las Directivas 2009/125/CE y 2010/30/UE, y por la que se derogan las Directivas 2004/8/CE y 2006/32/CE, DO L 315 de 14.11.2012, p. 1/56. 2. EEE. Directiva 2010/31/UE del Parlamento Europeo y del Consejo, de 19 de mayo de 2010, relativa a la eficiencia energética de los edificios, DO L 153 de 18.06.2010, p. 13/35. 3. Editorial CEP S.L., 2012, “Manual Auditoría y Certificación de Sistemas de Eficiencia Energética en Edificación e Industria”, 1ª, Versus, Madrid. 4. European Commission, 2014, “Energy in figures”, http://ec.europa. eu/energy/publications/doc/2014_pocketbook.pdf (última visita el 20 de agosto de 2014). 5. PANER. Plan de Energías Renovables 2011-2020, http://www.minetur. gob.es/energia/desarrollo/EnergiaRenovable/Paginas/Paner.aspx (última visita el 29 de agosto de 2014). 6. 2nd NEEAP. Plan de Acción de Ahorro y Eficiencia Energética 2011-2020, http://ec.europa.eu/energy/efficiency/eed/doc/neep/2014_neeap_spain_es.pdf (última visita el 29 de agosto de 2014). 7. CTE. Código Técnico de la Edificación. 8. RITE. Reglamento de Instalaciones Térmicas en los Edificios. 9. Real Decreto-ley 8/2014, de 4 de julio, de aprobación de medidas urgentes para el crecimiento, la competitividad y la eficiencia https://www.boe.es/boe/dias/2014/07/05/pdfs/BOE-A-2014-7064.pdf (última visita el 29 de agosto de 2014) 10. National EED Implementation Report 2014 - Spain, http://www.esd-ca.eu/reports/national-implementation-reports (última visita el 29 de agosto de 2014). 11. Commission Delegated Regulation (EU) No 244/2012 of 16 January 2012 supplementing Directive 2010/31/EU of the European Parliament and of the Council on the energy performance of buildings by establishing a comparative methodology framework for calculating cost-optimal levels of mínimum energy performance requirements for buildings and building elements, OJ L 81, 21.3.2012, p. 18-36. 12. Ortiz García M., 2013, “El marco jurídico de la generación distribuida de energía eléctrica: autoconsumo, redes inteligentes y el “derecho al sol”. En: García Rubio F., Mellado Ruíz L. (Ed.), 2013, “Eficiencia Energética y Derecho”, 1ª, Dykinson S.L., Madrid. 13. European Commission, Communication. Guidelines on State aid for environmental protection and energy 2014-2020, OJ C 200, 28.6.2014, p. 1-55. 14. European Commission Joint Research Centre Institute for Energy and Transport (IET), http://iet.jrc.ec.europa.eu/energyefficiency/european-energyservice-companies/energy-performance-contracting (última visita el 29 de agosto de 2014). 15. http://www.managenergy.net/articles/133#.U_xUQUuxpEQ (última visita el 27 de agosto de 2014). 16. http://www20.gencat.cat/portal/site/icaen/tem.71a2158dbba416fdc644968bb0c0e1a0/?vgnextoid=4ccbca08af9f4410VgnVCM1000 008d0c1e0aRCRD&vgnextchannel=4ccbca08af9f4410VgnVCM1000008d0c1e0aRCRD&vgnextfmt=default (última visita el 4 de septiembre de 2014).

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Geotermia

Eficiencia Energética: geotermia, suelo radiante Caso de éxito monitorizado Juan I. Rodríguez; Responsable del área de Edificación de Energylab. AseTub; Grupo Eficiencia Energética en Edificación.

1. Introducción

constituyéndose como uno de los principales objetivos en materia de implementación de mejoras de la eficiencia energética[4 y 5].

Las exigencias en cuanto a la limitación y reducción de emisiones de gases de efecto invernadero hacen necesario el desarrollo e implementación de tecnologías altamente eficientes que permitan el aprovechamiento de fuentes de energía renovable. En nuestro ámbito, dichos objetivos son establecidos por la Unión Europea a través de diferentes directivas. Entre ellas, cabe destacar la Directiva 2009/28/CE relativa al fomento del uso de energía procedente de fuentes renovables[1], la Directiva 2010/31/UE relativa a la eficiencia energética de los edificios[2] y la Directiva 2012/27/UE, destinada a superar deficiencias del mercado que obstaculizan la eficiencia en el abastecimiento y el consumo de energía[3]. Así, identificando el sector edificatorio como crucial para alcanzar los objetivos de reducción de emisiones de gases de efecto invernadero[2], la Directiva 2012/27/UE insta a los Estados miembros a crear una estrategia a largo plazo destinada a movilizar inversiones en la renovación de edificios para mejorar el rendimiento energético.

2. Geotermia – Suelo radiante

Los sistemas geotérmicos de baja temperatura constan de un intercambiador de calor subterráneo que a través de un fluido que circula en su interior extrae calor del subsuelo o introduce calor de la edificación en el terreno, una bomba de calor que transfiere el calor entre el intercambiador y el sistema de distribución a baja temperatura del edificio. Los aprovechamientos geotérmicos de muy baja temperatura se basan en que, en cualquier lugar del planeta, el subsuelo tiene una temperatura más constante que el aire exterior. A partir de los primeros 15 metros de profundidad, la temperatura del terreno no varía en función de las condiciones climáticas. En un sistema de bomba de calor geotérmica (BCGT) se absorbe el calor natural del suelo a través del fluido que circula por el interior de las sondas de polietileno y es aprovechado para producir temperaturas de impulsión de 50ºC en calefacción o, invirtiendo el ciclo, 7ºC en refrigeración.

En cuanto al reparto promedio de energía en el sector edificatorio, en general los sistemas de climatización son los que llevan asociados un mayor consumo energético,

Figura 1. Reparto de consumos energéticos en función del tipo de edificio Fuentes: “Análisis del consumo energético del sector residencial en España”, IDAE (2011) “Estudio sobre la eficiencia energética en los edificios de uso administrativo en Galicia”, INEGA (2012)

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Geotermia

Figura 2. Aprovechamiento geotérmico con intercambiador vertical, BCGT y suelo radiante

De acuerdo con la Directiva 2009/28/CE relativa al fomento del uso de z procedente de fuentes renovables, los aprovechamientos geotérmicos para bomba de calor serán considerados como aprovechamientos de energía procedente de fuentes renovables “siempre que la producción final de energía supere de forma significativa el insumo de energía primaria necesaria para impulsar la bomba de calor”[1].

Figura 3. Esquema de funcionamiento de una bomba de calor

Los ahorros en las instalaciones con BCGT se generan por el menor consumo de electricidad, por los escasos costes de mantenimiento y por la mayor duración de la vida útil que otros sistemas.

En su Anexo VII, esta directiva detalla la metodología de cálculo de la cantidad de calor que se ha de considerar como energía procedente de fuentes renovables en usos con equipos de bomba de calor. En este Anexo, se establece que “la cantidad de energía aerotérmica, geotérmica o hidrotérmica capturada por bombas de calor que debe considerarse energía procedente de fuentes renovables”, deberá calcularse de acuerdo con la siguiente fórmula:

Los sistemas de suelo radiante se presentan como óptimos para complementar el aprovechamiento geotérmico mediante BCGT, ya que son sistemas de calefacción basados en circuitos de tuberías plásticas, normalmente de polietileno reticulado o multicapa, empotradas en el mortero situado bajo el pavimento, por las que circula agua en torno a 40ºC, transmitiendo, básicamente por radiación, el calor al ambiente. También se puede utilizar la instalación para aporte de frío. En las instalaciones de suelo radiante se consigue un mayor confort debido al reparto uniforme de la temperatura y a su estratificación, proporciona aislamiento termoacústico, mejora la estética y contribuye al ahorro energético.

Eres = Qusable x (1 – 1/SPF) Siendo: Eres: cantidad de energía procedente de fuentes renovables. Qusable: calor útil total proporcionado por la bomba de calor.

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Figura 4. Suelo radiante

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Geotermia SPF: coeficiente de prestaciones medio estacional proporcionado por la bomba de calor.

Recientemente, en febrero del presente año 2014, el Ministerio de Industria, energía y Turismo de España a través del Instituto para la Diversificación y el Ahorro de la energía (IDAE), publica el documento reconocido “Prestaciones medias estacionales de las bombas de calor para la producción de calor en edificios” al objeto de establecer una metodología sencilla y de mínimos para la identificación de aquellas bombas de calor accionadas[7]eléctricamente que puedan ser consideradas como bombas de calor renovables[7].

Como aspecto clave a tener en cuenta, sólo se considerarán aquellas bombas de calor para las que el SPF > 1,15·(1/η); siendo η el valor de la eficiencia del sistema de energía, es decir, el cociente entre la producción total bruta de electricidad y el consumo primario de energía para la producción de electricidad, cuyo valor se ha fijado en 0,455 (45,5%). Así para las bombas de calor accionadas eléctricamente, solo aquellos equipos que, en las condiciones de operación que correspondan, permitan obtener el siguiente coeficiente de prestaciones medio estacional (SPF), podrán ser considerados como un aprovechamiento para bomba de calor procedente de fuentes de energía renovables:

4. Caso práctico de instalación geotérmica y suelo radiante en escuela infantil

Como ejemplo de renovación de un sistema de generación térmico ineficiente y altamente contaminante por otro altamente eficiente y que permite aprovechar un recurso renovable de energía como es la energía geotérmica, se presentan a lo largo de los siguientes apartados los resultados obtenidos en una escuela infantil que dispone de un sistema de generación térmico basado en una bomba de calor geotérmica (BCG) y en un sistema de distribución de calor por suelo radiante.

SPF > 1,15 · (1/η) > 1,15 · (1/0,455) > 2,5

En las bombas de calor accionadas mediante energía térmica (bien directamente, o bien mediante la combustión de combustibles), la eficiencia del sistema de energía (η) se considera igual a 1. Así, el SPF mínimo de las bombas de calor accionadas térmicamente para que estas puedan considerarse como un aprovechamiento de energía renovable, es de 1,15.

Esta instalación forma parte de un proyecto demostrativo promovido por la Consellería de Economía e Industria de la Xunta de Galicia y el Centro Tecnológico EnergyLab, con el objetivo de evaluar el potencial existente para aprovechamientos geotérmicos de muy baja temperatura en la Comunidad Autónoma de Galicia y de analizar las prestaciones de dicha tecnología en edificios públicos representativos.

En la Decisión de la Comisión 2013/114/UE, de 1 de marzo de 2013, se establecen las directrices para el cálculo por parte de los Estados Miembros de la energía renovable procedente de las bombas de calor, indicando cómo deben estimar los Estados Miembros los parámetros Qusable y el factor de rendimiento estacional (SPF), teniendo en cuenta las diferencias de las condiciones climáticas existentes[6].

El proyecto global incluye la instalación y monitorización de sistemas de bomba de calor geotérmica en otros cuatro edificios públicos representativos ubicados en la comunidad gallega.

Figura 5. Escuela infantil objeto del estudio

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Geotermia En este caso, el edificio consiste en una escuela infantil ubicada en el municipio de Baiona (Pontevedra) con demanda de calefacción y agua caliente sanitaria (ACS), con un único nivel de altura en el que se ubican las distintas aulas, aseos, despachos, cocina y sala de máquinas; siendo por suelo radiante el sistema de distribución de calor para los 800 m2 de superficie a calefactar del edificio, diseñado para operar con temperaturas de impulsión de 38ºC. Además, la ocupación consta de 10 trabajadores y unos 85 niños.

simulación numérica, el dimensionado y geometría del campo de captación geotérmico. Este, consiste en 5 pozos de captación de 120 m de profundidad y 140 mm de diámetro cada uno. En cada pozo, se introdujo un intercambiador geotérmico de PE100 PN16 en doble U de 32 mm de diámetro, siendo rellenados convenientemente mediante la inyección de un cemento bentonítico. Cada tramo de intercambiador geotérmico está conectado en circuito cerrado, mediante tramos de tubería horizontal enterrados a 1 m de profundidad aproximadamente, a un colector ubicado en una arqueta exterior y próxima a la sala de máquinas. El fluido caloportador geotérmico está constituido por una mezcla de agua y propilenglicol al 20%.

En cuanto al sistema generador térmico sustituido, este consistía en una caldera de gasóleo C (con acumulador de ACS incluido en la propia caldera) de una potencia térmica de 90 kW, para cubrir las demandas existentes de calefacción y ACS. Para la ejecución de la sustitución de la instalación térmica existente, llevada a cabo por las empresas Magaral Ingeniería, Ingeo y Solargal, se propone como solución un sistema de BCG de potencia térmica 52 kW y un único depósito de inercia de 1.500 l de capacidad que permite su aprovechamiento como inercia para el sistema de calefacción y como primario de un sistema de producción instantáneo de ACS, mediante un intercambiador de calor de placas externo que permite una producción de 50 l/min de ACS. Con el objetivo de mantener una elevada eficiencia del sistema también durante la producción de ACS, la bomba de calor geotérmica propuesta incorpora un recuperador de calor a la salida del compresor que, junto con la adecuada gestión y control del sistema, permite la producción de ACS a una temperatura del orden de los 55ºC con elevados coeficientes de prestaciones (COP).

Figura 6. Colectores de ida y retorno del intercambiador geotérmico

El sistema de monitorización y adquisición de datos para el análisis del comportamiento y prestaciones de la instalación está compuesto por contadores térmicos (en el circuito geotérmico, en el circuito de calefacción y en el circuito de ACS), contadores eléctricos (uno que contabiliza el consumo del compresor de la BCG y otro que contabiliza el consumo de la bomba de circulación del circuito de captación geotérmico) y sondas de temperatura (exterior, interior y de ACS).

Para el dimensionado del captador geotérmico, se lleva a cabo un test de respuesta térmica (TRT) para determinar, entre otros parámetros, la conductividad térmica del susbsuelo, detectándose una importante presencia de agua subterránea con un nivel freático situado a unos 12 m y, tras la correspondiente cubierta vegetal, una predominancia de subsuelo con estructura granítica.

Todos estos componentes de medición están conectados a un sistema de adquisición y transmisión de datos que permite el envío de las medidas registradas en la instalación a un servidor central, ubicado en las oficinas de EnergyLab, en el cual se almacenan dichos datos

Los datos obtenidos del TRT junto con las demandas térmicas previstas del edificio, permitieron obtener, mediante el empleo de los correspondientes programas informáticos de

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Geotermia funcionamiento totales del sistema geotérmico, se ha obtenido un promedio anual a lo largo de los años considerados de 1.346 horas. En cuanto a la demanda energética anual, esta se reparte en un 64% para calefacción y en un 36% para producción de ACS.

Figura 7. Ubicación del campo de captación geotérmico. Fuente: Magaral Ingeniería

En la Tabla 1, puede apreciarse el buen nivel de resultados en cuanto a los SPF anuales de la instalación se refiere, gracias a la perfecta combinación de un correcto dimensionado e implantación del sistema de BCG, al aprovechamiento de un recurso energético renovable, como es la energía geotérmica, y a su funcionamiento frente a un sistema de distribución de calor a baja temperatura, el cual permite la operativa del equipo de bomba de calor en unos niveles óptimos de prestaciones.

y se obtienen, a partir de un software específicamente diseñado para este proyecto, los indicadores técnicos, económicos y medioambientales necesarios para el seguimiento y análisis de la instalación.

Los resultados anteriores se traducen, respecto a un sistema de caldera de gasóleo C como el que existía anteriormente a la implantación del sistema de BCG, en un promedio de ahorros económicos en términos de costes de operación, de unos 4.620 €/año y en un promedio de ahorros de emisiones de CO2, de unas 20,7 tCO2/año.

La puesta en marcha de esta instalación y del sistema de monitorización tuvo lugar en el mes de diciembre de 2009.

5. Resultados de monitorización de instalación geotermia-suelo radiante escuela infantil

En términos de los parámetros de operación del intercambiador geotérmico, en la Figura 9 se muestra un día representativo de la operativa del sistema de BCG para satisfacer las demandas de calefacción y ACS de la escuela objeto de estudio. En ella, puede apreciarse la

Tras la recogida y tratamiento de datos obtenidos de la monitorización de la instalación objeto de estudio, a continuación se exponen los principales indicadores registrados entre los años 2010 y 2013. En lo referente a las horas de

Tabla 1: Indicadores anuales correspondientes a los años 2010, 2011, 2012 y 2013 de la instalación objeto de estudio. Aclaración: subíndice 1, es considerando únicamente el consumo del compresor de la BCG; subíndice 2, es considerando el consumo del compresor de la BCG y el consumo de la bomba circuladora del fluido caloportador geotérmico. Fuente: EnergyLab

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Geotermia

Figura 8. Evolución del COP estacional semanal a lo largo del año 2010 en la instalación objeto de estudio. Aclaración: COPest1, es considerando únicamente el consumo del compresor de la BCG; COPest2, es considerando el consumo del compresor de la BCG y el consumo de la bomba circuladora del fluido caloportador geotérmico. Fuente: EnergyLab

Figura 9. Comportamiento del circuito de captación geotérmico de la instalación objeto de estudio (temperaturas de fluido caloportador y potencia térmica intercambiada con el subsuelo) en el día 27/02/2013, atendiendo a las demandas de calefacción y ACS de la instalación (Fuente: EnergyLab)

potencia térmica intercambiada entre el fluido caloportador geotérmico y el subsuelo a través del intercambiador geotérmico enterrado, Así como las temperaturas de entrada a la BCG (ida) y de retorno al subsuelo (retorno) de dicho fluido.

exterior, la temperatura ambiente interior se mantiene en el intervalo de entre los 21ºC y los 24ºC. Esta consecución de los parámetros de confort, se hace especialmente crítica en una instalación de este tipo, como es una escuela infantil.

