Experiencias recientes en conducciones de acero María Domínguez Domínguez

Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos

Servicio de Obras Hidráulicas. Dirección Técnica. DRAGADOS

Introducción Las tuberías de acero son una buena solución en conducciones con altas presiones y diámetros medios a grandes, y se utiliza generalmente en redes de abastecimiento, aprovechamientos hidroeléctricos y conexiones entre cuencas, así como en gaseoductos, etc. Por otra parte, en tuberías autoportantes, el acero es el mejor material para salvar grandes vanos, debido a su gran capacidad mecánica, incluso con espesores reducidos.

En esta comunicación se van a exponer varios ejemplos de obras recientes realizadas con tuberías de acero. Las conducciones de la presa de La Breña II, la presa del Arenoso y la conducción Júcar – Vinalopó ilustran el caso de tuberías de altas presiones y diámetros medios a grandes, mientras que la tubería del acueducto del Gévora es un ejemplo particular de tubería de acero autoportante.

Las conducciones de la Presa de La Breña II

Objeto y descripción de las obras

En el cauce del río Guadiato, en el término municipal de Almodóvar del Río, Córdoba, se han finalizado las obras de la Presa de la Breña II, gestionadas por ACUAVIR (Sociedad Estatal Aguas de la Cuenca del Guadalquivir S.A.). Con 1.400.000 m3 de hormigón compactado y 119 m de altura, actualmente es la presa de mayor volumen y altura de esta tipología (HCR) en Europa.

La construcción de esta infraestructura, con un embalse de 823 hm3, tiene como objetivo completar la regulación del río Guadiato y almacenar los excedentes invernales del Guadalquivir mediante una futura estación de bombeo, lo que supone un aumento de la reserva de agua para el desarrollo de la Cuenca Baja del Guadalquivir.

La Breña II es una presa de gravedad de planta recta. Tiene un paramento aguas arriba con un talud 0,05H/1V en los 79 m superiores, y 0,30H/1V en la parte baja, y un paramento aguas abajo escalonado, tanto en los estribos como en el aliviadero, con un talud teórico 0,75H/1V y escalones de 1,20 m de altura. La altura máxima es de 119 m sobre el cimiento, la longitud de coronación es de 685 m, a la cota 184 m.s.n.m., y las juntas transversales dividen el cuerpo de presa en 26 bloques, de anchura variable entre 15 y 30 m.

El aliviadero, de labio fijo, está dimensionado para la avenida de 1000 años de periodo de retorno (Q1000=705 m3/s) y comprobado para la avenida extrema (QPMF = 1206 m3/s, una vez laminada). La entrada tiene 4 vanos de 13,5 m de longitud cada uno, con el labio de vertido a la cota 179 msnm, la rápida es escalonada, y la entrega al cauce se realiza mediante un cuenco de disipación.

Realización de la obra y detalles constructivos

Para eliminar obstáculos al proceso constructivo del HCR, las conducciones de desagües de fondo y conductos de toma de la estación de bombeo se han dispuesto en la parte baja de dos bloques en el pie de la ladera derecha, a construir con hormigón vibrado previamente al HCR.

Los desagües de fondo y medio fondo, consisten en 4 conductos metálicos de diámetro 1600 mm, de unos 110 m de longitud. La capacidad de descarga de cada uno de ellos es de 52 m3/s para el embalse a N.M.N.

y soportarán una presión de servicio de 100 m.c.a. Los conductos comienzan por un tramo blindado, de sección rectangular de 1600 mm x 1300 mm y de 15 mm de espesor, con embocaduras abocinadas y con boca de entrada de 2000 mm x 2000 mm. Los cuatro desagües están controlados por cuatro pares de compuertas bureau de 1600 mm x 1300 mm, ubicadas en la cámara de compuertas en el interior de la presa, y se prolongan como tuberías de DN 1600 mm, de 10 mm de espesor, terminando en cuatro válvulas Howell Bunger de DN 1600 mm, que descargan al aire en un cuenco tipo II del USBR.