En la Figura 10, en la que se representa la potencia térmica entregada al sistema de calefacción, la temperatura ambiente interior y la temperatura ambiente exterior registradas en el primer trimestre de 2013, se aprecia cómo el sistema de BCG es capaz de satisfacer las demandas de calefacción existentes, a través del sistema de suelo radiante, y cómo, independientemente de la temperatura

6. Conclusiones

De acuerdo con los resultados obtenidos para el período comprendido entre los años 2010 y 2013, a partir de los datos registrados por el sistema de adquisición y tratamiento de datos implantado en la instalación objeto de estudio, se puede concluir que, gracias a la sustitución del sistema generador térmico

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Geotermia

Figura 10. Evolución de los parámetros ambientales (temperatura interior y temperatura exterior) y de la potencia térmica entregada al sistema de calefacción radiante, a lo largo del primer trimestre de 2013 (Fuente: EnergyLab)

recurso geotérmico disponible en el subsuelo, este se confirma al obtenerse valores de SPF anuales superiores a 2,5.

anterior (caldera de gasóleo C) por un sistema de BCG (Bomba de Calor Geotérmica): • se han obtenido unos ahorros promedio en la factura energética de calefacción y producción de ACS superiores al 60%.

Así pues, se confirma la satisfacción de las demandas térmicas de la instalación con bajos costes de operación y obteniendo los niveles de confort requeridos, lo cual a su vez redunda en la satisfacción de propietarios y usuarios. Esto, junto con los datos y resultados presentados, da buena muestra de las importantes prestaciones que la tecnología de BCG ofrece y de los elevados ahorros energéticos, económicos y de emisiones contaminantes que puede llegar a suponer su implementación en combinación con sistemas de calefacción basados en superficies radiantes.

• se han obtenido unos ahorros promedio de emisiones de CO superiores al 80%. 2

Por otra parte, se puede concluir que, a la vista de las correctas temperaturas de trabajo del sistema y de los intercambios térmicos correspondientes, el sistema de BCG está correctamente dimensionado e implantado. Respecto al carácter renovable de esta instalación de bomba de calor que aprovecha el

[1] Directiva 2009/28/UE [2] Directiva 2010/31/UE [3] Directiva 2012/27/UE [4] IDAE (2011) [5] INEGA (2012) [6] 2013/114/UE [7] IDAE (2014) UNE 100715-1

Directiva del Parlamento Europeo y del Consejo, de 23 de abril de 2009, relativa al fomento del uso de energía procedente de fuentes renovables. Directiva del Parlamento Europeo y del Consejo, de 19 de mayo de 2010, relativa a la eficiencia energética de los edificios. Directiva del Parlamento Europeo y del Consejo, de 25 de octubre de 2012, relativa a la eficiencia energética. Análisis del consumo energético del sector residencial en España. Informe Final. Estudio sobre la eficiencia energética en los edificios de uso administrativo en Galicia. Decisión de la Comisión, de 1 de marzo de 2013, por la que se establecen las directrices para el cálculo por los Estados miembros de la energía renovable procedente de las bombas de calor de diferentes tecnologías. Prestaciones medias estacionales de las bombas de calor para producción de calor en edificios. Diseño, ejecución y seguimiento de una instalación geotérmica somera. Parte 1: Sistemas de circuito cerrado vertical.

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Geotermia

Micropilote geotérmico Ischebeck TITAN; cimentación termoactiva con intercambiador coaxial Alex Giménez; Geólogo, técnico-comercial Dpto. Micropilotes y Anclajes ISCHEBECK IBÉRICA, S.L. Carlos Arenas; Geólogo, Jefe Dpto. Micropilotes y Anclajes ISCHEBECK IBÉRICA, S.L.

En el ámbito de las cimentaciones termoactivas, existen los micropilotes autoperforantes ISCHEBEK TITAN cuya sonda coaxial permite el aprovechamiento de la energía geotérmica dentro de la propia cimentación profunda para la climatización, si no del 100% de la demanda energética, del mayor aporte posible, de la propia edificación. Se presentan los resultados de T.R.T de proyecto y un ejemplo práctico de aplicación conseguido. Introducción

las cimentaciones. Dentro de las cimentaciones profundas se ha extendido el uso de sondas en pilotes, pantallas y micropilotes. A continuación se muestran algunos ejemplos.

Una de las recientes aplicaciones dentro de la geotermia, es el aprovechamiento de las cimentaciones profundas proyectadas (pantallas, pilotes, micropilotes, y en general todas aquellas estructuras de hormigón armado de las cimentaciones), como elemento termoactivo; intercambiador de temperatura dentro de los sistemas de climatización geotérmica.Así pues, el elemento funciona como parte estructural de la cimentación y como sonda geotérmica, lo que permite un mayor ahorro y eficiencia en la inversión de la climatización de los edificios.

Pilotes

Se trata pues de aprovechar la energía geotérmica de muy baja entalpía, temperaturas inferiores a 25ºC, en la propia cimentación o elementos estructurales de las edificaciones construidas. Existen en el mercado toda una gama de soluciones de intercambiador en cuanto al aprovechamiento de la energía geotérmica de

Figura 1: imagen de un pilote de perforación in situ con sonda geotérmica

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Geotermia Desarrollo y proceso constructivo del micropilote geotérmico TITAN

Figura 2: pilote de hinca

de un proyecto de En el contexto investigación de Friedr. Ischebeck GmbH. con el soporte de la AIF (Federación Alemana de Asociaciones de Investigación Industrial), se realizó el siguiente proyecto; “Desarrollo de una combinación de Geotermia y un micropilote autoperforante como elemento portante, y optimización de la eficiencia energética.”, dando los ensayos de TRT(test de respuesta térmica) como resultado, los datos siguientes:

Tabla I: resultados de conductividad y rendimiento según longitud de los diferentes tipos de micropilotes ensayados

Micropilotes

El desarrollo tuvo lugar mediante la ejecución de un campo de pruebas de un total de 8 perforaciones de longitudes comprendidas entre 16 y 40 metros en un terreno de arenas saturadas en agua: 4 x TITAN 73/53 3 x TITAN 73/53 1 x Sonda Doble U

Material: aluminio Material: acero StE 460 Material: PEAD

Los resultados obtenidos son del orden o incluso mejores que los de las sondas tradicionales tipo doble U, dado que el acero tiene mejor conductividad térmica que el tubo PEAD. Con este avance, se pretende dotar a las posibles cimentaciones profundas mediante micropilotes con sistema autoperforante, de la posibilidad de climatizar la edificación, si no del 100% de la demanda en climatización, el mayor aporte posible, mediante energía geotérmica. Las demandas puntas pueden solucionarse con otro tipo de sistemas híbridos.

Figura 3: ejemplo de micropilote tradicional con sonda tipo doble U

El proceso constructivo de los micropilotes autoperforantes Ischebeck TITAN es el habitual y según el procedimiento ya conocido de Ischebeck TITAN; perforación e inyección

Figura 4: ejemplo de micropilote autoperforante Ischebeck TITAN con sonda coaxial

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geotermia lavando con agua el espacio interior de la barra.

Figura 5: proceso de perforación y barrido con lechada pobre

n Introducción de la sonda geotérmica / tubo

de plástico PEAD de Ø 32 mm. e=2,9 mm.

n Instalación de la cabeza de sonda - cabezal

distribuidor geotérmico (ver detalle de la figura 8).

Figura 6: proceso de inyección definitiva

Figura 8: detalle de la cabeza de sonda, con las conexiones de entrada y retorno

simultánea, dinámica y continua, con la salvedad que el primer tramo del micropilote tras la boca de perforación debe incorporar el pie de sonda (ver figuras 5, 6 y 7).

Figura 7: detalle del pie de sonda

Pasado un tiempo prudencial para que el cemento fragüe, se realizan las pruebas de estanqueidad y presión, Y finalmente, se recomienda para confirmar datos de proyecto la realización de TRT (test de respuesta térmica).

Ejemplo de aplicación

realizaron cuatro micropilotes geotérmicos coaxiales Ischebeck TITAN, que además constituían la cimentación de una grúa. La empresa Knabe Enders Dührkop Ingenierure GmbH, mediante el programa EED fue la encargada de calcular el potencial de intercambio térmico existente para su empleo en calefacción y su posible uso en modo de

Una vez acabada la perforación, se procede a:

n Inserción de la bola de cierre en el

fondo/interior de la barra – pie de sonda, para dejar el conducto limpio n Inserción de un tubo flexible hasta el fondo

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Geotermia

Figura 9: detalle de micropilote geotérmico coaxial Ischebeck TITAN 73/53

oscilación (calefacción y refrigeración). Los micropilotes Ischebeck TITAN 73/53 de unos 18,7 metros de longitud media se emplearon como fuentes de calor y sumideros de frío.

Tabla II: resumen de los resultados TRT de los micropilotes geotérmicos Ischebeck TITAN 73/53

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Geotermia Tabla III: parámetros básicos para los cálculos con EED

Tabla IV: Resumen de los datos de calefacción y refrigeración obtenidos

Para el cálculo de una instalación con sondas geotérmicas se debe conocer la demanda energética para calefacción y refrigeración y su distribución por meses.

73/53 muestra que es una solución óptima de cara al aprovechamiento energético de las cimentaciones profundas mediante micropilotes. Los ratios de extracción son incluso superiores a los obtenidos con micropilotes tradicionales.

En el cálculo mediante el programa EED se consideraron dos escenarios posibles de la cimentación geotérmica; el primero de ellos en funcionamiento monovalente para calefacción con los cuatro micropilotes, y el segundo en funcionamiento bivalente como almacenamiento oscilante (calefacción/refrigeración). Los parámetros empleados y los datos obtenidos se muestran a continuación.

La instalación en un único procedimiento de perforación e instalación de la sonda geotérmica supone una ventaja de rendimiento y de uso muy versátil, ya que no requiere de entubaciones ni revestimientos. Los micropilotes asumen cargas a tracción y/o compresión o combinadas cumpliendo con la normativa de referencia UNE EN 14199, y, a la vez, actúan de sondas de captación geotérmica.

La evaluación del sistema de micropilotes en el estudio junto con la utilización de cementos mejorados térmicamente proporcionó ratios de extracción del entorno de 100 W/m. Sin el empleo de cementos térmicamente mejorados, los ratios de extracción están en torno a 60 y 80 W/m.

Los valores son muy similares a los de las Sondas en Doble U y cumplen con la Directiva Térmica para Geotermia VDI 4640 Los costes suponen un ahorro del 25% en comparación con un sistema doble de cimentación más sonda termoactiva.

En función de los resultados se recomendó el funcionamiento según la segunda variante.

Conclusiones

La utilización de los micropilotes con sonda coaxial tipo autoperforante Ischebeck TITAN

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Maquinaria

Grandes expectativas, grandes resultados “Robustez y precisión no van de la mano” ¿No? ¿Seguro?

capacidad de descarga giratoria así que puede maniobrar en espacios realmente limitados.

Para conseguir realizar trabajos exigentes y de gran exactitud, AUSA ha diseñado dos Dumpers que cumplirán con las expectativas generadas. Hablamos de dos modelos concretos, el D 100 AHA y el D 120 AHG.

Ambas máquinas tienen tracción total y permanente a las 4 ruedas así que, añadido a su reducido tamaño, les hacen máquinas de alta precisión y robustez.

¿Qué tienen de especial?

El dumper D 100 AHA es el más pequeño del mercado. Hablamos de una máquina extremadamente compacta y robusta, capaz de trabajar en lugares realmente pequeños. Tiene una tolva con capacidad de hasta 1.000kg y puede recorrer los espacios más estrechos gracias a sus 110cm de anchura. De forma opcional, se puede pedir que el ancho sea de hasta 99cm. Este modelo también permite hacer descargas en altura.

Además, ambos productos son totalmente eficientes a nivel de tecnología ya que cuentan con transmisión hidrostática Bosch-Rexroth y ejes rígidos con reductores epicicloidales a rueda, mejorando de este modo la eficacia en la transmisión y ofreciendo una mayor robustez del conjunto.

El dumper D 120 AHG tiene 200kg más de capacidad que la anterior, pudiendo así llegar a transportar hasta 1.200kg. Aún y su capacidad, es una máquina de solo 120cm de ancho y con

Ambos vehículos funcionan con motor Kubota de bajo nivel de ruidos. Tienen un control extremadamente fácil gracias a su mono-mando joystick, con el que se puede controlar la máquina en su totalidad. Son máquinas muy estables a plena carga gracias a un peso distribuido de forma uniforme, esto es posible gracias a un doble contrapeso posterior que, además, actúa de protector contra posibles impactos.

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Revestimiento 3M™ Scotchkote™ 2400 para renovación de tuberías de agua potable Las compañías de agua se enfrentan a muchos desafíos en sus redes, desde tuberculación, corrosión, fugas, roturas, hasta problemas de calidad de agua. Hasta hace poco la única opción era el reemplazo total de la tubería. Ahora Scotchkote 2400 de 3M ofrece a las empresas de agua una alternativa al reemplazo o sustitución.

Para la protección contra la corrosión, fugas por poros, tuberculación y problemas de calidad de agua se aplica Scotchkote 2400 como un recubrimiento de película delgada (1-1.5mm) para resolver todas estas cuestiones en su red. Para las tuberías que están más deterioradas se aplica un revestimiento más grueso de acuerdo a unas tablas de referencia y se obtiene una solución que puede contener las presiones internas y tapar agujeros de hasta 5 cm. El revestimiento Scotchkote 2400 se puede aplicar a la mayoría de materiales de tubería, incluyendo hierro fundido, fundición dúctil, fibrocemento, tubos con de mortero cemento, tubos de PVC .El PVC y AC sólo se pueden aplicar con fines de mejora estructural.

El revestimiento con SK2400 puede mejorar la eficiencia operativa de los tubos, mejorando el factor C de la tubería originales. Esto a su vez disminuirá la energía requerida para bombear agua a través del sistema. Otros beneficios de revestimiento para fines de calidad del agua incluyen la eliminación de

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3M la necesidad de poner el tubo en derivación (bypass). El sistema SK2400 cura en menos de 2 horas y permite la puesta en servicio en el mismo día. El costo de instalación por metro lineal es considerablemente menor que otros métodos de rehabilitación de tuberías. El Revestimiento de mejora estructural proporciona contención de la presión interna al tiempo que mitiga los efectos de la corrosión a través de la pared en el sistema de tuberías. El SK2400 tiene propiedades que pueden extender la vida de los activos existentes de agua por 50 años. El Revestimiento SK2400 puede ser diseñado para: Sellar agujeros hasta 6 mm. y poros hasta 5 mm., mantener la presión interna en el tubo, resistir la presión hidrostática externa debido a las aguas subterráneas, resistir la presión negativa durante eventos transitorios, No está diseñado para resistir a una ruptura circunferencial en el tubo matriz, poros de más de 5 mm, diámetros mayores de 610 mm., pasar a través de curvas de más de 22.5 grados, o ser aplicada sobre agua estancada en el tubo. El Revestimiento 3M ScotchKote 2400 está aprobado para el contacto con agua potable en más de 22 países en todo el mundo. Hay más de 37 Km instalados en varias regiones del mundo.

El proceso de revestimiento incluye excavación, limpieza, inspección, aplicación en sí, y reconexión del suministro.

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Últimos avances para rehabilitación de sistemas de tuberías con tecnología sin zanja A su vez, debido al incremento de población e industria se requiere aumentar los caudales de las redes de tuberías y por ello utilizar métodos de rehabilitación que aseguren la menor reducción de sección posible.

La satisfacción de la población está estrictamente conectada con la calidad de vida, por ello el funcionamiento eficiente de las infraestructuras es un factor clave.

Actualmente, un tercio de los sistemas de tubería que nos encontramos en la mayoría de centros urbanos tienen más de 50 años. Esto lleva a que los materiales utilizados en los mismos no sean los más apropiados para ello y con el paso del tiempo la continua abrasión y corrosión den paso a filtraciones y roturas. Hoy en día los sistemas obsoletos llegan a causar hasta un 45% de pérdidas de fluido, generando costes, molestias a la población y problemas ambientales.

Precisamente debido al rápido crecimiento urbanístico y su antigüedad, los sistemas de tuberías se encuentran en zonas de difícil acceso o su reparación supone grandes costes económicos e incidencias en el tráfico. A su vez, debido al incremento de población e industria se requiere aumentar los caudales de las redes de tuberías y por ello utilizar métodos de rehabilitación que aseguren la menor reducción de sección posible. Precisamente debido al rápido crecimiento urbanístico y su antigüedad, los sistemas de tuberías se encuentran en zonas de difícil acceso o su reparación supone grandes costes económicos e incidencias en el tráfico. Para cubrir la necesidad de rehabilitación sin necesidad de abrir zanja y con ello cortar el tráfico, el suministro durante largos periodos, producir contaminación acústica, invertir en

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Grupo Quero nuestras necesidades sino elegir el material adecuadamente. Se perderían todos los beneficios de la aplicación si se instalase un material que no nos proporcionase durabilidad y la calidad necesaria, ya que tendríamos que volverlo a rehabilitar o reparar al cabo del tiempo y reduciríamos la sección. Por eso, se recomienda el uso de productos plásticos de alta calidad que cumplan con los requisitos de la aplicación. Los tubos de material plástico son la solución perfecta: n Ligero y flexible (resistente a terremotos) n Buenas propiedades de abrasión n Dura más de 100 años (*Con agua a 20ºC) n Termosoldable (misma resistencia en punto de soldadura que en tubo) n Alta resistencia al crecimiento de grietas n A prueba de roedores n Resistente UV n Evita sedimentación debido a su baja rugosidad n Resistencia a gases corrosives Dentro del material plástico, el más recomendado es el HDPE (Polietileno de alta densidad). Esta materia prima ha ido evolucionando con los años mejorando sus características, el PE80 ha quedado desfasado y en cambio tras el PE100 / HDPE se ha conseguido obtener un material más resistente a cargas puntuales llamado PE100RC (crack resistance).

Tuberías de hormigón y acero dañadas por sedimentación y corrosión

nuevo pavimento… se desarrollaron en los años 70 diversos métodos de rehabilitación sin zanja. Este tipo de rehabilitación se puede realizar en el interior de tubos de cualquier material, los más comunes son el hormigón, acero, hierro fundido y cerámica.

Este nuevo material nos da la comodidad de no tener que preocuparnos por un posible daño por cargas puntuales o la formación de grietas. Sus modificaciones químicas han hecho que se pueda instalar en zona con terreno agresivo (rocas) o para métodos de instalación donde haya restos de tubería antigua (Perforación horizontal).

Materiales

Cuando se decide rehabilitar una tubería, no solo hay que decidir qué método se ajusta a

Otro material usado en este tipo de instalaciones es el PEX (Polietileno de

Comparación rehabilitación estándar y sin zanja: Entre otros beneficios, con estos métodos de instalación solo se necesitan salidas de alcantarillado o pequeños pozos de registro.

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restos de la tubería anterior podrían arañar o agrietar la nueva tubería creando puntos débiles, por ello es fundamental usar un material preparado para esta instalación. Como ventaja, permite aumentar la sección del nuevo tubo hasta un 40%.

Comparación de mejora de propiedades de distintas generaciones de polietileno

Tuberías recomendadas: PE100RC y PE100RC revestida de PP Directional drilling Se trata del mismo método que “Pipe bursting” pero sin romper la antigua tubería. Tuberías recomendadas: PEX, PE100RC y PE100RC revestida de PP

Comparación de ensayo de punción. Izquierda tubería PE80 con capa de PP (fallo interno y externo), derecha tubería PE100RC (sin fallo)

estructura cruzada), tiene las propiedades de resistencia a la presión mejoradas.

Slip-lining Este método se realiza deslizando el nuevo tubo por el interior del antiguo usando unos distanciadores. Su problema es que reduce considerablemente la sección.

Métodos de instalación

Pipe Bursting Es el método más agresivo, ya que un cabezal metálico, al que va enganchada la tubería que queremos introducir, irá rompiendo la antigua tubería y a la vez introduciendo la nueva. Los

Tuberías recomendadas: PE100/HDPE, PEX, PE100RC

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Grupo Quero Tuberías recomendadas: PE100/HDPE Si hacemos un comparativo de coste de instalación (HDPE DE-50mm), comprobamos que en relación a la instalación con zanja abierta (open cut), se ahorra con cualquiera de ellos casi un 50%.

Closefit-lining/Swage-lining Es el método más novedoso, se introduce el tubo con la sección reducida de fábrica (hasta 400mm) o reducida in situ (400-2200mm) y posteriormente se sellan los extremos y con ayuda de vapor o agua vuelve a su posición original por el efecto memoria del PE.

Nuevos productos

Para aquellas instalaciones en que no sea sencillo ninguno de los métodos anteriores debido al deterioro del tubo anterior, forma no redonda de la sección del tubo, mayor diámetro (>1m) o simplemente porque resulte más cómodo presentamos un nuevo método de rehabilitación.

Se trata de láminas protectoras de hormigón con pernos de anclaje coextruidos en forma de V que garantizan un anclaje óptimo al hormigón incluso con diferentes coeficientes de expansión. Dependiendo de los requisitos existen diferentes formas de pernos con diferentes resistencias mecánicas.

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Fuente: Walton, GPPA Conference, 2009

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Post No-Dig Madrid 2014 Si el tubo estuviese demasiado dañado se podría introducir un preliner para evitar la salida de hormigón.

La lámina plástica protectora de hormigón garantiza la resistencia a la corrosión, abrasión y fugas, a su vez el hormigón le da la resistencia mecánica necesaria. Para aquellas instalaciones con problemas por la cantidad de sedimentos, hay disponible una lámina de protección de hormigón con superficie con escamas que provoca turbulencias que eliminan los sedimentos 8 veces más rápido que una lisa.

Estas láminas están disponibles entre 2,5 y 12mm de espesor en función de la instalación y pueden tener distintos acabados (colores, antideslizante, autolimpieza…)

Soldaduras

Para soldar tuberías de rehabilitación los métodos apropiados serían electrofusión o soldadura a tope, dependiendo del espacio que se tenga en obra y los diámetros.

Para instalarlo, se suelda la lámina en forma circular con el diámetro del tubo y se introduce de alcantarilla a alcantarilla (con los pernos hacia el exterior). Posteriormente se infla dentro del tubo (con aire o agua a presión) con los extremos sellados y se introduce entre la lámina y el tubo antiguo un mortero fluido. Se espera a que seque y ya se tiene un nuevo tubo a prueba de fugas y resistente.

La electrofusión nos evitaría comprar varias maquinarias para diferentes diámetros ya que el propio accesorio es la máquina de soldadura y además nos ahorra tiempo de instalación.

Soldadura por electrofusión

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Grupo Quero La soldadura a tope es cómoda para instalaciones de tuberías con las mismas dimensiones y nos ahorra accesorios para unir tubo con tubo.

Soldadura atope

Resumen de posibles productos aplicables Tubería de HDPE/PE100

Tubería de PE100RC

Tubería Sureline®

Tubería PEX

Lámina protectora de hormigón Suregrip®

Lámina protectora de hormigón Suregrip® Autolimpieza

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Una APP para evaluación de costes

Es cada vez más importante para un responsable de servicio de proyectos, determinar que recursos dedicar a qué tipo de obra. La realización de costosos estudios preliminares, implica una merma en el desarrollo real de proyectos. Como determinar si una obra se debe realizar con zanja o sin zanja, además teniendo en cuenta conceptos tan novedosos como es el desarrollo de las Smart Citys, considerando: costes energéticos, CO2, costes de tráfico, vertidos… La solución: “Una App para evaluación de costes”

La ponencia trata de la descripción de una aplicación para “android” que permitirá tener una comparativa inmediata de los distintos costes de realización de obra. Esta aplicación podrá ser perfectamente adaptable a las distintas formas de trabajar de las empresas o administraciones que gestionen obras de canalización. Con solo introducir los datos de: longitud, profundidad, diámetro,ubicación y tipo de calzada, se podrá comparar los costes de una obra con zanja frente a una realización sin zanja. diciembre 2014

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Aguas de Murcia 1. Introducción

los coste asociados a la ralentización del tráfico (ver referencias) son los empleados para determinar el coste indirecto debido al tipo de alteración en el trafico provocado por la realización de obras en la calzada.

Los costes en la realización de obra normalmente solo tienen en cuenta los gastos originados por la realización por parte de una empresa contratista de obra civil, de la instalación mediante apertura de zanja de un tramo de tubería. A esto gastos se le suma una pequeña parte debido a la solicitud de permisos y tasas. Esta aplicación nos va a permitir considerar otros factores y compararlos con el uso tecnología sin zanja. La realidad actual es otra y se deben considerar los costes indirectos asociados a la ejecución de obras.

2.2.2. Otros costes asociados a la ejecución También se produce un aumento de las emisiones de CO2 provocado por la ralentización del tráfico

3. Funcionamiento de la aplicación

2. Metodología de trabajo

La aplicación se ha desarrollado según el esquema MODELO-VISTA-CONTROLADOR, por lo que es fácilmente adaptable a otros entornos móviles (IOS, Windows mobile...) e incluso a sistemas de escritorio (Windows, linux, OSX...), ya que además el modelo de datos está programado en Java.

Estudiaremos pues, los costes tanto en zanja como sin zanja, según tres criterios sucesivos de ponderación: 2.1. Valoración económica simple: comparación de los costes DIRECTOS de la ejecución de la obra. Estos vendrán determinados por las características propias de cada empresa en función de las exigencias derivadas de las ordenanzas municipales y de la normativa vigente. Por otro lado se introduce la oferta presentada por la empresa que ofrece tecnología sin zanja.

Esquema aplicación

2.2. Valoración económica compuesta: valoración económica simple + valoración energética (coste del CO2 emitido directamente en la ejecución de la obra) El estudio de coste de CO2, se ha realizado utilizando la metodología propuesta por la “Guía práctica para el cálculo de emisiones de gases de efecto invernadero” editada por la oficina catalana del CanviClimàtic 2.3. Valoración económica (directa e indirecta) + valoración de los costes energéticos indirectos provocados por la ejecución de la obra, según:

2.2.1. Coste de ralentización de tráfico Los estudios de SusanTighe, ThomasLee, RobertMcKim y RalphHaas, sobre el estudio de

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Post No-Dig Madrid 2014 El esquema funcional del modelo de datos se muestra en la siguiente figura:

n n n n n

Esquema funcional

Diámetro de la conducción en mm. Longitud total de la calle en metros. Anchura de la calle en metros. Tipo de zona. Tecnología empleada.

Por último se selecciona el tipo de tecnología sin zanja a emplear.

El interfaz del programa se ha dividido en tres pestañas principales, una de introducción de datos, otra de resultados detallados y otra de resultados gráficos. Datos necesarios: El usuario debe introducir los siguientes datos: n Longitud de la obra en metros. n Profundidad media de la obra en metros.

Al pulsar en el botónCalcular, los dato son introducidos en los módulos que calculan el presupuesto con tecnología sin zanja y mediante método tradicional y se muestra inmediatamente el resultado en pantalla. Si nos movemos a la siguiente pestaña podemos ver los resultados detallados del presupuesto, incluyendo la parte correspondiente con los costes sociales. La siguiente pestaña muestra un gráfico comparativo entre las diferentes tecnologías según la profundidad. Es posible modificar los precios utilizados para calcular los presupuestos, para ello hay que entrar en las opciones del programa.

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Aguas de Murcia

Referencias

n TigheSusan, LeeThomas, McKim Robert y

HaasRalph:Traffic delay cost saving associated with trenchless technology. Journal of infrastructure system/june 1999

n Knight Mark, Rehan Rashid, O’Sullivan David:

Environmental Benefits of Using Trenchless Technologies.

n 3rd Brazilian Congress of TT, 1st No-Dig

Latin American Edition.February 13-15 2008 Sao Paulo BRAZIL.

n ISTT, Trenchless technologies Resource

Centre, Guidelines, Social cost and environmental Impact Sustainability. October 2006

n Apeldoorn Steve: Comparing the cost –

Trenchless versus traditional methods

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Ice Pigging. Técnica Sin Zanja para limpieza de tuberías a presión

Ice Pigging es un nuevo método de limpieza de conducciones que utiliza hielo líquido para eliminar biofilm y sedimentos del interior de tuberías a presión. Puede ser utilizado en redes de abastecimiento para eliminar dicho biofilm de manera eficaz así como para reducir los procesos de turbidez, y en redes de saneamiento para eliminar depósitos acumulados mejorando así la eficiencia, entre otros, de bombeos. La introducción del Ice Pigging en la industria supone un cambio significativo en la manera en las que las tuberías se pueden limpiar, operar o preparar para su uso. Los beneficios del uso del hielo son numerosos. Se inserta en las tuberías a través de los accesos existentes como hidrantes, efectivo como una esponja, rápido – el proceso no corta la red prolongadamente, solo unas horas – y no conlleva ningún riesgo. En el caso poco probable de algún imprevisto solo hay que esperar a que el hielo se derrita. 1. Introducción

los problemas de sedimentación; primero se trata de evitar que las partículas entren en la red de abastecimiento; segundo evitar que las partículas en suspensión se depositen y por último eliminar los sedimentos presentes en la red. La tecnología Ice Pigging se centra en este último punto.

desarrollados, como Australia, muchos sistemas de distribución son objeto de las quejas por parte de los consumidores, muchas de ellas relacionados con la turbidez. Este hecho sucede cuando los sedimentos acumulados son perturbados y entran en suspensión llegando finalmente al consumidor. Aunque la mayoría de las compañías afirman que este fenómeno no representa ninguna amenaza para la salud, el agua presenta un aspecto poco apetecible y muchos organismos reguladores de la calidad del agua están comenzando a adoptar medidas sancionadoras contra los proveedores de agua que permiten que se produzcan estas incidencias. Las compañías de agua han desarrollado una serie de medidas para reducir

Actualmente hay tres métodos de limpieza disponibles, todos ellos con limitaciones. El método Flushing requiere grandes volúmenes de agua y solo está disponible en conducciones de diámetro inferior a 150 mm. Este método se centra en conseguir las condiciones hidráulicas iniciales retirando del interior de la tubería las partículas que causan los sedimentos pero normalmente no se consigue eliminar del todo los depósitos de sedimentos. De hecho, este

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Figura 1 Columna de hielo a través de curvas y cambios de diámetro

método para conseguir los resultados adecuados, necesita una gran cantidad de tiempo en la que muchísima agua es desperdiciada, lo que puede llevar a una percepción pública negativa, especialmente en zonas donde el agua es un bien escaso.

esta técnica suelen llevar varios días lo que se traduce en una larga interrupción del servicio o la necesidad de realizar derivaciones alternativas que incrementan el coste de la actuación. Ice pigging proporciona una manera simple y efectiva de limpieza de conducciones logrando un excelente rendimiento de forma rápida, eficiente y respetuosa con el medio ambiente. Debido las propiedades rascadoras del hielo granizado y a su capacidad para adaptarse a la topología de la conducción se forma un “tapón” que proporciona un mayor poder desincrustante en las paredes de la tubería Esto también significa que el hielo puede ser introducido a través de pequeños puntos de entrada y se expandirá a la topología existente, eliminando así la necesidad de grandes y costosos trabajos auxiliares.

Air scour implica el aislamiento de un tramo dado de tubería. Se inyecta aire a alta velocidad a través de ella para acelerar el proceso de suspensión. Está considerado como un método más eficaz que el Flushing, ya que crea una mayor perturbación en el tubo y levanta un mayor volumen de sedimentos. Air scour es un método agresivo que se ha vuelto poco popular en ciertos países en los últimos años debido a la preocupación que surge al incrementarse las tensiones adicionales en la red durante este proceso. En algunas compañías de agua este método ha sido prohibido debido a estos esfuerzos y a las dificultades que presenta la inyección de aire en la red. Este método también se limita a tuberías de mediano y pequeño diámetro. Swabbing consiste en introducir una esponja a través de la tubería con el fin de empujar o limpiar cualquier material suelto. Swabbing, si bien no está limitado por el diámetro del tubo, presenta inconvenientes al existir riesgo de que la esponja se quede atrapada o perdida dentro de la red. Swabbing es un método costoso debido a la obra necesaria que conlleva introducir y retirar la esponja y al ser el tubo vaciado y llenado un número de veces, utiliza una cantidad de agua considerable. Los trabajos con

Figura 2 Granizado de hielo utilizado en Ice Pigging

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Post No-Dig Madrid 2014 2. ¿Cómo se realiza Ice Pigging?

La tecnología Ice Pigging se basa en la comprensión y el aprovechamiento de los beneficios que otorga la compleja y específica ciencia del campo de los semi-sólidos y, en particular, el hielo líquido. La Universidad de Bristol, últimos investigadores de la tecnología y su aplicación, ha pasado varios años investigando los efectos variables sobre la fuerza de desincrustante, la viscosidad, propiedades de transferencia calorífica y la capacidad del hielo para recoger sedimentos cuando la cantidad de hielo y partículas suspendidas son variables.

Ice Pigging es una técnica especializada que requiere una planificación cuidadosa, tanto en el proceso de fabricación de hielo, tanto en el proceso de limpieza una vez el hielo está listo para inyectarse. 2.1. Fabricación de hielo La utilización de granizado líquido en la técnica Ice Pigging requiere de cálculo correcto y de una planificación meticulosa para garantizar la consistencia y la cantidad de hielo. La cantidad de hielo a utilizar ha de tener en cuenta el tamaño y longitud de la tubería a limpiar, la cantidad de hielo que es probable que se funda de manera que quede una cantidad de hielo utilizable en el punto de salida de la tubería. El hielo debe recoger y llevar los sedimentos, biofilm y demás elementos dentro de la tubería en todo su recorrido por lo que debe haber suficiente hielo en la salida para garantizar que éstos se han eliminado correctamente.

Los beneficios de este método se basan en aprovechar las propiedades de ambos estados físicos. El hielo es bombeable y se adapta a la topología del medio gracias a sus propiedades líquidas, y sin embargo se comporta como un sólido en la tubería proporcionando una tensión de desincrustación mejorada y, por tanto, un poder de limpieza mayor. Las ventajas potenciales de esta tecnología son considerables, el bloque de hielo no se queda atascado (finalmente se derrite), la reducción del consumo de agua, mucho menos que en otros métodos, y su capacidad de adaptarse a cualquier topología de red con un mínimo costo en la entrada y extracción del hielo.

La cantidad de hielo que pueda fundirse depende de factores tales como la temperatura del agua en la tubería, el material de la misma, y la velocidad a la que el hielo puede empujarse. La temperatura ambiente solo tiene efecto moderado sobre la cantidad de hielo a inyectar aunque sí tiene un efecto considerable en el tiempo a emplear para su fabricación.