Las tomas para la futura estación de bombeo y turbinado son dos conductos metálicos de unos 85 m de longitud en el interior de la presa, que comienzan en sendos blindajes metálicos de sección rectangular, de 3000 mm x 2350 mm y de 15 mm de espesor, con embocaduras abocinadas y boca de entrada de 4000 mm x 4090 mm. Terminan como tuberías de DN 3000 mm, de 15 mm de espesor, que posteriormente se prolongarán desde el pie de presa hasta la futura estación de bombeo. Están controladas por dos grupos de dos compuertas bureau de 3000mm x 2350mm, ubicadas en la misma cámara anterior.

Las doce compuertas bureau de los desagües y las tomas están alojadas en una cámara de compuertas en el interior de la presa, de 10 m x 30 m en planta y de 11 m de altura, en la que se ha instalado un puente-grúa de 25 t de capacidad, y en la que se han colocado las centrales oleo-mecánicas para el accionamiento de las compuertas. Cada compuerta tiene un bypass para igualar las presiones en ambas caras y está conectada a una batería de ventosas de aireación, en su lado de descarga.

Para optimizar el funcionamiento hidráulico del aliviadero, su cuenco amortiguador, y el cuenco amortiguador de los desagües de fondo y medio fondo, se realizó un ensayo en modelo reducido a escala 1:45 en el Centro de Estudios Hidrográficos del CEDEX. Las conclusiones derivadas del modelo han sido esenciales para el dimensionamiento y diseño final de ambos cuencos amortiguadores.

Construcción de los desagües de fondo de la presa de Breña II

Una de las principales dificultades de la obra ha sido que el cuerpo de presa se ha construido a tan solo unos 100 m aguas abajo de la antigua presa de La Breña, presa de gravedad de planta curva y 54 m de altura, y sin afectar a la explotación, tanto de esta presa como de su central hidroeléctrica. Estos dos aspectos fueron determinantes a la hora de diseñar el desvío del río para la presa de La Breña II, que se proyectó para cumplir dos objetivos: proteger las obras existentes durante la construcción y garantizar los requerimientos de agua. Se decidió proyectar un doble desvío del río: un desvío para caudales extraordinarios (desvío principal), y otro desvío para caudales ordinarios.

Las obras para el desvío principal del río han consistido en una galería de 6,0x5,0 m, y 86 m de longitud, alojada en un bloque de hormigón en la ladera derecha y alineada con el aliviadero de la antigua presa de la Breña. Este bloque de hormigón es parte del cuerpo de presa de la Breña II, y al final de la obra la galería se ha taponado en su extremo aguas arriba, y se ha reconvertido en acceso a la cámara de compuertas de la presa. El caudal de diseño adoptado para el desvío principal del río ha sido el correspondiente a una avenida de periodo de retorno de 10 de años (Q= 300 m3/s).

El desvío para caudales ordinarios ha consistido en un bypass de la tubería forzada existente de 2000mm de diámetro que conectaba el pie de aguas abajo de la actual presa con la minicentral hidroeléctrica de 5 Mw. La tubería del bypass, con un diámetro de 2230 mm, tiene una longitud total de aproximadamente 270 m, y el caudal de diseño es 15 de m3/s, turbinados en la central hidroeléctrica y devueltos al río Guadiato para los regadíos del Bajo Guadalquivir.

Este bypass ha sido emplazado en la parte baja del mismo bloque de hormigón del desvío principal. De este modo, la parte inferior de la cerrada quedó libre de obstáculos para proceder con la excavación del cimiento de la presa y a su construcción.

Tubería de desvío de la minicentral hidroeléctrica

Las conducciones de la Presa del Arenoso

Objeto y descripción de las obras

Recientemente se ha finalizado la construcción de la presa del Arenoso y su central de bombeo y turbinado, gestionadas también por ACUAVIR . Están situadas en el río Arenoso a unos 1.500 m de su desembocadura en el Guadalquivir, en la provincia de Córdoba.

La presa del Arenoso alcanza la cota 215, con un ancho en coronación de 10 m y 1.480 m de longitud total, y crea un embalse de 167 hm3 a N.M.N., Además de regular su propia cuenca y laminar las avenidas, permite el incremento del agua disponible en el río Guadalquivir, bombeando los excedentes invernales hasta el embalse, para cederlos turbinando durante los estiajes, cuando se produce la mayor demanda en los regadíos de la cuenca baja.

La presa es de materiales sueltos, con una altura máxima de 77 m sobre la cimentación, y tiene una sección tipo con núcleo central y espaldones de escollera de grauwacas. Los taludes exteriores de la presa son 1,7H/1V. El volumen total de la presa es de 3,33 millones de metros cúbicos.