Un total de más de 450 kilómetros de tuberías se han limpiado mediante Ice Pigging en todo el mundo hasta la fecha. El mayor diámetro sobre el que se ha actuado es de 600 mm, y la longitud más larga limpiada en una sola inyección es de 4500 metros en tan solo cuatro horas en Gales, Reino Unido.

En limpiezas de redes de agua potable, el hielo utilizado debe cumplir y hacer frente a los rigurosos requisitos establecidos para el agua de consumo humano. El hielo utilizado puede ser tratado con cloro, para ello, se fabrica con máquinas construidas a partir de materiales de acero inoxidable para usos alimentarios.

Figura 3 Ejemplo de equipo de fabricación de hielo de acero inoxidable ‘Food Grade’

2.2. Transporte de hielo e inyección El hielo es transportado en grandes tanques de acero inoxidable hechos para tal fin. Las cantidades de hielo necesario para cada actuación varían entre 1000 y 25000 litros e incluyen bombas para evitar la separación entre hielo y líquido. El hielo se debe agitar constantemente para asegurar la consistencia adecuada. Estos tanques están aislados y pueden contener el hielo hasta 18 horas antes de ser utilizado.

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2.3. Monitorización del proceso Pasos para una limpieza de éxito mediante Ice Pigging:

5. La boca aguas abajo se abre paultianmente para introducir el flujo, la columna de hielo comienza a moverse a lo largo de la conducción como resultado de la presión de la red. A medida que pasa el hielo recoge los sedimentos y biofilms presentes.

1. La tubería principal a limpiar debe ser aislada, de manera que no haya flujo pasando a través de este tramo. Para ello normalmente se cierra la válvula de aguas arribas y aguas abajo.

6. En la boca aguas abajo, una unidad de instrumentación especialmente diseñada, es utilizada para monitorizar los parámetros clave de la operación, comprueba que la velocidad y el avance del hielo se hace correctamente. En el punto en el que el instrumento indica la presencia de hielo, el flujo se desvía a un tanque de residuos para su adecuada eliminación.

2. El hielo se introduce a través de un hidrante aguas arriba; el hidrante de aguas abajo se abre para permitir la salida del hielo. 3. Después de inyectar el hielo ambas bocas de incendio se cierran. 4. La válvula aguas arriba se abre por completo y la sección a limpiar es completamente presurizada.

Figura 5 Ice Pigging actuando

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Figura 4 Unidades de transporte de Ice Pigging de capacidad 10,000 and 15,000 litros

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Post No-Dig Madrid 2014 2.4. Éxito en la medición Los parámetros de rendimiento y características del flujo antes y después de la actuación se pueden medir con la unidad de instrumentación diseñada para tal fin.

Date: 26 Nov 2012 Material de tubería: Fundición dúctil (Epoxy) Longitud tubería: 1908 m Diámetro: 300 mm 3.1. Duración y cronología La cantidad de interrupciones con la técnica Ice Pigging es considerablemente menor que en el resto de métodos. El ejemplo descrito es muestra de los tiempos empleados cuando la operación es planificada y realizada por un equipo experimentado. Es habitual que la tubería a limpiar esté fuera de Servicio durante menos de cuatro horas, un tiempo estándar de aviso al cliente en muchos países. 3.2. Resultados cuatificables Durante la operación la medición de la serie de parámetros se obtienen tanto por la unidad de instrumentación como por muestras recogidas manualmente por los operarios que luego son analizadas en laboratorio para la determinación de parámetros.

Figura 6 Parametrización de la operación analizador Ice Pigging

Estos parámetros se pueden obtener mediante la recopilación de muestras de hielo cuando sale de la tubería. La carga de sedimentos en las muestras se puede medir y así determinar la masa de sedimento eliminado en la operación.

Analizando las muestras de sedimentos, junto con la temperatura del agua y el caudal, podemos crear una imagen y averiguar en qué momento se eliminó la mayor parte del sedimento y cuánto tiempo emplea el hielo en retirarlo. La cuantía total de sedimento se puede estimar como volumen de sedimento eliminado por kilómetro limpiado de tubería. Esta medida es útil como referencia para comparar con operaciones similares. La operación media suele eliminar entre 10 y 20 kilogramos de sedimento por kilómetro y

3. Resultados

Una típica operación de limpieza mediante Ice Pigging producirá los siguientes resultados (ejemplo tomado de una actuación realizada en Reino Unido por Northumbrian Water Limited).

Figura 7 Cronología de la operación 26 Nov 2012

Figura 8 Muestras de sedimentos recogidos durante la operación

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puede ser un claro indicador de la cantidad de sedimentos acumulados en partes concretas de la red lo que es una información muy valiosa para las compañías de aguas. Por último, para la prueba definitiva de la eficacia del proceso, cortes de tubería pueden ser tomados tanto antes como después de la operación. La figura 10 muestra el tubo antes y después de la operación descrita anteriormente.

Figura 9 Carga de sedimentos eliminado por el hielo

Figura 10 Tubería antes de limpiar (izquierda) y después (derecha)

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Post No-Dig Madrid 2014 4. Limpieza redes alcantarillado (Bombeos)

abastecimiento o a bombeos de aguas residuales. Puede ayudar a eliminar la acumulación de biofilm y sedimentos en tuberías de abastecimiento que potencialmente pueden llegar al consumidor. En bombeos de aguas residuales se puede utilizar para mejorar la eficiencia del bombeo en torno a un 30%.

Por su propia naturaleza los bombeos en el saneamiento, tuberías forzadas y conducciones a presión contienen fluidos que circulan en regímenes de máxima presión. Por esta razón Ice Pigging es igualmente aplicable y ofrece los mismos beneficios que en tuberías de abastecimiento. Lógicamente la razón de la limpieza de estas conducciones de saneamiento no se realiza para mejorar la calidad del agua, pero la acumulación de basura y residuos en el interior de estas conducciones puede tener un efecto muy perjudicial en el funcionamiento normal de la tubería y la eficiencia del bombeo con el tiempo.

Cuando comparamos esta técnica con otras técnicas de limpieza actuales, es a menudo un sistema más rápido, ofrece menores riesgos para la conducción, el consumo de agua se reduce considerablemente y en la mayoría de los casos es más rentable económicamente. La operación se lleva a cabo utilizando un equipo de fabricación homologado para uso alimentario especialmente diseñado. Toda la actuación es monitorizada por un equipo analizador del que se extraen los resultados. Como valor orientativo podemos concluir que en conducciones de abastecimiento se eliminan normalmente entre 10-20 kilogramos de sedimentos.

La experiencia en la limpieza de bombeos de saneamiento mediante hielo no es tan amplia como en la red de agua potable, el principal inconveniente son los riesgos derivados de la toma de muestras y el contacto con las aguas residuales. Sin embargo, el proceso a seguir es de naturaleza similar al de redes de abastecimiento.

El granizado de hielo usado en el proceso es inyectado a través de hidrantes u otros accesorios habituales que se encuentran en las redes por lo que se puede considerar al Ice Pigging como una verdadera técnica de limpieza sin apertura de zanja.

Todas las operaciones que se han llevado a cabo por todo el mundo han demostrado una mejora en las condiciones de bombeo después de la limpieza, con aumentos en el caudal de bombeo de aproximadamente el 30%. Las grasas no parecen ser un problema notable (ver Fig 11), aunque es recomendable profundizar y seguir trabajando en esta área.

6. Referencias

Quarini, G (2001) “Ice-pigging to reduce and remove fouling and to achieve clean-in-place” , Applied Thermal Engineering 22(2002)

5. Conclusiones

Ice Pigging es una nueva técnica de limpieza de tuberías aplicable tanto a redes de

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Figura 11 Grasas eliminadas de la red de alcantarillado mediante Ice Pigging

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Uniones y conexiones en tuberías de PE para aplicaciones sin apertura de zanja

Los sistemas de tuberías plásticas, gracias a las características intrínsecas de estos materiales y su versatilidad, son ampliamente utilizadas en las distintas técnicas de instalación, renovación o rehabilitación sin zanja. Esta ponencia, enfocada a los sistemas de tuberías de PE, tiene por objetivo destacar la importancia de una correcta ejecución de las uniones de tuberías de PE utilizadas en aplicaciones sin apertura de zanja y presentar las diferentes soluciones que facilitan la conexión del sistema al resto de servicios, uniones universales para conectar tuberías de otros materiales como: fibrocemento, fundición, acero, etc., o necesidades de la red: acometidas, ventosas, válvulas… Para garantizar una unión térmica de calidad, tanto de las tuberías como de los elementos, no sólo es importante utilizar productos de calidad sino que la unión debe ser ejecutada por profesionales cualificados y conocedores del correcto procedimiento de unión y sus particularidades.

1. Introducción

de estos sistemas de tuberías operan a las 4 a 8 bar. Algunas aplicaciones, sin embargo, requieren una presión de trabajo de 16 o 25bar (agua) y 10 bar (gas).

Las áreas de aplicación de los sistemas de tuberías de PE son numerosas y variadas, por ejemplo, distribución y servicios públicos de red de agua, líneas de alimentación en el tratamiento de aguas, procesos industriales y sistemas de agua de refrigeración, así como las solicitudes de extinción de incendios industriales.

Actualmente la normativa aplicable en Europa a los sistemas de tuberías de PE se resume en la Tabla 1. Son muchas las ventajas que ofrecen las tuberías de PE, es por ello que su utilización es cada vez mayor en multitud de aplicaciones; así

Los tubos de PE también se utilizan en la minería, para el transporte de aguas residuales y en la producción y suministro de gas. La mayoría

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Tabla 1. Normas de aplicación a tuberías de PE

como en operaciones No-Dig donde son comúnmente utilizadas gracias también a su gran flexibilidad, resistencia a la abrasión y su forma de unión. Así mismo, las tuberías de PE tienen una alta resistencia a impactos bruscos o a elevadas tensiones instantáneas. Incluso a muy bajas temperaturas, las tuberías de polietileno resisten golpes e impactos sin problemas de fisuración. Todas estas ventajas unidas a otras muchas hacen que se utilicen cada vez más las tuberías de PE en los diferentes tipos de instalaciones sin apertura de zanja.

Figura 1. Utilización de tuberías de PE en diferentes tipos de instalaciones No-Dig.

En cualquier tipo de conducción de cualquier fluido, ya sea gas, agua e incluso combustibles líquidos o fueles, “no hay mejor unión que la que no existe” y esto sucede con las tuberías de PE.

elección depende en gran medida de las condiciones reales, es decir, la cantidad de espacio disponible y la accesibilidad.

Para poder beneficiarnos de todas las ventajas y óptimo comportamiento a largo plazo de los sistemas de tuberías de PE, es importante, que a la hora de unir las tuberías de PE e insertar accesorios u otros elementos en la canalización, conocer el correcto procedimiento de unión y seguir los pasos adecuados, por lo que es altamente recomendable que su instalación sea realizada por personal cualificado.

2.1 Soldadura a tope De manera resumida, la soldadura a tope de las tuberías de PE consiste en calentar los extremos de los tubos a unir con una placa calefactora que está a una temperatura de 210±10 ºC, y aplicar, a continuación, una determinada presión cuyo valor está normalizado, hasta su fusión y posterior unión y enfriamiento de ambas partes, bajo presión controlada. Los accesorios a utilizar cuando se emplee este sistema de unión podrán ser inyectados o manipulados.

2. Procedimientos de soldadura térmica

Los sistemas de unión más habituales de las tuberías de PE son la fusión a tope y la electrofusión. Ambos métodos tienen sus ventajas y se realizan directamente en obra. La

Con este método sólo pueden soldarse tubos y/o accesorios del mismo diámetro y espesor.

Figura 2. Representación de soldadura a tope

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Figura 3. Procedimiento de unión por soldadura a tope.

La máquina para soldadura a tope, en servicio, está expuesta a esfuerzos, a alta manipulación (posibles golpes, utilización por distintos operarios,...), a las inclemencias del tiempo, polvo, etc. y es obvio que para realizar una soldadura correcta no basta con que el operario esté perfectamente formado, sino que la maquinaria esté en perfectas condiciones.

Equipos de soldadura a tope Hay muchos equipos de soldadura a tope disponibles en el mercado, si bien, en cualquier caso, deben disponer al menos de los siguientes componentes (además del necesario material de limpieza) y debiendo cumplir, en cualquier caso, con lo especificado al respecto en la Norma ISO 12176: n n n n

Por lo tanto, para asegurar una óptima operatividad de estas máquinas es importante que éstas sean inspeccionadas y ajustadas periódicamente. Esta revisión debe ser realizada por el fabricante de la maquina o por un representante autorizado al menos una vez al año.

Mordazas adecuadas al diámetro a soldar. Refrentador. Placa calefactora eléctrica. Fuente de energía (red o grupo electrógeno).

La placa calefactora debe ir revestida con PTFE, revestimiento antiadherente.

Procedimiento de unión por soldadura a tope La soldadura a tope comporta las siguientes fases: 1. Corte de los tubos. 2. Refrentado de los extremos. 3. Calentamiento de los extremos. 4. Unión de los extremos fundidos. 5. Enfriamiento.

Las máquinas más modernas y evolucionadas para la soldadura a tope de tuberías de PE incorporan en su diseño avances tecnológicos que facilitan enormemente la ejecución y minimizan la intervención humana garantizando un proceso de soldadura de acuerdo con los parámetros de la normativa: n Disponen de un lector de banda magnética

Existen distintos procedimientos normalizados para la realización de la soldadura a tope de tubos de PE. En España el procedimiento más habitual es el de baja presión single (norma UNE 53394 similar a la norma alemana DVS 2207) con ciclos de calentamiento, presión y enfriamiento que siguen una gráfica como la descrita a continuación en la Figura 4.

para captar a través de una tarjeta específica la información que establece los parámetros de fusión.

n Posibilidad de detectar y registrar como

error en la soldadura que los tubos hayan sido liberados de las mordazas de fijación antes de finalizar por completo el ciclo de soldadura, o si ha existido suspensión eléctrica durante el proceso de fusión.

2.2 Soldadura por Electrofusión La soldadura por electrofusión es una técnica que se emplea para unir unos accesorios específicos, conocidos como electrosoldables a conducciones de PE. Esta técnica se basa en hacer pasar una corriente de

n Van equipadas con una memoria capaz de

almacenar los datos de un gran número de uniones para posteriormente poder volcar en un PC la información básica de la soldadura (trazabilidad).

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*T1 = Tiempo para la formación del labio de soldadura (hasta una altura h) T2 = Tiempo de calentamiento T4 = Tiempo para alcanzar la presión de soldadura T3 = Tiempo de retirar placa T5 = Tiempo de enfriamiento

Figura 4. Esquema de tiempos y presiones de la soldadura a tope a baja presión single.

de dos grandes tipos: monovalente o polivalente, debiendo cumplir en cualquier caso con lo especificado por la Norma ISO 12176-2.

baja tensión por las espiras metálicas que tienen en su interior los accesorios, originando un calentamiento del material por efecto Joule que provoca la soldadura del accesorio con el tubo introducido.

Las máquinas monovalentes sólo pueden funcionar para aquellos accesorios que funcionan con un único voltaje, generalmente a 40V y los parámetros de la soldadura (básicamente el tiempo) se pueden introducir bien manual o automáticamente.

La electrofusión permite unir entre sí tubos de diferente tipo de PE (PE 80 o PE 100, pero nunca PE 40) y de distinto espesor.

Se conectan los cables a los terminales del manguito y a continuación se introduce en la máquina el tiempo de soldadura necesario (el cual debe venir marcado en el accesorio, y es aplicable cuando se trabaja a temperaturas entre –5 y +45 ºC) y se arranca el equipo, asegurándose de que se completa el tiempo de fusión.

Figura 5. Representación de soldadura por electrofusión

Equipo de soldadura por electrofusión Para realizar una soldadura por electrofusión se requieren los siguientes equipos: n Material de limpieza. n Redondeador. n Rascador. n Alineador. n Máquina de soldadura por electrofusión. n Elementos a unir (accesorio electrosoldable y tubo). n Fuente de energía eléctrica (red o grupo electrógeno).

Las máquinas polivalentes, por su parte, pueden soldar accesorios de diferentes fabricantes y son generalmente automáticas, ofreciendo la posibilidad de operar directamente a través de lectores de códigos de barras o microprocesadores (incluso disponen a veces de una conexión a PC para el almacenamiento de los datos), de manera que el tiempo de fusión lo establece automáticamente la máquina, modificándolo según la temperatura ambiente medida por el propio equipo. Si, por el contrario, se está trabajando con máquinas manuales, y debido a que la temperatura

De todos ellos el más característico es la máquina de soldar; ésta puede ser, básicamente,

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Figura 6. Procedimiento de unión con accesorio electrosoldable

de los tubos y accesorios que se van a soldar influye en el tiempo de soldadura, es necesario cambiar el tiempo de fusión de acuerdo con las tablas facilitadas por el fabricante.

desfavorable (lluvia, nieve, etc.), instalándose si fuera necesario una caseta o paravientos a modo de protección. Los accesorios electrosoldables se suministran a obra en su embalaje original y no se deben manipular ni limpiar con líquido limpiador de PE, excepto en el caso de que se hayan tocado las zonas de soldadura; la tubería debe ser limpiada, raspada y vuelta a limpiar con líquido limpiador.

Las máquinas de última generación están equipadas con sistemas de adquisición automática de datos, bien sea por código de barras, tarjeta magnética o por identificación por contacto con los terminales de los accesorios. La lectura de los códigos de barras de los accesorios puede efectuarse mediante lápiz óptico o lector de barrido (escáner), debiendo poder hacerse la lectura incluso en condiciones adversas de iluminación como las que puedan darse en trabajos nocturnos. Suelen disponer también de elementos de control automático del ciclo de fusión, sin posibilidad de que el operario pueda alterar las fases del proceso. Así mismo, disponen generalmente de una pantalla que permite al operario comparar la información mostrada con las referencias del accesorio a instalar. En el mercado ya se encuentran maquinas con GPS, para poder realizar un trazado de la instalación.

La ovalación de los tubos a unir deberá estar dentro de los límites indicados en las correspondientes normas de aplicación. En caso contrario, es recomendable la utilización de un redondeador, siempre que el diámetro y las condiciones lo permitan. Procedimiento de soldadura por electrofusión La soldadura por electrofusión comporta las siguientes fases: 1. Corte de los tubos y limpieza de los extremos. 2. Raspado de los extremos. 3. Colocación del accesorio. 4. Soldadura.

Para un aseguramiento integral de la calidad, es importante la trazabilidad. Por ello, actualmente algunas máquinas disponen de un sistema de almacenamiento electrónico de información (parámetros críticos de la soldadura) que permite la trazabilidad.

Aspectos a tener en cuenta por ser causa de fallo o incorrecta soldadura: n NO RASCAR EL TUBO correctamente es la causa del 80% de los fallos n TENSIÓN DE ENTRADA DEL GRUPO ELECTRÓGENO INCORRECTA n Excesivo espacio entre el tubo y el accesorio n Movimiento durante la fusión n Tubo excesivamente ovalado n Apretar demasiado el alineador n Contaminación o suciedad de los tubos y/o accesorios n Preparación insuficiente (mirar con un espejo la parte inferior del tubo)

La electrosoldadura entre tuberías y accesorios es un sistema de unión seguro, económico y eficiente para la instalación de tuberías de PE. Gracias a la calidad estándar de los productos, utillajes y recursos, la unión es una práctica sencilla. Sin embargo, no se debe pasar por alto una preparación cuidadosa de las superficies de soldadura como requisito previo indispensable. Las zonas de soldadura deben protegerse contra la humedad con tiempo

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AseTUB n Rascar demasiado el tubo n Incorrecta introducción del tiempo en la

máquina

n Interrupción del ciclo de fusión

3. Inserción de elementos en redes de PE

Otra de las ventajas de las tuberías de PE es la gran cantidad y variedad de accesorios y soluciones de la que dispone el sistema. Siempre del mismo material; todo en PE. En una red no solo son interesantes los accesorios de unión si no que son necesarios también aquellos elementos que demanda la misma instalación como son: ventosas, conexiones a viviendas o valvulería. Para estos casos en el mercado se pueden encontrar, por ejemplo, tomas simples para diámetro exterior desde 63 a 2000 mm con salidas dependiendo del diámetro de la tubería de 63 hasta 500mm.

Figura 7. Tomas simples electrosoldables

3.1 Conexiones laterales La tendencia hacia la utilización de tuberías de polietileno (PE) en los servicios de agua y gas continúa. La red general de tuberías se conecta mediante soldadura a tope o por electrofusión. Pero conectar los ramales a las instalaciones de tuberías de PE nuevas o existentes es un reto particular. Para una conexión lateral en tuberías nuevas o existentes, se requería hasta ahora un complicado procedimiento a base de tes reducidas. Con la ayuda de las tomas simples (accesorios electrosoldables), los ramales pueden realizarse de una forma más fácil, rápida y económica.

Figura 8. Fijación y preparación de toma para su soldadura al tubo de PE

Las nuevas tomas simples para sistemas de tuberías de PE se basan en el principio de ofrecer un sistema modular de larga duración y fiabilidad. Son idóneas para grandes instalaciones de tuberías en aplicaciones de gas, agua e industriales en diámetros de hasta 2.000 mm y con salidas de hasta 500 mm. Este amplio rango es único en el sector de servicios públicos.

Únicamente se puede garantizar una conexión fiable y de alta calidad si se utilizan tuberías en perfecto estado (geometrías de tubo, baja ovalidad, superficies de tubería sin ranuras aplanamiento o incisiones), accesorios y herramientas adecuadas y el procedimiento de unión es llevado a cabo por profesionales y personal cualificado.

Estas tomas simples disponen de un diseño funcional y sus accesorios de fijación y sierras de mano, permiten un montaje rápido, fácil y seguro en la misma obra.Así mismo, la utilización de una herramienta adecuada para el pelado y preparación de la zona de fusión asegura un espesor de viruta consistente siendo un procedimiento más fácil y fiable que el raspado a mano.

Antes de la instalación, las tuberías deben ser comprobadas (daños superficiales, ovalidad…) así como las herramientas y maquinaria (los instrumentos, tales como indicadores de control para determinar la ovalidad y herramientas de redondeo y alineación, deben estar siempre a mano).

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Post No-Dig Madrid 2014 Otras ventajas adicionales ofrecidas por la instalación de estas tomas son el aumento de la flexibilidad en el posicionamiento de la tubería principal, tanto en dirección axial como radial, y el bajo peso de los componentes individuales (fácil manejo, ahorro en transporte…) Estas soluciones de conexión innovadoras ofrecen instalaciones flexibles, eficientes y económicas que pueden realizarse incluso en situaciones en las que el espacio es limitado.

Figura 9. Inserción de elementos laterales

3.2 Conexiones a tuberías de otros materiales Una vez instalada o rehabilitada una tubería, deberemos conectarla con las instalaciones a las tuberías existentes: ya sea tuberías de fundición, fibrocemento, PVC, acero etc.

En el desarrollo de este nuevo sistema de instalación de las conexiones laterales, las necesidades de los clientes han sido el foco principal. Los requisitos del cliente incluyen la instalación rápida y económica, la integración en las líneas existentes o nuevas instalaciones y la calidad fiable de la unión.

En la unión de tuberías de PE con tuberías de otros materiales debemos tener en cuenta sus diferentes características y dimensiones y especialmente considerar la dilatación de las tuberías de PE, por lo que las uniones universales no sólo deben de tener un amplio rango de unión, sino que además deben dispone de un sistema de anti-tracción.

Los accesorios para las tomas se fabrican para una dimensión de red específica. Esto asegura un ajuste anatómico óptimo en la tubería principal respectiva. Los componentes del sistema se han desarrollado en estrecha colaboración con los instaladores. Para hacer el trabajo de los operarios más fácil y contribuir a una instalación correcta y profesional. Siendo por lo tanto estos sistemas una verdadera alternativa a la tecnología de instalación convencional. Las conexiones pueden hacerse tanto las líneas existentes sin presión o bajo presión y no hay ningún factor de reducción de presión.

Para ello en el mercado puedes encontrar diferentes soluciones que de adaptan a distintos

Estos elementos permiten también la realización de una prueba de estanqueidad a través del extremo de espiga después de la fusión y antes de la posterior tapping. Las sierras de corona completan el paquete asegurando la óptima perforación de la tubería principal.

Figura 10. Diferentes materiales y dimensiones

La utilización de este tipo de tomas ha puesto en evidencia enormes ventajas. Se ha demostrado que el trabajo de instalación se reduce significativamente, pudiendo ahorrar hasta un 70% del tiempo de instalación. Así mismo, se obtienen reducciones de los costes de instalación, (incluyendo trabajos de excavación, costes de los accesorios y herramientas, así como los costos de mano de obra directa) que alcanzan casi un 80% frente a los procedimientos tradicionales.

Figura 11. Elementos de amplia tolerancia con sistema anti-tracción para tuberías de PE

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AseTUB materiales y diámetros y que sirven independientemente para gas como para agua.

Entidades colaboradoras:

Sevilla: EMASESA Madrid: Cefoim Córdoba: Aguas de Córdoba Emproacsa Barcelona: Applus-AGBAR Valencia: Aimplas-Aguas de Valencia n Asturias: EMA. Aguas de Gijón n Bilbao: Afonvi n n n n n

Estos elementos se pueden fijar en tubos de diferentes diámetros, con un máximo de 43 mm de diferencia en el diámetro. Además tienen la cualidad de poder soportar la dilatación que pueda producirse en las tuberías de PE. Para ello los accesorios tienen un sistema especial que agarra las tuberías sin que se produzca un deterioro en las mismas. La utilización de estos elementos universales de gran tolerancia y anti-tracción nos permitirá una reducción del stock de materiales. Además, la junta no se deforma por lo que la durabilidad de la pieza es la misma que la de las tuberías, más de 50 años, y no se necesita la instalación de dados de hormigón o anclajes y se reducen los tiempos de instalación. La gama es amplia en cuanto a figuras: manguitos, reducciones, codos, manguito portabrida, manguito portabrida reducida, tapones, tapones roscados...

El objetivo del curso es la mejora de la capacitación de los profesionales del sector en el correcto manejo e instalación de los distintos sistemas de tuberías de PVC, PE, PP y PRFV en las redes de abastecimiento, riego y saneamiento. El programa didáctico es muy completo y abarca entre otros aspectos: n Características generales de los materiales plásticos, conocimientos básicos de hidráulica e interpretación de planos, normativa de producto, certificación de calidad y legislación. n Gama de dimensiones nominales, sistemas y procedimientos de unión. n Transporte, recepción, acopio, instalación y ensayos a la red (presión y estanqueidad). n Seguridad laboral, medidas de prevención... y respeto al medioambiente.

4. Instaladores profesionales

Para poder garantizar una correcta instalación y las óptimas prestaciones de la conducción es necesario que los operarios tengan los conocimientos adecuados y capacitación necesaria para llevar a cabo las labores de instalación y unión de tuberías de PE.

El Carné profesional de Especialista en Instalación de tuberías plásticas que emite AseTUB se ha convertido en una acreditación de referencia en el sector, muy valorada tanto por los propios instaladores ya que para ellos es una manera de demostrar su profesionalidad y buen hacer, como por las empresas gestoras de las redes que están exigiendo esta acreditación a todos aquellos operarios que trabajan en sus obras.

Es por ello que desde 2004 AseTUB (Asociación español de fabricantes de tubos y accesorios plásticos) tiene implementado en España un programa de formación y cualificación de profesionales en la instalación de los diferentes sistemas de tuberías plásticas para redes de abastecimiento, riego y saneamiento, que desde entonces permite la obtención del Carné de Especialista en Instalación de Sistemas de Tuberías Plásticas. Actualmente son cerca de 1.500 los instaladores que han pasado por los cursos y son titulares de este Carné profesional.

5. Referencias

n AseTUB (2008). Tuberías de PE. Manual técnico. AENOR Ediciones. n AseTUB (2012). Manual de instalación de tuberías plásticas. Abastecimiento, riego y saneamiento. n AseTUB (2012). Trazabilidad en conducciones soldadas de tuberías de PE. InfoTUB 12-001 (oct. 2012). n AseTUB (2013). Informe Técnico. Soldadura térmica en tuberías de polietileno (PE) (jul. 2013).

En esta iniciativa de AseTUB colaboran distintas entidades comprometidas también con la calidad, compañías de agua y entidades formadoras que son las que imparten este curso especializado y de alto contenido práctico.

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Figura 12. Anverso y reverso del Carné de instalador de tuberías plásticas

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Neodren® & Neodren Plus®: Soluciones integradas y sostenibles para la captación de agua marina

Catalana de Perforacions SA ha desarrollado dos sistemas eficientes y ecológicos destinados a la captación y suministro de agua marina para múltiples usos. ® Por un lado, Neodren se orienta a grandes instalaciones tales como plantas desalinizadoras, piscifactorías y plantas petroquímicas. Está basado en la captación de agua marina a través de un abanico de drenes horizontales excavados en el subsuelo marino desde la línea de costa, siendo capaces de suministrar un caudal de agua continuo y de alta calidad sin afectar a la flora y fauna circundantes. ® Por otro lado, Neodren Plus se perfila como una solución a pequeña escala, como por ejemplo: explotaciones agropecuarias y poblaciones aisladas. Aunque toma como referencia la tecnología Neodren®, precisa solamente de un único dren. Además, integra una planta desalinizadora portátil capaz de producir agua potable conforme a los estándares requeridos tanto para consumo humano como irrigación. Finalmente, en caso de que la demanda de agua potable se incrementase, la instalación puede también aumentar su capacidad, pues Neodren Plus® es una solución expandible. Ambos sistemas han hecho de Catalana de Perforacions SA un referente a nivel mundial en el desarrollo de soluciones hídricas. diciembre 2014

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Catalana de Perforacions

Trazado del Neodren®

Neodren®

n Rápido

o Emplazamiento superficial del equipo de perforación sin necesidad de movimiento de tierras. o Ubicación del punto de captación en un espacio reducido. o Sendas áreas de trabajo reducidas, en tierra y mar adentro. o Sin voladuras ni construcción de espigones ni dragados del fondo marino.

1. Introducción y aplicaciones Neodren® es un sistema para captación de agua marina desarrollado íntegramente por Catalana de Perforacions SA con el objetivo de dar una solución a la necesidad de captar agua de buena calidad. Neodren® constituye una novedad en el método de captación de agua marina, pues se basa en la instalación de drenes horizontales en una capa permeable del subsuelo marino con recarga filtrada del mar, consiguiéndose un agua producto de alta calidad, sin turbidez y de caudal constante. n n n n n n n

Ventajas frente a…

n Toma abierta: La toma abierta permite la cap-

tación de agua mediante tubos inmisarios de grandes diámetro y longitud (varios kilómetros) hasta llegar a profundidades de 30-60 metros, donde el agua reúne las condiciones físico-químicas ideales para su tratamiento, aunque quedando siempre expuesta a una posible contaminación externa. La presencia de praderas de posidonia y otros biotopos protegidos suponen un obstáculo para la realización de excavaciones y dragados en el fondo marino. Neodren® y la técnica de la perforación horizontal dirigida son la solución para la captación e instalación del inmisario, especialmente en el caso de fondos marinos con orografías abruptas.

Aplicaciones: Plantas desalinizadoras Sistemas de refrigeración Piscifactorías Complejos turísticos Plantas químicas y petroquímicas Plantas mineralúrgicas Recuperación de petróleo pesado

2. Ventajas n Efectividad o Obtención de agua de alta calidad, minimizando el proceso de potabilización. o Nula erosión del dren por parte de la acción dinámica marina, gracias a su condición subterránea. o Eliminación de la turbidez propia o antrópica del agua marina. o Temperatura homogénea del agua captada. o Recarga permanente del acuífero marino.

n Pozos verticales en acuíferos costeros: La pre-

sión demográfica y urbanística hace que los acuíferos de agua dulce situados en la franja costera estén sometidos a fuertes extracciones mediante numerosos pozos verticales, sobreexplotación que provoca la intrusión del agua de mar y, por consiguiente, el fracaso del sistema de captación de agua potable a causa de la salinización. El abastecimiento de plantas desalinizadoras mediante pozos verticales en la línea de costa provoca alteraciones y desplazamientos de la frágil superficie de contacto entre el agua dulce continental y el agua marina.

n Ecológico

o No provoca intrusiones de agua marina en el continente. o Nula afección física y biológica del entorno. o Supresión de las excavaciones en el fondo marino. o No afecta a los acuíferos de agua dulce.

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Post No-Dig Madrid 2014 Neodren® evita la captación y afección de agua dulce, ya que los tramos filtrantes se sitúan exclusivamente en el fondo marino, separados de la interfase de agua dulcesalada.

de gran longitud dentro del estrato acuífero productivo. Mediante esta tecnología se ejecutan perforaciones desde la costa que salen al mar sin afectar el tramo intermedio. Para la localización del cabezal se emplean sistemas de navegación electromagnéticos (MGS) que proporcionan una localización con precisión centimétrica.

n Captación de agua en emplazamientos coste-

ros de baja permeabilidad: La captación de agua salada en acuíferos de baja permeabilidad no permite alcanzar grandes caudales de abastecimiento, lo que normalmente se traduce en un aumento en el número de pozos verticales. Neodren®, instalado en el subsuelo marino y con recarga constante de agua marina, maximiza el rendimiento en el caudal del acuífero sumergido.

n Escariado: La perforación piloto previa se

ensancha hasta conseguir el diámetro final deseado que permita instalar el tubo filtro. Este escariado se realiza empujando en dirección al mar, evitándose así la afección de zonas productivas de extracción de agua. El fluido de perforación se reutiliza, optimizándose así el procedimiento.

3. Impacto ambiental n No afecta a los acuíferos de agua dulce n Sin alteración de las zonas superficiales n Sin molestias para los bañistas n Sin alteración de la línea de costa n Sin excavaciones en el fondo marino n Sin alteración de la vida subacuática Escariado

4. Proceso Constructivo n Estudio de viabilidad: Se realiza un estudio hidrogeológico de la zona que incluye cartografía geológica continental y marina, batimetría y ejecución de sondeos con recuperación de testigo. Se ejecuta una perforación horizontal dirigida experimental para confirmar las hipótesis de trabajo y proceder con los ensayos de aforo y análisis químico del agua. Una vez confirmada la viabilidad de la captación se proyecta el número de drenes horizontales a perforar, disponiéndolos bien en abanico o bien en paralelo, que permitirán la extracción del caudal requerido.

n Instalación del tubo filtrante: Dentro de la per-

foración se introduce un dren tubular agujereado o microperforado en el tramo productivo, según las características del terreno. Este dren es transportado mar adentro por medio de una embarcación desde donde se conectará al escariador. Una vez realizada esta conexión, se procederá a la introducción del tubo tirando hacia la costa, dejándolo debidamente instalado.

n Limpieza y sellado: Se efectúa una limpieza

mediante la succión de los fluidos de perforación y el empleo de dispersantes. Para ello, por el interior del dren se introduce un calibre limpiador a alta presión (>50bar). Posteriormente se sella el espacio anular de la zona no productiva con cemento sulforresistente, especialmente los tramos inicial y final para evitar la captación e estas zonas. De esta manera se protege el área filtrante de posibles intrusiones de agua dulce no deseadas, procedentes de la descarga costera, así como de agua marina en el tramo final de salida en el lecho marino.

n Perforación piloto: Neodren® permite dirigir el

cabezal de perforación para realizar drenes

Perforación PIloto

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Catalana de Perforacions

Algunas ilustraciones sobre la instalación del tubo filtrante

n Aforo: Con el Neodren® ya finalizado se procede a

realizar el aforo para determinar el rendimiento y el caudal de la captación, tomándose además muestras del agua para su análisis.

n Trabajos marinos: Neodren® reduce los trabajos

marinos, minimizando los tiempos de ejecución y consiguiendo una perforación más rápida y efectiva.