La obra incluye un aliviadero en la ladera izquierda, de 24 m de longitud y coronado a la cota 209, calculado para la avenida de proyecto (Q=285 m3/s para T=1000 años) y comprobado para la avenida extrema.

Los desagües de fondo, alojados en la galería de desvío, constan de dos tuberías de acero de ∅2500 mm y ∅2000 mm, cada una de las cuales incluye dos compuertas bureau de seguridad y una válvula reguladora Howell-Bunger de ∅1500 mm, en la descarga.

La central de bombeo y turbinado se ha ubicado al pie de la presa. De la tubería del desagüe de fondo derecha, de ∅2500 mm, sale una derivación hacia la central, y de esta, se derivan las 4 tuberías para las bombas de ∅1000 mm así como la tubería para la turbina de ∅2100 mm. La presión de diseño de las tuberías es PN10. La central alberga cuatro moto-bombas de impulsión, para bombear un caudal conjunto de 10 m3/s y un grupo turbo-generador para un caudal nominal de 20 m3/s.

Vista general de la presa del Arenoso y la central

Realización de la obra y detalles constructivos

Para comenzar la presa, se construyó una galería de desvío, de 395 m de longitud, en la ladera izquierda, con una sección de 8 m de base y 6 m de altura. La galería se construyó en hormigón armado, en anillos de 10 m de longitud, con sellos impermeables en las juntas. Bajo el núcleo de la presa se construyó la cámara para alojar las compuertas de los desagües de fondo.

En la boca de entrada de la galería se ha construido una torre de toma sumergida, para funcionamiento de los desagües de fondo y toma para la turbinación y descarga del agua bombeada al embalse, con rejas que protegen los conductos frente a la entrada de cuerpos flotantes.

Finalizada la presa, el desvío del río se cerró, y se utilizó esta galería para albergar los desagües de fondo. Van colocados sobre apoyos cada 12 m, y su longitud total es 208 m.

Desagües de fondo de la presa del Arenoso

En el tapón de cierre de la galería, antes de la cámara de válvulas, van alojados dos conductos de sección rectangular, uno de 1,60 x 2,00 m y otro de 2,00 x 2,50 m, con sus respectivas embocaduras, sobre los cuales irán instaladas las compuertas tipo Bureau. Tras las compuertas, se coloca unas transiciones a sección circular, de 2000 mm de diámetro para el conducto de la izquierda , y de 2500 mm de diámetro para el conducto de la derecha. Los desagües reducen su diámetro a 1500 mm antes de llegar a la salida. Ambos conductos vierten al río mediante dos válvulas de regulación aéreas de chorro hueco, tipo Howell-Bunger, de 1500 mm de diámetro.

Salida de los desagües de fondo de la presa del Arenoso y válvulas Howell Bunger

Antes de la salida y de que se produzca la reducción de diámetro, aguas abajo de la presa, el conducto de la derecha presenta una bifurcación con tubería de ∅2.500 mm, que sirve para alimentar a la turbina y también como colector de la impulsión del bombeo. El distribuidor lateral reparte el agua del conducto principal de Ø2500 mm en un ramal de Ø2100 mm, para la turbina, y cuatro de Ø1000 mm, para las bombas. Después de su instalación, todo el distribuidor ha quedado embebido en un bloque de hormigón armado.

Colocación de las tuberías de la central de bombeo y turbinado

La construcción de la central comenzó por la zona de las cántaras de aspiración de las bombas, cimentadas 10 m por debajo del nivel del río y por el montaje de la tubería del distribuidor. Sobre ese bloque de hormigón, se levantaron los muros, que forman el recinto de las bombas y todos los elementos del grupo turbina-generador, incluido el codo de aspiración y la cámara espiral.

Distribuidor de las tuberías de la central de bombeo y turbinado

El bombeo se realiza con (3 + 1) grupos motobombas de 2,4 MW de potencia cada uno, capaces de elevar un caudal nominal unitario de 3,3 m3/s, hasta el nivel máximo normal de la presa (cota 209 m). Los grupos se ubican junto a la turbina tipo Francis de eje vertical, de 12,5 MW de potencia, para un caudal nominal de 20 m3/s

Como equipos auxiliares se ha instalado un calderín hidroneumático de 10 m3, y las válvulas de control y seguridad necesarias para el funcionamiento del sistema (válvulas de mariposa y de retención en las derivaciones a las bombas, válvula de cierre de la impulsión, y válvula de guarda en la derivación a la turbina).