Ejemplo de una captación de agua mediante Neodren®

Neodren Plus®

Sistema que consiste en captar agua marina mediante un dren subterráneo, horizontal y dirigido excavado frente a la costa. Este dren, instalado en una capa permeable del terreno y con recarga directa de agua de mar, es capaz de suministrar un caudal de agua marina continuo y de alta calidad que no presenta turbidez y alimenta a una planta desalinizadora pequeña y portátil, la cual puede emplazarse en cualquier lugar y producir agua potable. Este sistema es el más sostenible y eficiente a nivel medioambiental, pues no afecta a la fauna y flora marina. Además, supone una solución integrada, pues puede operar de manera autónoma cuando la localización y/o las restricciones ambientales así lo requieren.

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1. Ventajas n Ecológico. No ejerce impacto ambiental sobre el entorno, pues el dren queda instalado en el subsuelo y no afecta al paisaje circundante. n Portátil. Puede instalarse en cualquier punto de la costa y en un corto espacio de tiempo. Además, el equipamiento puede movilizarse rápidamente. n Expandible. La capacidad de producción de agua potable puede incrementarse gradualmente, en el caso de que la demanda de los clientes aumente. Los equipos son modulables y el número de drenes escalable, según las necesidades de agua requeridas. n Autónomo. La planta de desalinización puede accionarse bien conectándola a la red eléctrica o bien mediante paneles fotovoltaicos/molinos eólicos. Incluso es posible construir sistemas híbridos para garantizar el pleno funcionamiento de la instalación. n Calidad. El agua producida cumple los estándares mínimos requeridos para consumo humano y uso agrícola. n Económico. La inversión inicial es pequeña y puede recuperarse rápidamente. Además, los costes de operación y mantenimiento son muy bajos. 2. Aplicaciones n Poblaciones aisladas n Pequeñas piscifactorías n Explotaciones agropecuarias n Complejos hoteleros y turísticos n Campos de golf

Trazado del Neodren Plus®

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Renovación de sistemas de presión en redes de pequeño diámetro

Cuando la pared interior de una tubería metálica de un sistema de presión de pequeño diámetro sufre la acción continuada de la corrosión, la aparición de fugas localizadas, la reducción de caudal o incluso la contaminación del agua de transporte por cesión de los materiales de la propia conducción no tarda en restar funcionalidad a la red. El traspaso al consumidor de la responsabilidad de no alterar la calidad del agua desde su acometida domiciliaria hasta sus grifos y la falta de controles efectivos de mantenimiento en los últimos metros de la red hace patentes los efectos de la corrosión en los puntos finales de consumo, convirtiendo a ojos del consumidor en estériles, los esfuerzos realizados por agentes y administraciones para que los ciudadanos disfruten de un agua limpia y de calidad. Las características de la red tras la acometida domiciliaria, generalmente de titularidad privada y materializada habitualmente en tuberías embebidas en la propia edificación y de pequeño diámetro (inferiores a las 3’), requiere de soluciones técnicas que permitan prorrogar con garantías la vida útil de la red existente evitando al ciudadano los inconvenientes y las molestias que conlleva una obra auxiliar de sustitución de tuberías. La utilización ordenada del aire comprimido en combinación con el corindón y con un sistema epoxídico adecuado, permite recuperar de forma efectiva la sección eficaz de cualquier tubería de presión y reconstruir su pared interior trabajando exclusivamente desde su interior, logrando restaurar la estanqueidad de las tuberías y aportando al sistema un renovado mecanismo de protección contra la corrosión. diciembre 2014

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Green Plumber 1. Mecanismos de autoprotección de tuberías metálicas

permite sacrificar el zinc en beneficio del acero gracias a a su mayor potencial de oxidación.

La corrosión es un fenómeno espontáneo que afecta especialmente a los metales obtenidos a partir de especies minerales que siendo estables en la naturaleza, una vez extraídos y procesados, tienden a estabilizarse química y energéticamente volviendo a su estado natural. Se trata de un proceso electroquímico irreversible que envuelve un flujo de corriente eléctrica por intercambio de iones y que ataca las propiedades físicas y mecánicas de los metales, llegando hasta hacerlos inservibles. Se cifran las pérdidas globales ocasionadas por la corrosión en los países industrializados en el entorno del 4% del PIB (Producto Interior Bruto), siendo un fenómeno que afecta a todos los sectores productivos de un país.

n Tuberías de cobre. Su autoprotección fren-

te a la corrosión se fundamenta en la fácil reacción de éste metal con el oxígeno disuelto en el agua, buscando la formación de una capa continua de óxido cuproso que recubra uniformemente toda su superficie interior.

n Tuberías de acero inoxidable. Sin tratarse

de un recubrimiento, la adicción al hierro de determinados metales como el níquel, el molibdeno y fundamentalmente el cromo por su gran afinidad por el oxígeno, permite pasivar la superficie del acero con una capa de monóxido de cromo que resistente a la corrosión del hierro.

Pero también estos mecanismos de autoprotección tienen una vida útil y una vez superada, la conducción queda a merced de la corrosión. Así, la vida útil de tratamiento de galvanizado en caliente en buen estado puede oscilar entre los 5 y los 20 años dependiendo del espesor de la capa de zinc aplicada y de las condiciones ambientales a las que las paredes estén expuestas.

Tampoco escapan los materiales metálicos empleados en la construcción de tuberías a los efectos de la corrosión, siendo las paredes de la conducción las que principalmente sufren sus efectos, ya sea por corrosión exterior de las paredes por interacción con el tipo de suelo o agua del terreno colindante, como por corrosión interior de las paredes si las condiciones del efluente propician desequilibrios iónicos en la pared metálica.

Manteniéndose las características mecánicas de la tubería intactas, la pérdida local del recubrimiento de galvanizado dará origen al inicio de la corrosión por picadura en la conducción, acrecentada por el contenido de oxígeno disuelto en agua y en ocasiones por la presencia de cobre disuelto en concentraciones mayores a las permitidas, formando pequeños túneles que avanzarán con rapidez hasta perforar la pared, provocando la pérdida de estanqueidad del sistema. Condiciones de pH ácido suelen remover los productos de la corrosión que taponan los inicios de las picaduras acelerando la perforación.

Los avances en el conocimiento de los metales durante el siglo XX y el conocimiento de las condiciones de contorno a las que estarían sometidas la piezas permitieron al hombre diseñar nuevas tuberías metálicas dotadas de mecanismos propios de autoprotección contra la corrosión basados principalmente en los distintos potenciales de oxidación de los metales componentes y su distinta afinidad por el oxígeno libre necesario para la reacción de oxidación. Ahondando en los mecanismos de autoprotección de las tuberías metálicas que más han proliferado en redes de presión de pequeño diámetro, caben destacar los siguientes:

Una reparación local y puntual sin reconocer la verdadera patología del sistema, traerá con el tiempo la repetición aleatoria y con mayor frecuencia de fugas hasta que la conducción haya perdido la totalidad de su recubrimiento interior y iniciándose la acidificación del hierro, en un ataque todavía más intenso. El uso continuado de una tubería en estas circunstancias sin tomar medidas correctoras efectivas, hará que la corrosión se torne en generalizada, ocasionando el debilitamiento

n Tuberías de acero galvanizado en caliente.

Su mecanismo de protección se materializa en un recubrimiento de zinc que además de conferir al acero una gran dureza y resistencia a la abrasión en sus capas más internas,

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green.qxp_102-105.qxd 19/1/15 10:16 Página 3

Post No-Dig Madrid 2014 4. Al discurrir las tuberías mayormente embebidas, el principal ataque por corrosión siempre se produce desde el interior, además de no registrarse movimientos significativos por dilataciones térmicas. 5. Predominan tuberías de naturaleza metálica capaces de soportar presiones de servicio de 15 kg/cm2 (acero galvanizado y cobre principalmente) frente a otros materiales como consecuencia de la reglamentación que hasta hace pocos años, permanecía vigente. Figura 1. Reducción de sección eficaz por corrosión interior en una tubería de ACS de 3⁄4’.

6. No es habitual que el particular planifique de forma ordenada la inversión necesaria para el mantenimiento y renovación progresiva de su red, prevaleciendo siempre su inversión mínima aunque se trate de una reparación urgente.

progresivo de las paredes y la primera aparición de agua sucia en los puntos finales de consumo como resultado de la contaminación del agua de transporte por cesión de los materiales de la propia conducción, a lo que seguirá el tupido progresivo de la sección eficaz, mermando el las condiciones hidráulicas y el caudal de servicio de la instalación (Figura 1).

En la actualidad, salvo que el uso de la instalación sea público, no existen controles periódicos y efectivos por parte de la administración que permitan asegurar el correcto estado de mantenimiento de las tuberías que aseguran no alterar la calidad del agua de consumo humano entre la acometida domiciliaria y el grifo, produciéndose con demasiada frecuencia la contaminación del agua de transporte o la pérdida de confort de las instalaciones en los últimos metros de la red, justo donde el consumidor debería percibir y respetar los esfuerzos realizados por todos los agentes que intervienen en el ciclo integral del agua.

2. Condicionantes de la restauración de la red de pequeño diámetro

Las tuberías pertenecientes a las redes de presión de pequeño diámetro suelen verificar los siguientes condicionantes: 1. Por encontrarse instaladas tras la acometida domiciliaria, administrativamente pertenecen a tramos de red de titularidad privada en la que la responsabilidad del mantenimiento de las conducciones y de no alterar la calidad del agua está transferida al particular.

3. Restauración de sistemas de presión mediante Epoxy-Lining

Hasta hace relativamente pocos años en España, la sustitución de tuberías ha sido la operación más frecuentemente llevada a cabo para renovar la vida útil de los sistemas de presión de pequeño diámetro. Esta sustitución siempre ha llevado implícito un elevado coste derivado de realizar obligatoriamente una obra auxiliar consistente en reparar y acabar todas las paredes, suelos y techumbres sobre las que discurría el trazado de las tuberías a sustituir, encareciendo fuertemente el presupuesto.

2. Los diámetros empleados en las conducciones son, salvo casos excepcionales, inferiores a las 3’ en los tramos de redes comunitarias y prevaleciendo los diámetros inferiores a los 3⁄4’ para redes interiores de las viviendas. 3. La accesibilidad a las tuberías frente a una sustitución es reducida, predominando los trazados ocultos aprovechando forjados o muros de fábrica hasta los puntos finales de consumo frente a soluciones con trazados que permitan una fácil sustitución.

Sin embargo, otros países han desarrollado desde principios de los años 80’s una tecnología no invasiva denominada “epoxy-lining”, que utilizando como principal herramienta el aire

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Green Plumber comprimido y apoyándose en los puntos de fácil acceso de la red, permite prevenir la corrosión e incluso recuperar la funcionalidad de cualquier sistemas de presión aún cuando se presenten claros síntomas de corrosión interior. Si tras una evaluación de espesores de la red, la corrosión no ha provocado una pérdida de espesor nominal en las conducciones superior al 50% y el grado de obturación de la sección todavía permite el paso de aire comprimido entre los puntos de acceso de la red, un proceso ordenado de limpieza de la sección para posteriormente reconstruir la pared interior de la tubería mediante un sistema epoxídico adecuado, permitirá dotar a una tubería con condiciones mecánicas suficientes con un renovado mecanismo de protección contra la corrosión interior. También conseguirá eludir las desventajas que acarrea la ejecución de una obra tradicional de sustitución de tuberías.

Figura 2. Avance por presión negativa durante la inyección de un sistema epoxídico.

facilitar la eliminación y extracción de los residuos fruto de la corrosión acumulados durante los años en su interior.

4. Limpieza de la tubería existente. La proyección controlada de ráfagas de corindón en distintas granulometrías inyectadas a distintas presiones en función del material a tratar y la extracción por aspiración desde el otro extremo opuesto de la tubería hasta un depósito de inertes, permite romper progresivamente los restos de corrosión acumulados y recuperar la sección eficaz de la tubería.

De crucial importancia resulta en este proceso las características del revestimiento que se incorporará a la pared, debiendo éste material haber sido diseñado considerando las condiciones de contorno de la tubería, la adherencia y las condiciones de puesta en obra del propio revestimiento.

5. Video inspección de comprobación de la preparación de la superficie de la tubería a restaurar y prueba de presión que garantice las condiciones de presión necesarias para la fase de reconstrucción de la pared con el sistema epoxídico. En caso de pérdida de la estanqueidad, localización de la fuga y reparación del tramo afectado por fontanería tradicional.

Aislada la red de tuberías a restaurar de la red principal, el desmontaje de grifos, llaves de corte, válvulas o cualquier dispositivo existente de regulación, permitirá discretizar en tramos simples la red existente. El soplado simultáneo en el interior de la red con ayuda de un sistema de mangueras a modo de by-pass permitirá controlar el control del flujo entre puntos de acceso.

6. Reconstrucción de la pared interior de la tubería. Inyección de sistema epoxídico en fase líquida creando con ayuda del compresor la presión diferencial necesaria para que la resina recorra la totalidad del conducto mediante presión negativa (Figura 2).

El proceso de restauración sobre cualquier tramo simple de las tuberías que componen la red seráel siguiente :

1. Vaciado de la tubería con ayuda del compresor.

Figura 3. Barrera epoxídica una vez concluido el periodo de secado.

2. Video inspección a través del punto de acceso y prueba de presión del circuito del que forma parte, con el fin de conocer el estado de partida de las tuberías del sistema y sus condiciones de estanqueidad.

3. Deshidratación de tubería y residuos acumulados en su interior con aire comprimido presecado con el objetivo de

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Post No-Dig Madrid 2014 4. Rehabilitar todavía soporta un tipo de IVA reducido (10%), lo que supone un ahorro del 11% frente al tipo de IVA aplicable para una obra nueva (21%).

7. Curado de la pared interior con aire compromido caliente hasta que el endurecimiento obtenido por el polímero es suficiente para poder retirar el caudal de aire de la sección (Figura 3).

5. El epoxi-lining es rápido, reduciéndose el plazo de ejecución hasta un 80% frente a una obra de sustitución de tuberías.

8. Video inspección a través de los puntos de acceso y prueba de presión de integridad del sistema.

6. La planificación de los trabajos permite ejecutar circuitos independientes manteniendo en servicio la instalación con ayuda de by-pass provisionales.

9. Montaje de extremos de red y puesta en servicio de la instalación tras la polimerización total del Epoxy.

7. El tratamiento integral de la red renueva la protección perdida de la tubería impidiendo la oxidación y la contaminación del agua con los materiales de la propia conducción, garantizando un agua limpia, de calidad y protegiendo la conducción de brotes de legionella.

Como en cualquier otro proceso de construcción, solo el control y el registro de las verificaciones realizadas sobre los puntos sensibles del proceso, unidos a un control de la trazabilidad del revestimiento utilizado (al ser este un material en contacto con el agua de consumo humano), permitirán asegurar la calidad de la restauración de la conducción y servir de pilar básico a cualquier tipo de garantía que se ofrezca al consumidor.

8. Es un proceso limpio, que no utiliza productos químicos perjudiciales para el medio ambiente.

4. Ventajas del Epoxy-Lining

9. Dota a la tubería de un mecanismo duradero, con una vida útil que puede alcanzar los 40 años si la aplicación ha sido correcta.

Como ventajas de este proceso caben destacar las siguientes: 1. Si las tuberías están embebidas y son de difícil y costosa sustitución, la aplicación del epoxylining evita gran parte del gasto de la obra auxiliar que ya no tendrá que ser ejecutada, con mayores economías cuanto mayor valor tenga lo construido.

5. Conclusiones

La utilización ordenada del aire comprimido en combinación con el corindón y un sistema epoxídico adecuado, permite en la actualidad acometer la restauración de cualquier tubería de presión de pequeño diámetro trabajando exclusivamente desde su interior, pudiéndose recuperar la sección eficaz de la tubería y reconstruir la su pared interior como solución alternativa a la sustitución tradicional de tuberías que han perdido la estanqueidad o agotado la vida útil de su mecanismo de protección contra la corrosión (Imagen inferior).

2. El proceso de inyección desde el interior permite sellar los poros y fisuras de hasta 23mm de apertura sin necesidad de localizar la fuga ni causar daños estéticos.

3.Sectorizando la red convenientemente, siempre se podrá programar la inversión en el tiempo sin tener que solicitar los créditos correspondientes a una gran obra auxiliar.

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Aplicación A plicación de de M embranas FFlexibles lexibles Membranas ppara ara llaa PPrevención revención ddee RRiesgos iesgos N aturales Naturales El desarrollo de la mecánica de suelos y rocas en los últimos años, ha permitido cambiar de foorma radical el diseño de desmotes y taludes, hasta entonces basado en la experiencia. Este efecto se ha notado fundamentalmente en el tratamiento a excavaciones para edificaa-ciones, en cuyos proyectos se incluye un estudio geotécnico detallado del emplazamiento. Sin embargo en obras lineales, tales como carreteras y ferrocarriles, varían las condiciones de entorno, pues se desarrollan a lo largo de un trazado. Cualquier carretera o ferrocarril que se emplace en una zona ondulada o montañosa, tendráá kilómetros de desmontes y terraplenes, por lo cual se hace inviable la ejecución de un proyecto con tal grado de detalle. Bajo estas circunstancias, el tratamiento de taludes en obras lineales se ha devee-nido, en ciencia y ar te, ya que es preciso combinar los conocimientos geotécnicos con la experiencia para poder lograr un adecuado nivel de seguridad a los usuarios, a unos costes razonables. En este tipo de obras se deben distinguir tres tipos de actuación encaminadas a gaa-rantizar las condiciones de seguridad referidas. La reubicación de la vía, la estabilización de los taludes y la protección contra las caídas de elementos que se puedan desprender de dichos taludes. En principio y siempre que sea factible ya sea desde el punto de vista técnico como económico, es aconsejable sin lugar a dudas reacondicionar el trazado, buscado zonas más seguras donde se puedan conseguir taludes más estables. En la mayoría de los casos esto no es factible por la orografía del terreno o porque supondría costes muy elevados. En el segundo de los casos las actuaciones van encaminadas a mantener de una forma u otra las condiciones de estabilidad del talud o ladera mediante elementos que no permitan el movimiento del terreno, proteger el talud de la erosión o evitar su afloramiento y la rotura progresiva subsiguiente. En última insttancia cuando no es posible garantizar esta condición de estabilidad, es decir que se producen desprendimientos, ya sea por la altura del talud o por gran superficie con bloques inestables -en ocasiones puede alcanzar varios miles de metros cuadrados- se emplean métodos de protección. En reiteradas ocasiones la solución óptima pasa por el empleo combinado de varias.

R b to Rober t J. J Luis L is Fonseca

Existen varias formas de clasificación de las soluciones, algunos autores hablan de dividir las soluciones en pasivas o activas, considerando el modo de actuación. En general se suele denominar activa a la solución que presupone contacto directo con la superficie y pasiva a las de contacto indirecto, sin embargo este tipo de denominación, sin duda se preesta a confusiones, ya que las soluciones geotécnicas de estaa-bilización, también pueden ser pasivas o activas en función de la forma en que actúen los anclajes que la fijan al terreno (pretensados con zona libre y bulbo o inyectados en toda su longitud sin tensión). Resulta práctico y más comprensible, hacer una clasificación diferente de las soluciones teniendo en cuenta la función para la cual están destinadas, quedando de esta forma establecidos dos grandes grupos: sistemas de protección y sistemas de estabilización. El objetivo de esta monografíía es presentar, la evolución de los sistemas flexibles compuestos por membranas de acero; tanto de protección p r o t e c c i ó n como de estabiliestabilización z a c i ó n , establecido comparaciones, mostrando sus características técnicas, revisando la normativa existente y ejemplificando su empleo en obras, en los últimos años.

Éste y muuchos libros máás en

ObrasUUrbannas.ees

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Inspección de tuberías en la ciudad Las tuberías de la red de alcantarillado se deben inspeccionar periódicamente para conocer su estado y detectar posibles problemas. Estas inspecciones permiten visualizar el estado interior de la red, obtener medidas y localizaciones para evaluar su estado general y programar mantenimientos y rehabilitaciones para optimizar el funcionamiento de la red y aumentar su vida útil.

1. Para qué se inspeccionan las tuberías

n Evaluar su estado general n Obtener medidas complementarias n Programar tareas de limpieza, mantenimiento

El conocimiento del estado general de una red de saneamiento es una información básica para establecer y ejecutar los planes de mantenimiento correspondientes.

y rehabilitación

n Controlar tareas de limpieza, mantenimiento

y rehabilitación

Con estos objetivos se pretende optimizar el funcionamiento de la red y aumentar su vida útil.

La forma más general de comprobar el estado general de una red es la inspección interna de sus componentes: Tuberías, pozos, acometidas, etc.

En la figura 1 se indican alguna de las incidencias que se pueden encontrar en las redes de saneamiento.

Los objetivos fundamentales de estas inspecciones son: n Visualizar el estado interior de la red

Figura 1. Diferentes tipos de incidencias: Infiltraciones, acometidas, raíces, suciedad

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TECSAN 2. Métodos de inspección más habituales

inspeccionar las redes colindantes a obras de importancia, sobre todo cuando se utilice maquinaria pesada de transporte o se realicen importantes movimientos de tierras para vaciado de solares, etc.

Según los componentes de la red (tuberías generales, acometidas, pozos...) y los tamaños de los mismos, se pueden utilizar diferentes métodos o equipos:

4. Elementos básicos de un sistema de inspección

n Entrada de personas (solamente para algunas

redes visitables)

Los sistemas CCTV que se utilizan para la inspección de redes, disponen de tres elementos básicos:

n Cámaras de televisión de circuito cerrado

(CCTV) manejadas por control remoto

n Cámara de inspección: Es el elemento que

En ambos casos se debe dejar constancia de la información obtenida con la emisión de los informes correspondientes. Los sistemas CCTV incorporan sistemas de medición y grabación de la información y cuando se realiza con entrada de personas, éstas se suelen ayudar de quipos de grabación y medición auxiliares.

se desplaza por el interior de la tubería a inspeccionar y capta la imagen de su interior. Este desplazamiento se realiza normalmente mediante un carro de tracción en el que va montado el cabezal de la cámara propiamente dicha. En los equipos pequeños para inspección de acometidas o de tuberías domésticas, en lugar de los carros de tracción se utilizan guías deslizantes. Requiere de iluminación propia para visualizar la zona de inspección.

3. Frecuencia de inspección

Normalmente, la frecuencia de inspección se indica en el plan de limpieza y mantenimiento de la red y dependerá de los requerimientos exigidos por la autoridad correspondiente o propietario de la red según las características específicas de la misma.

n Unidad de control: Es el elemento exterior

donde se visualiza la imagen captada por la cámara, se manejan las diferentes funciones

Lo más aconsejable es realizar una primera inspección para el control y recepción de una obra nueva. Después de esta primera inspección o para establecer la frecuencia de las inspecciones en las redes ya existentes, se deben tener en cuenta las siguientes condiciones generales: n Tipo de servicio: Pluviales, fecales, mixtas n Materiales de la red, tipo de construcción,

pendiente de las tuberías...

n Características de los terrenos: Nivel freático,

terrenos de protección especial, profundidad...

n Infraestructuras que pueden verse afectadas:

Redes de otros servicios, tráfico, edificaciones...

n Estado general observado en las inspecciones

previas

Además, se deben realizar inspecciones para controlar los resultados de los trabajos de limpieza y de rehabilitación que se puedan realizar en la red. También es aconsejable

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Figura 2. Diferentes componentes de un sistema de inspección modular

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Post No-Dig Madrid 2014 Los sistemas de inspección CCTV según sus diferentes tipos y tamaños se utilizan habitualmente para la inspección de tuberías y conducciones no visitables, tuberías domésticas, acometidas y colectores generales.

5. Tipos de cámaras de inspección

Atendiendo a la forma de la visualización de la imagen, las cámaras para inspección las podemos dividir en:

Figura 3. Croquis general de inspección de alcantarillado

n Cámaras de visión axial n Cámaras oscilo-giratorias

de la misma y se graban la imagen y los datos de la inspección para realizar los informes correspondientes.

5.1. Cámaras de visión axial Tienen una visualización fija en el sentido del eje de la tubería, sin ningún movimiento alrededor del mismo. Disponen de un ángulo de visualización ligeramente superior al del ojo humano (≈ 100º).

n Cable: Es el elemento que une los dos ante-

riores y por el que se transmite la información entre ambos.

En la actualidad, los sistemas de inspección más importantes, están diseñados con un concepto modular de sus componentes, es decir existen diferentes tipos y tamaños de cámaras, de carros de tracción, de tambores de cable y de unidades de control, que se pueden combinar para configurar equipos con diferentes rangos de aplicación y con diferentes niveles de equipamiento. Ver figura 2.

Tienen iluminación frontal alrededor del objetivo. Se utilizan habitualmente en sistemas de empuje manual para pequeños diámetros (hasta DN200-250mm). La conexión al cable-varilla de empuje suele tener un sistema de muelle para facilitar el paso por curvas. Pueden tener un sistema auto-nivelante para visualización de la imagen en vertical.

En la figura 3 se muestra un croquis general de la inspección de una tubería de alcantarillado en la vía pública. El vehículo de inspección con la unidad de control y los elementos auxiliares se sitúa junto al pozo de registro. A través del pozo de registro se coloca el conjunto cámaracarro en la tubería a inspeccionar.

5.2. Cámaras oscilo-giratorias El captador de imagen está montado sobre un sistema con movimientos combinados de oscilación (±120º) y giro o rotación (360º) alrededor del eje de la tubería. Con estos movimientos el operador puede dirigir la visión hacía los diferentes puntos de interés. Disponen de un ángulo de visualización similar al del ojo humano.

Desde la unidad de control, el operador hace avanzar la cámara por la tubería grabando y observando su estado. En los puntos donde se detectan incidencias o elementos característicos de la red, el operador detiene el avance y realiza los movimientos de la cámara para definirlos y evaluarlos debidamente.

La iluminación está distribuida acompañar al giro del captador.

En los vehículos de inspección se dispone habitualmente de un sistema de software específico, para el registro de las incidencias y elementos, con su localización y definición, fotografías y películas, que permiten obtener los informes correspondientes de la red inspeccionada.

Figura 4. Cámaras de visión axial

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para

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Figura 5. Cámara oscilo-giratoria. Movimientos respecto al eje

Se utilizan habitualmente montadas en un carro de tracción, pero también hay cámaras de pequeño tamaño para sistemas de empuje manual.

diámetro de la tubería pueden requerir elementos de iluminación adicional Tienen sensores de inclinación en ambos ejes, el del eje longitudinal se utiliza como referencia para medir la pendiente de la tubería y el del eje transversal para control del sistema antivuelco electrónico.

Los diámetros de aplicación de estas cámaras están previstos para tuberías desde DN100mm hasta visitables. Las cámaras más completas disponen de un sistema auto-nivelante en el captador de imagen para una visualización vertical, independientemente de la posición de giro de la cámara (Rotax®).

Para facilitar su capacidad de tracción y estabilidad, los carros están fabricados con un peso elevado, incluso a veces se utilizan pesos adicionales según las condiciones de trabajo.

Pueden disponer de captadores en los movimientos oscilo-giratorios para indicación gráfica de su posición, automatización de movimientos y mediciones en la tubería. Pueden disponer de emisores láser para la realización de mediciones en la tubería.

Figura 6. Carro T66 con diferentes configuraciones

Aunque la mayoría de cámaras disponen de imagen en sistema TV (PAL – NTSC), ya existen equipos en el mercado con sistemas de imagen de alta definición (Full HD 1920x1080).

6. Tipos de carros de tracción para inspección

Los carros tienen la función principal de centrar la cámara en la tubería y transportarla por ella en avance y retroceso, por tanto la característica más importante que define un carro es su rango de aplicación (diámetros).

Figura 7. Carro T76 con diferentes configuraciones

7. Tipos de unidades de control

Las podemos dividir en tres grupos, según el tipo de equipamiento al que están destinadas:

Los carros actuales tienen tracción por ruedas y un mismo carro se puede usar con diferentes tamaños de ruedas y separadores, así como otros elementos auxiliares (elementos de elevación de la cámara) que facilitan el centrado de la cámara en el eje de la tubería.Ver figuras 6 y 7.

n Para equipos de empuje manual: Son las más

sencillas y pequeñas.

n Para equipos portátiles con carro: Configuración

en maleta fácilmente transportable.

n Para vehículos de inspección: Son los siste-

La tracción de los carros suele ser a las 4 ruedas y pueden tener control de giro izquierda-derecha. Según el tipo de cámara y el

mas más completos y tienen configuración en rack y consolas de

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Figura 8. Unidades de control para sistemas de empuje manual, portátil y en rack para vehículos

8. Tipos de tambores de cable

Los tambores para instalación fija en vehículo pueden disponer de las combinaciones más completas: Capacidades de cable hasta 600m, brazos giratorios con poleas para salida del cable y foco de trabajo, husillos para enrollado uniforme del cable, grúa para subir y bajar los carros a los pozos, sistemas de control de la tensión lineal del cable...

El cable que une la unidad de control exterior con la cámara que se mueve dentro de la tubería, va montado en un tambor con diferentes configuraciones según el tipo de equipamiento requerido. Podemos establecer tres grupos: Para empuje manual, para equipamientos portátiles con carro y para instalación fija en vehículo.

Los cables utilizados en los sistemas de inspección de canalizaciones, además de la transmisión de señales entre la unidad de control y el conjunto carro cámara, tienen que cumplir unos requerimientos de resistencia mecánica muy importantes ya que están sometidos a grandes esfuerzos de tensión longitudinal, abrasión, enrollados y desenrollados continuos..., y todo ello dentro de un ambiente muy agresivo. Por estos motivos estos cables tienen un diseño especial y muy específico para estas aplicaciones, con refuerzos de fibras sintéticas (Kevlar). Por otro lado la necesidad continua de mayor capacidad de transmisión de información y mayor longitud de cable, requiere la aplicación de sistemas coaxiales o de fibra óptica para asegurar la calidad de imagen.

Los sistemas de inspección con empuje manual, al no utilizar carros de tracción, necesitan una combinación de cable-varilla que incluye el cable de transmisión de las señales eléctricas entre la unidad de control y la cámara, junto con una varilla de empuje que transmite la fuerza necesaria para desplazar la cámara por la tubería. Este cable varilla va montado en un tambor de accionamiento manual y con una longitud habitual de unos 50 metros, aunque existen tambores con mayor capacidad. Los tambores de cable para equipos portátiles, tienen un tamaño reducido y un diseño que facilita su transporte. Pueden ser de accionamiento manual o motorizado y sincronizado con los movimientos del carro de tracción. Las longitudes de cable suelen estar entre los 100-200 metros y el sistema de guía para enrollar el cable suele ser manual.

9. Escáner digital 3D. Sistema IBAK PANORAMO®

Es un sistema que cambia radicalmente el sistema de captación de las imágenes de la red

Figura 9. Tambores de cable para sistemas de empuje manual, portátil y para vehículos

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Figura 10. Escáner digital 3D. Sistema IBAK PANORAMO®

respecto a los sistemas tradicionales de inspección y en consecuencia presenta nuevas posibilidades tanto en la información recogida, como en su evaluación y rendimiento.

elementos o incidencias y realizar medidas directas sobre la imagen.

El sistema descrito es para la inspección de tuberías horizontales. También existe otra versión específica para la inspección en vertical de los pozos de registro.

Estáformado por un conjunto de dos cámaras de visión axial (sin movimientos exteriores) montadas sobre un carro tractor, una en su parte delantera y otra en la parte trasera. También dispone de un sistema informático específico para el tratamiento de la información.

Las ventajas más importantes respecto a los sistemas de inspección convencionales, son: n Grabación automática de la imagen completa de la tubería. n Siempre graba todo. No depende del operador. Sin posibilidad de errores ni olvidos. n El análisis y evaluación de la inspección se puede realizar en el vehículo o en la oficina, en cualquier momento y con los criterios que en cada caso puedan interesar. n Mayor rendimiento de inspección en campo. Hasta 3 veces más. n Menos partes móviles. Más robusto y con mayor fiabilidad.

A diferencia de los sistemas convencionales, las cámaras no son de TV sino escáner digitales de muy alta resolución, con un objetivo súper gran angular de 185º e iluminación por flash. Las cámaras se van disparando sincronizadamente con el desplazamiento del carro, de forma que según la dirección de desplazamiento, en un determinado punto de la tubería se toma una foto semiesférica (185º) con la cámara delantera en el sentido de avance y cuando la cámara trasera alcanza ese mismo punto, se toma otra imagen semiesférica en el sentido contrario. Combinando esas dos fotos en el sistema informático del equipo tenemos una imagen esférica total de ese punto. El sistema repite este proceso cada 5cm de desplazamiento, por lo que obtenemos una imagen 3D de todo el trazado de la tubería.

10. Tipos de equipos de inspección. Configuraciones

En cuanto a las configuraciones de aplicación más generales, podemos establecer los siguientes tipos de equipos:

n Equipos de pértiga con zoom para revisión

de tuberías desde los pozos de registro. No se puede considerar propiamente un equipo de inspección de tuberías, sino un equipo muy específico para revisión de las mismas, ya que el detalle en su visualización tiene limitaciones.

La película obtenida con el sistema PANORAMO® permite una inspección virtual 3D en un ordenador, de forma que con unos sencillos movimientos del ratón podemos visualizar la tubería como si estuviéramos en ese momento dentro de ella: Avanzar y retroceder por la tubería, con menor o mayor velocidad, parar y girar el punto de visualización de forma esférica a cualquiera de los puntos de la tubería, revisar la visualización con movimientos de avance o retroceso, hacer zoom sobre la imagen...