En la explanada de acceso a la central, se ha construido una subestación eléctrica de transformación, para recibir la energía para el bombeo y distribuir la energía producida por el grupo turbogenerador.

Cálculos realizados

El cálculo de la capacidad del desagüe se efectuó para el funcionamiento independiente de cada uno de los dos conductos, obteniendo un caudal máximo a la cota de NMN de la presa de 60 m3/s para el conducto de 2500 mm, y de 40 m3/s para el conducto de 2000 mm.

Para el cálculo de los fenómenos transitorios, se utilizó el programa SURGE 2000, desarrollado por el Civil Engineering Software Center de la Universidad de Kentucky (U.S.A.), que se basa en el denominado “método del plan de ondas”. Este método permite la inclusión de elementos como uniones de tuberías, válvulas, bombas, chimeneas, calderines, depósitos de alimentación, ventosas, etc.

Se comprobaron varios escenarios de paradas bruscas de bombas, con distintas cotas de embalse y distintos caudales, y la parada brusca del turbinado, por cierre rápido de la válvula de protección de la turbina. Aunque en el estudio del transitorio no se producían presiones negativas significativas en ninguna hipótesis, se consideró conveniente disponer de una protección en la conducción, y se instaló un calderín de 10 m3 con un volumen inicial de aire de 5 m3.

Tras realizar todos los cálculos, la presión de diseño adoptada en las conducciones y en los elementos de la central es P=10 kg/cm2.

Los cálculos mecánicos de los tubos de acero del desagüe de fondo se han realizado siguiendo los criterios de cálculo establecidos en la GUÍA TÉCNICA SOBRE TUBERÍAS PARA EL TRANSPORTE DE AGUAS A PRESIÓN, editada por el CEDEX, y basados en la norma AWWA.

Los espesores necesarios que se obtuvieron con el cálculo, para los distintos diámetros y con acero S-275JR, son los siguientes:

• Para los diámetros 2000 mm y 1500 mm de los desagües: Espesor = 10mm.

• Para los diámetros 1000 mm y 2100 mm de la central: Espesor = 10mm.

• Para el diámetro 2500 mm de la central y el desagüe: Espesor = 12mm.

Además, en la tubería se han dispuesto unos rigidizadores cada 6,0 m, para evitar la ovalización de la misma sin tener que aumentar el espesor de chapa. También se calcularon todas las piezas especiales de refuerzo necesarias en las derivaciones, resultando suficiente con unos baberos, salvo en la derivación de Ø2500 y de Ø2100, que fue necesario un refuerzo tipo ala de monja.

El acueducto del Gévora

Objeto y descripción de las obras

El canal de Montijo, construido durante las décadas de los años 40 y 50 del pasado siglo para el riego de las Vegas Bajas del Guadiana, entre Mérida y Badajoz, con 63 kilómetros de longitud, se encontraba en un estado de deterioro y su explotación se realizaba de forma “artesanal”.

La Confederación Hidrográfica del Guadiana decidió realizar las obras de modernización del canal. El Proyecto de Regulación del Canal de Montijo incluye la remodelación de la toma del canal en la presa de

Montijo, la reparación del canal en amplios tramos, los recrecidos del canal para asegurar los resguardos, la sustitución de los pico de patos y aliviadero por otros nuevos, la construcción de dos balsas de regulación y la modernización de los sistemas de control del canal.

Dentro de las obras del canal que se encontraban deterioradas estaba el acueducto del Gévora, situado entre los pk 57+902 y 58+651, con una longitud total de 749 m.

Vista del acueducto del Gévora

Algunas zonas de los cajeros del acueducto habían sufrido roturas, y en varios puntos se producían pérdidas de agua, por lo que, para evitar que el deterioro del acueducto fuera en aumento, se decidió colocar en este tramo, por el interior del acueducto, una tubería de acero, para que dichos cajeros no tuvieran ninguna solicitación de cargas.

La remodelación del acueducto del Gévora consiste básicamente en la introducción de una tubería de acero de 1800 mm de diámetro en el interior de la sección del canal existente, dejando a ambos lados unos pasillos, de modo que el agua deje de circular por el canal, cuyo estado de conservación no es el más adecuado, para hacerlo por el interior de la tubería.

Reparación de una rotura en el cajero Salida del acueducto del Gévora

Realización de la obra y detalles constructivos

Después de varios tanteos, se comprobó que para alterar lo menos posible el régimen hidráulico del canal, el diámetro interior de la tubería debía ser de 1800 mm, y se consideró que el material más adecuado era el acero, ya que en realidad es una tubería autoportante, aunque esté dentro del acueducto.

Con este diámetro, el canal seguía funcionando en lámina libre y con calados similares a los producidos con el acueducto, y además, las cargas que tenían que soportar las pilas del acueducto eran muy similares a las cargas iniciales, con el canal interior lleno de agua.

La tubería no se apoya de forma continua en la estructura, sino que, en puntos situados cada dos pilas, se disponen unos macizos de hormigón sobre los que se apoya la tubería hasta un ángulo de 120º, con unas bandas de poliuretano que permiten el desplazamiento longitudinal, de forma que la tubería transmita las cargas sólo a las pilas y no al tablero.

Estos apoyos se realizaron con prefabricados de hormigón. La longitud entre pilas del acueducto es 6,60 m, y por tanto, la longitud entre apoyos será 13,20 m. La longitud total de tubería es de 800 m.

Tubería colocada en el interior del acueducto Detalle de la embocadura y el compensador de dilatación

Este sistema de apoyo permite que la sección actual del canal en el acueducto, en forma de U y de hormigón armado, deje de recibir la carga del agua, limitándose a soportar su propio peso. El apoyo es sólo en pilas alternas porque si se apoyara en todas, se duplicaría el número de elementos de apoyo sin que se pudiera reducir su tamaño ni el espesor de la tubería, que viene dado por el mínimo compatible con el diámetro, ya que no va a estar sometida a presión interior.

Se han considerado los apoyos con un espesor máximo en el punto medio de la base de 10 cm, por cuestiones hidráulicas.

Para evitar los esfuerzos debidos a dilataciones y contracciones del acero, se han colocado 4 compensadores de dilatación, dos en los extremos y dos en el centro del acueducto, a ambos lados de un apoyo fijo. Con esta configuración se mantiene la simetría en el reparto de las cargas sobre la estructura.

La tubería tiene un revestimiento plástico de poliuretano de 500 micras interior y 625 micras exterior, según normativa AWWA C-222, para evitar la corrosión.

Cálculos hidráulicos y mecánicos de la tubería y comprobación de la estructura

El estudio hidráulico del cauce se ha realizado utilizando el programa HEC-RAS, modelizando el tramo del canal de Montijo en el que se encuentra el acueducto de Gévora, desde el pk 57+588 del canal, hasta el pico de pato del sector O, en el PK 58+740.

En el acueducto del Gévora, el caudal en situación normal es 2,01 m3/s. Y considerando el incremento de 0,50 m3/s para abastecimientos de emergencia, el caudal máximo será 2,51 m3/s.

El cálculo se ha realizado en régimen lento. Las condiciones de contorno utilizadas han sido, aguas arriba, la pendiente del canal en este tramo (0,3 %), y aguas abajo, un calado fijo correspondiente a la cota de lámina de agua sobre el pico de pato. Se obtuvieron los calados y velocidades para el caudal normal y para el caudal máximo, tanto en la situación del acueducto original como considerando el tubo de DN 1800.

Se comprobó que la tubería de diámetro 1800 mm tenía capacidad suficiente para transportar los caudales

considerados, en lámina libre.

Al tratarse de una tubería aérea, para absorber los movimientos impuestos por las variaciones térmicas, se disponen en la tubería una serie de compensadores de dilatación. El acueducto es recto, por tanto, los compensadores son de tipo axial ya que sólo habrá movimientos según el eje de la tubería.

Teniendo en cuenta que las temperaturas podrían oscilar entre 0º y 50ºC, y que la longitud total de la tubería es de 800 m, se obtuvo una dilatación total máxima de la tubería de 468 mm Para un diámetro de 1800 mm, existen compensadores que admiten movimientos axiales de 150 mm; por lo que se decidió dividir la tubería en 4 tramos de 200 m; la dilatación por tramo sería de 117 mm.