La aplicación más general es el control y valoración de limpieza, atascos e incidencias muy visibles. Permite una aplicación rápida. Consiste en una cámara de visión axial con un zoom de gran alcance (hasta X300) e iluminación para gran distancia. La unidad de control dispone básicamente de un monitor, un sistema de grabación de video y los controles

En otra ventana también se dispone de una visualización 2D en corte longitudinal de la tubería que permite una rápida localización de

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Post No-Dig Madrid 2014 sus prestaciones, con visualización de imagen, grabación de video, inserción de textos en la imagen, etc. Para ayudar a centrar la cámara en la tubería y facilitar su desplazamiento, se utilizan guías deslizantes o con ruedas. Figura 12. Equipo de empuje manual

Figura 11. Equipo de pértiga con zoom

para el zoom, iluminación, enfoque, etc. La cámara y la unidad de control están unidas por una pértiga telescópica con longitud ajustable a la profundidad del pozo (normalmente hasta unos 7 metros). La alimentación es por baterías.

n Equipos portátiles con carros de tracción

Son equipos previstos para trabajar con diferentes tipos de cámaras y carros de tracción, pero diseñados en configuración portátil (unidad de control y tambor de cable) para poder transportar en cualquier vehículo.

La cámara se coloca en el pozo frente al tubo a revisar y el operador maneja la iluminación y el zoom para visualizar el interior de la tubería. Normalmente se pueden alcanzar distancias de revisión entre 30-50 metros.

El rango de utilización depende del carro utilizado, normalmente para diámetros de DN100-600mm. Los tambores de cable utilizados suelen tener una longitud de cable de hasta 200 metros.

n Equipos de empuje manual

Son equipos de configuración portátil y de fácil manejo, diseñados para su aplicación en la inspección de tuberíasdomésticas y acometidas, tanto horizontales como verticales. Están previstos para colocarlos junto a la arqueta de acceso y realizar la inspección. La alimentación puede ser por red o baterías.

Pueden incluir prestaciones muy completas en lo que ha información de la inspección se

El rango de aplicación general es para diámetros hasta 200-300mm, según tipo de cámara y con longitudes de inspección de hasta 50m aproximadamente aunque hay equipos para mayores distancias. Están compuestos por una cámara de visión axial u oscilogiratorias de pequeño diámetro, un tambor de cable-varilla para el desplazamiento manual de la cámara por la tubería y una unidad de control específica que puede variar según

Figura 13. Equipo portátil con carro de tracción

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TECSAN refiere: Medición y registro de la inclinación de la tubería, medición de su diámetro interior, software específico de inspección para registro de la información y emisión de informes, etc. Aunque su uso está pensado inicialmente para lugares de acceso complicado con los vehículos de inspección convencionales, también se utilizan para vehículos pequeños o con un equipamiento adicional reducido, sobre todo cuando no se necesita una inspección continuada y con rendimientos elevados. n Furgones de inspección

Son os equipos más habituales para la inspección de redes, sobre todo cuando se quiere disponer de sistemas completos y autónomos, equipados para obtener rendimientos elevados. Pueden equiparse según los requerimientos del cliente y de las necesidades de inspecciones a realizar, utilizando diferentes componentes del sistema modular. Además disponen de alimentación propia para los equipos con generador o sistema de baterías, climatización en la cabina de operador, equipos para limpieza de los carros y cámaras, bandejas y armarios para accesorios, señalización para trabajar en la vía pública y en general todos los elementos auxiliares que aumentan el rendimiento y la seguridad de operación.

Figura 14. Furgón de inspección. Distribución

tuberías. A modo de ejemplo podemos citar las siguientes: n Película de la inspección realizada y fotos de

los detalles de interés.

n Identificación y localización de los diferentes

elementos o incidencias de la red.

El equipamiento se realiza mediante una adaptación especial del furgón original. La zona trasera se divide en dos cabinas, Cabina Operador con acceso por la puerta lateral y Cabina Trasera.

n Medidas en la tubería, como longitudes,

diámetros, defectos, pendientes, temperaturas.

Para poder manejar esta información de manera cómoda y útil se emplean sistema de software específicos, instalados en el propio furgón y también para utilizar en la oficina de gestión.

En la cabina del operador se instalan todos los componentes de la unidad de control del sistema, ordenador, monitores y armarios para que el manejo sea cómodo y ergonómico. En la cabina trasera se instala el tambor de cable con grúa, cajones para los carros, cámaras y accesorios, sistemas de limpieza, generador, etc., que facilitan las tareas de acceso a las tuberías a través de los pozos de registro y la conservación de los equipos.

En la oficina de gestión, el software se puede enlazar con sistemas GIS y sistemas de almacenamiento, para que la información obtenida en las inspecciones complemente los datos ya existentes y esté disponible en cualquier momento para consultas.

11. Informaciones obtenidas y software de inspección

El tipo de información de las inspecciones de tuberías de saneamiento, sus descripciones, identificaciones y codificación están regulados por la norma UNE EN 13508-2.

Con los sistemas de inspección se obtiene una gran cantidad de información sobre las

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Fluidos de perforación, la herramienta flexible

La ejecución de obras subterráneas ha sido uno de los desarrollos más beneficiosos para luchar contra la saturación en superficie de las grandes ciudades, así como para la ejecución de trabajos complejos de forma más ágil y versátil. Dentro de estos avances destacan por encima de todos el avance tecnológico de la maquinaria empleada, bien sean “topos” o tuneladoras de medio o gran diámetro. Estos avances han sido acompañados por los fluidos de perforación, que son una de las herramientas más flexibles dentro de una perforación subterránea, y a su vez más sencillas de utilizar. Se encargan de estabilizar y mantener limpia la excavación hasta la instalación de la tubería, y ayuda a reducir el impacto que la instalación de la tubería genera en el entorno, adaptándose a las circunstancias particulares de cada proyecto

Introducción (el cuerpo principal de la ponencia deberá empezar inmediatamente después del Resumen)

transporte de gas, petróleo…). Eso se traduce en un mayor número y dificultad de las obras a ejecutar. En este marco, y en el caso de obras singulares en las que haya que salvar algún obstáculo natural (ríos, montañas…) o artificiales (vías ferrocarril, carreteras…) o bien haya una escasez de espacio, es de obligado uso el empleo de las tecnologías sin zanja. De hecho, debemos preguntarnos: ¿por qué no emplearla siempre?

Es muy sencillo comprobar el notable crecimiento de la población durante las últimas décadas. Este crecimiento implica un elevado aumento de densidad en las áreas urbanas y consecuentemente una mayor necesidad de servicios (agua, luz, telecomunicaciones…) así como una necesidad imperiosa de abastecer energéticamente las mismas (consumo y

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Tolsa Fluidos de perforación, la herramienta flexible

Las primeras razones son siempre las mismas:

Siguiendo con nuestro razonamiento, es fácil de imaginar la siguiente pregunta que todos tenemos: cómo sostienen el terreno durante la instalación?. Aquí es donde entran en funcionamiento las distintas tecnologías, que no entraremos en detalle. Simplificando, el fluido de perforación participa activamente en la instalación de la tubería en mayor o menor peso dependiendo de la técnica, pero siempre debe aportar 3 funciones fundamentales:

a) Por coste: en la Universidad de Texas Trupti Anil, Mustafa Arlington, Kanchwala,Mohammad Najafi, Craig Fisher realizaron un estudio en el que se demostraba que el coste de instalación por pie para un tipo de obra de canalización estándar resultaba más económico que con zanja. Realizaron comparativas en distintas áreas y básicamente concluyeron que la instalación sin zanja era entre un 40 y un 50% más económica, y que los gastos de restauración en superficie alcanzaban hasta el 70% de los costes totales de ejecución. Por lo tanto, ese razonamiento ya se tiene que estudiar particularmente para cada obra.

a) Estabilidad del terreno perforado. b) Limpieza para eliminar los restos de terreno al exterior. c) Lubricación para facilitar la instalación final o bien para reducir la energía necesaria para la realización del trabajo.

b) Por Impacto Ambiental: el empleo de las tecnologías sin zanja apenas afecta a apenas unos centímetros de la superficie circundante a la tubería/canalización a instalar, por lo que es muy reducido. Si tomamos en consideración algunas imágenes mostradas por el Dr Sam Ariaratnam actuales, es muy sencillo entender el bajo impacto de las tecnologías sin zanja.

Debemos considerar la particularidad de estas tecnologías: generalmente se ejecutan con información detallada del terreno a ejecutar. Aún así siempre se encuentran variaciones imprevisibles que pueden dificultar el avance de la obra. Por tanto, además de sus funciones propias, la primera función adicional del fluido de perforación es indicar posibles variaciones en el terreno, son los ojos del perforador.

c) Capacidad: The sky is the limit. Se han realizado instalaciones de más de 1.500 m y de diámetro superior a 1.800 mm mediante HDD. Empleando microtuneladoras el diámetro alcanza hasta los 3.600 mm y para grandes obras las tuneladoras no tienen límite (hasta 64 km de longitud en el proyecto TEO y más de 17 m de diámetro en otros proyectos).

Para una óptima ejecución de una perforación sin zanja son imprescindibles 4 factores fundamentales: a) Conocimiento del terreno.

b) En función del terreno y dimensiones, elegir la tecnología adecuada (HDD, microtúnel,…).

d) Desconocimiento: no hay mayor indicador que la industria es conocida cuando su producción está extendida en China. El Dr. Sam Ariaratman facilitó una descripción muy interesante de este mercado hace unos pocos años, en el que ya se hablaba de miles de equipos. Una vez que hemos despejado las posibles dudas acerca del empleo de las tecnologías sin zanja en la ejecución de obras subterráneas, y se tiene el apoyo de las administraciones locales, como es el caso del Ayuntamiento de Madrid, (artículos 16, 17, 23 y 32 de la ordenanza de obras) ya podemos pasar a optimizar estas técnicas, tanto en rapidez como en seguridad.

c) Definir las herramientas de corte más adecuadas para cada terreno. d) Definir el fluido de perforación para optimizar la velocidad de avance. El orden de estos factores es muy importante, ya que el lodo de perforación permite amortiguar cambios graves de terreno que dificultan la velocidad de avance de una forma más rápida, siempre dentro de unos límites. De todas formas, es la primera modificación a realizar para mejorar

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Tolsa.qxp_102-105.qxd 19/1/15 10:21 Página 3

Post No-Dig Madrid 2014 función de las condiciones de trabajo, siempre tomando como premisa básica la estabilización de la perforación. El tener varios componentes da la flexibilidad suficiente para poder solventar imprevistos en las condiciones de partida de forma rápida y sencilla.

rendimiento. Sin duda la mayor influencia sería el cambio de la tecnología, pero en ocasiones no es posible, y cuando es posible el retraso puede ser de semanas en los casos optimistas. Con respecto a los útiles de corte, el cambio sería más rápido, pero hablamos de incluso un día en función de los metros ya perforados. Por último, modificar el fluido de perforación no dura más de unas pocas horas y se puede modificar conforme va avanzando la perforación.

De nuevo, debido al avance de los fluidos acorde con la tecnología ya se disponen de productos que pueden abarcar la mayoría de las condiciones de trabajo que se puedan encontrar en la mayoría de los proyectos tan sólo variando sus proporciones, dejando las composiciones para casos verdaderamente excepcionales. Por ejemplo, estos productos se dosifican en concentraciones menores al 5%, en función de las condiciones del terreno, las nuevas generaciones de lodos varían desde el 1,5 al 4%.

Para comprender un poco más esa flexibilidad, vamos a ver cómo realiza el fluido las funciones que se le exigen de estabilidad, limpieza y lubricación. La mayoría de los fluidos de perforación están basados en una arcilla natural llamada bentonita. Esta arcilla tiene la propiedad de generar unas propiedades particulares cuando se encuentra dispersa en agua. Es capaz de generar un gel en ausencia de movimiento y por el contrario, comportarse como el agua cuando se tiene que bombear al exterior de la perforación. Estos fluidos actúan por inundación, es decir, se inyectan en la perforación para rellenar el hueco dejado en el terreno de forma que inundan el túnel excavado. De esta forma se aplican una presión en todo el túnel que evita que se derrumbe. Sólo como referencia, el fluido de perforación tan sólo afecta a unos pocos centímetros circundantes a la perforación, de forma que el impacto es mínimo.

Un caso particular son las perforaciones en entorno salino, o incluso en agua salada. La presencia de sales dificulta enormemente las condiciones de trabajo, ya que no permite generar la reología necesaria y es necesaria una experta formulación de los fluidos para poder atacar este tipo de proyectos. De nuevo, la tecnología de fluidos, no es nada nuevo, ya que desde hace más de un siglo que se están empleando para la perforación de pozos de petróleo y gas, pero en condiciones y coste poco manejables para las obras de ingeniería actuales. Donde sí se ha avanzado es en el desarrollo de soluciones puntuales para las necesidades de cada tecnología, de forma que ya se puede trabajar de forma análoga a un ambiente “típico”, empleando formulaciones sencillas y flexibles en estos entornos poco amigables para el perforador empleando como base el agua existente en el entorno (por ejemplo, agua de mar para obras marítimas).

La formación de este gel es esencial para estabilizar los terrenos, ya que de esta manera se evita que el fluido penetre en exceso en la formación. Este gel también ayuda a mantener en suspensión los recortes de la perforación y permitir así su extracción en continuo mediante bombeo.

De nuevo, la seguridad es una premisa básica, incluyendo en esta variable los potenciales impactos en el entorno. La mejor forma de reducción de impacto es la afección a la mínima superficie posible, así como a los elementos existentes.

La tercera propiedad, la lubricación, es una combinación de las otras dos, ya que si el túnel no está estabilizado y no está limpio de recortes, la fricción es muy elevada.

Flexibilidad en la práctica

Un fluido de perforación es una suspensión que se prepara in situ en el lugar de trabajo, bien dispersando un único componente o varios en

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¡Nuevos

libros!

Este manual presenta la tecnología de la rehabilitación de tuberías por medio del método bursting, proporcionando además ejemplos prácticos para ayudar a los profesionales del sector de la sustitución de tuberías. A través de este manual, entenderemos a la perfección su funcionamiento, los materiales más adecuados para las nuevas tuberías, consideraciones a tener en cuenta para una mejor eficiencia económica y todos los apartados necesarios para este campo de aplicación. Además cuenta con ejemplos prácticos y reales para comprender mejor la perforación y sustitución de tuberías Sin Zanja.

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Esta nueva publicación sobre tecnología Sin Zanja ilustra de manera práctica, clara y concisa todo lo referente a esta tecnología. La maquinaria, herramientas, tipos de suelo y tratamientos, preparación de la maquinaria, del lugar de trabajo y del suelo, todo el proceso de planificación de la perforación, su proceso, el fresado, la instalación y sustitución de tuberías, toda la documentación de trabajo necesaria y por supuesto ejemplos practicos de grandes trabajos realizados en diferentes partes de Europa y Asia. Este manual está dirigido a ingenieros de obra civil, ingenieros relacionados de alguna manera con la construcción, ingenieros técnicos, empresas de ingeniería, de construcción, de sondeos, de instalación y sustitución de tuberías, para las empresas de instalación de redes, cables, fibras, conductos, alcantarillas y redes completas, empresas de perforación de todo tipo, empresas relacionadas con la gestión del agua y del medio ambiente y en definitiva para todos aquellos interesados en la tecnología sin zanja para las nuevas construcciones subterráneas.

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Post No-Dig Madrid 2014

Instalación de tuberías en formaciones rocosas

La perforación horizontal ha sido capaz de perforar en roca durante mas de 10 años. Durante este tiempo sus métodos han sido mejorados incesantemente. También son mas versatiles ahora y la instalación de tuberías a traves de la roca ha pasado de ser una aplicación ocasional a ser una rutina diaria. Al mismo tiempo, el radio de curvatura a traves de la roca, las herramientas de perforación requeridas, sus características especiales y sus posibilidades técnicas pocos conocidas, están completamente justificadas. En esta ponencia se expusieron diferentes aplicaciones de perforaciones en roca así como sus distintas posibilidades

Típo ejemplo de Perforación Horizontal Dirigida (PHD), agujero Mud-motor a través de las rocas (Alf-Bullay/Mosel)

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Tracto-Technik

Típo ejemplo de Perforación Horizontal Dirigida (PHD), agujero Mud-motor a través de las rocas (Alf-Bullay/Mosel)

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Post No-Dig Madrid 2014

Instalación de tuberías en formaciones rocosas Cuando se instala o renueva una tubería con la tecnología Sin Zanja se debe realizar un estudio previo. Estas tecnologías han ido evolucionando para poder ser aplicadas en las instalaciones o renovaciones de acometidas. Con el martillo de golpeo neumático se puede instalar o renovar todos los tipos de acometidas, desde aguas residuales a las instalaciones para cualquier tipo de fibra óptica (FTTx). Dichas acometidas se pueden instalar desde el sótano, evitando así cualquier tipo de cala en el exterior de la casa.

Las acometidas suelen ser de no mas de 15m de longitud y con un diametro que oscila entre los 32 y los 160 mm aproximadamente. Como dicho anteriormente pueden ser de gas, agua potable, aguas residuales, etc. y pueden instalarse tanto en casas particulares como en edificios comunitarios. Para instalar o renovar todo tipo de acometidas son las tecnoogías Sin Zanja Tracto-Technik ofrece distintas tecnologías y maquinaria para poder llevarla a cabo. En esta ponencia se explicaron distintas técnicas de instalación, así como varios ejemplos llevados a cabo con dichas tecnologías.

A continuación vemos los ejemplos en ilustraciones.

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Tracto-Technik

Desplazamiento por el suelo del martillo GRUNDOMAT, trabajando desde fuera de la edificación.

Nueva instalación de conexión de servicio en una propiedad con GRUNDIPIT S.

Instalación de lineas de tubería de flujo libre con el GRUNDOBORE 200 S.

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Directorio

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Cubiertas 44_Maquetación 1 19/05/14 21:10 Página 1

marzo - abril 2014

marzo /abril 2014 número 44

l Tecnología SIN zanja l Canalización l Maquinaria l