La tubería se apoya en unos macizos de hormigón situados cada dos pilas. El desplazamiento longitudinal está impedido en 5 apoyos que deben funcionar como puntos fijos, y que dividen la tubería en 4 tramos, con objeto de no acumular los efectos de las dilataciones y contracciones térmicas. Pero el resto de apoyos deben ser móviles, por lo que se coloca una lámina de poliuretano entre tubería y apoyo que permita el desplazamiento de la tubería sobre el mismo.

La tubería funciona en lámina libre, sin presión, y no tiene cargas externas, puesto que va sobre el acueducto, por tanto, sólo habría que comprobar si es autoportante. En el cálculo se ha supuesto una presión interior de 1,0 kg/cm2 para quedar del lado de la seguridad.

Se comprobó que una tubería de diámetro DN1800, de acero S-275JR, con un espesor de e=11,1 mm y longitud entre apoyos L=13,20m (cada dos pilas), es autoportante. La deformación máxima en el centro del vano es 1,80 mm.

La tubería también sería válida con mayores separaciones entre apoyos, pero en ese caso, la estructura del acueducto podría sufrir daños, ya que se cambiaría excesivamente la distribución de cargas.

Fue necesario comprobar el nuevo esquema estructural del acueducto; y en particular, verificar que la estructura existente era capaz de soportar las solicitaciones a las que va a estar sometida. La carga de agua sobre la estructura, en la nueva configuración del acueducto, va a ser menor que la original, ya que la sección de la tubería es menor que la del canal, porque el caudal circula a más velocidad. Sin embargo, al apoyarse la tubería sólo en la mitad de las pilas, la carga vertical de agua a la que éstas van a someterse es el doble que si se apoyara en todas.

Detalle del apoyo de hormigón Compensadores de dilatación en el centro del acueducto

Las vigas y arcos van a ver disminuido netamente su nivel de esfuerzos, puesto que el peso del agua, que antes gravitaba sobre ellos, pasa a ser soportado por la tubería, que lo transmite directamente a las pilas sin pasar por las vigas en U ni los arcos. Por lo tanto, no es necesario comprobar esta parte de la estructura.

En cuanto a las pilas y cimentaciones, el sistema de apoyos propuesto garantiza que la carga transmitida a las pilas sea vertical y centrada, como en la configuración preexistente de la estructura. Esto es particularmente necesario dado que se trata de pilas en masa.

Se estudiaron dos casos: pila actual (antes de la actuación sobre el acueducto) y pila futura (ya con la tubería instalada). La altura de las pilas varía entre 0,40 m y 2,60 m, y la del pozo de cimentación está comprendida entre 4,40 m y 6,90 m.

Con la tubería, el incremento de fuerza vertical y de tensiones es del 4 %. Las tensiones resultantes en el hormigón son insignificantes (menos de 3 kp/cm2). En cuanto al terreno de cimentación, la carga máxima puede aumentar hasta un máximo de un 4 %, lo cual puede considerarse aceptable.

Con esto, quedó comprobado que la estructura del acueducto era capaz de soportar los esfuerzos a los que iba a estar sometida con el nuevo esquema resistente.

La conducción Júcar – Vinalopó. Tramo A

Objeto y descripción de las obras

Para satisfacer la insuficiencia de recursos propios de las comarcas de Vinalopó, Alacantí y Marina Baja, en la provincia de Alicante, el Plan Hidrológico de Cuenca del Júcar ha previsto la transferencia de recursos hídricos a través de una conducción desde el río Júcar hasta la localidad de Villena, donde se hallan algunos importantes acuíferos de la zona, y desde donde partirán las infraestructuras hacia los centros de consumo urbano y agrícola.

Aguas del Júcar S.A., se plantea como solución la toma de agua en el curso bajo del río Júcar, en concreto en el Azud de la Marquesa, en Cullera, antes de su desembocadura en el estuario y último punto donde no hay otros usos más que los puramente ambientales. Con esto, no se afectarían las garantías de los usuarios de la cuenca del Júcar.

El tramo A consta de las siguientes obras:

- Obra de toma en el río Júcar

- Estación de bombeo de Marquesa

- Conducción de impulsión de Marquesa-Panser. (PRFV DN1600)

- Balsa Panser

- Estación de bombeo Panser

- Conducción de impulsión de Corbera (Acero DN1800)

- Línea eléctrica subterránea 20 KV

- Centro de Repart

- Telemando y sistemas de control

Cercana a la obra de toma en el río Júcar, se situa la primera estación de bombeo, denominada Marquesa, desde la que parte una tubería de PRFV de diámetro nominal 1600mm, hasta la balsa Panser.

En la balsa Panser se ubica la segunda estación de bombeo, con el mismo nombre, para una altura manométrica de 189,8 m.c.a., y un caudal de 5,6 m3/s, que realiza la impulsión a través de la denominada Impulsión Corbera, formada por una tubería de acero helicosoldado S-355, de diámetro exterior 1.829 mm y espesores variables. La longitud de esta tubería es de 2.947 m.

En la impulsión Corbera se han proyectado 5 obras de ventosas, cada una con 2 ventosas trifuncionales de diámetro 200 mm. Tres de estas obras se han situado en los puntos altos de la conducción, y otras dos repartidas de forma que no disten entre ellas más de 600 m. Se han proyectado obras de desagüe en todos los puntos bajos de la conducción. Tanto las ventosas como los desagües se han previsto de la presión que le corresponde.

El radio mínimo adoptado para los acuerdos horizontales en las conducciones, con el fin de evitar codos y acortar longitudes, es de 500 m. El radio mínimo adoptado para los acuerdos verticales en la impulsión Corbera es de 400 m.

La pendiente mínima en la impulsión de Corbera es 29 mm/m. Se ha previsto una franja de ocupación durante las obras, de 50 m de anchura, para realizar las operaciones de excavación, acopio de tierras, de tubos, soldadura, montaje de la conducción, etc.

Esta Impulsión Corbera, en sus primeros metros, atraviesa la AP-7 mediante 80 m de hinca. Inmediatamente después de esta hinca, se ha previsto una válvula motorizada de mariposa con su correspondiente by pass de 400 mm de diámetro, y ventosa DN 200 mm antes y después de ella.

Los taludes utilizados son, en función del terreno atravesado, 1H/2V en tierra y 1H/4V en roca. La anchura de la base de la zanja en ambos casos es de 2,80 m, y el recubrimiento mínimo sobre clave es de 1 m.

Detalle del tubo de acero

Colocación de la tubería. Impulsión Corbera

Cálculos hidráulicos y mecánicos realizados para la impulsión de Corbera

El caudal máximo de dimensionamiento en la impulsión Corbera es de: 5,6 m3/s.

Las pérdidas en las tuberías a presión se han comprobado mediante las fórmulas de Darcy-Weisbach, con los siguientes valores de rugosidad para el acero:

- Rugosidad de cálculo en acero: 0,3 mm

- Rugosidad de comprobación en acero: 0,1 mm

Para el cálculo de los fenómenos transitorios, al igual que en la presa del Arenoso, también se ha utilizado el programa SURGE 2000, desarrollado por la Universidad de Kentucky . En el cálculo se han incluido elementos como válvulas, bombas, chimeneas, calderines, depósitos de alimentación, ventosas, etc.

Se han proyectado en esta impulsión tres calderines de vejiga hidroneumática de 35 m3 de volumen cada uno, en el inicio de la impulsión de Corbera, en la explanada de la central. Las tuberías de la impulsión se

han dimensionado para los esfuerzos de sobrepresión originados por un golpe de ariete a causa de la parada de las bombas, en la hipótesis de que uno de los tres calderines estuviera fuera de servicio.

En el Proyecto de Construcción se han calculado los espesores de la tubería de acero de la impulsión Corbera, siguiendo las especificaciones de la norma AWWA, manual 11.

Se han considerado en el cálculo las cargas de tierras y las sobre-presiones que resultaban del estudio en régimen transitorio, y a la carga de tráfico (para las tuberías de acero, se considera, de acuerdo con las recomendaciones hechas por Aguas del Júcar, los esfuerzos producidos por el carro de 12 T y 2 ejes). El acero utilizado es S-355 en la impulsión Corbera. Los espesores de acero necesarios, obtenidos en los distintos puntos de la impulsión, varían entre 8,7 mm y 10,3 mm.