INSTITUTO TECNOLOGICO DE TEPIC

FUNDAMENTOS DE INVESTIGACIN

FRANCISCO JAVIER CARRILLO BERNAL

MTRA. BLANCA MARGARITA VALENCIA MORA

INGENIERIA CIVIL 2E

5 DE DICIEMBRE 2014

TEMA: PRESAS HIDROELCTRICAS

DELIMITACION DEL TEMA: Disminucin del impacto ambiental en el proceso constructivo de presas hidroelctricas en Mxico.

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA: Durante el proceso constructivo de la construccin de las presas en Mxico se genera un gran impacto al ambiente dentro y a los alrededores del rea de la obra en construccin, y durante el proceso numerosas explosiones y derrumbes generan demasiados escombros como resultado de estas. Adems la mayora de estos escombros son reciclables y son llevados para su correcto proceso de reciclaje, pero muchos de estos residuos no y solo son llevados al relleno sanitario donde solo son dejados ah o trasladados a otros rellenos.

OBJETIVO GENERAL: Disminuir el impacto ambiental considerando otros mtodos constructivos e implementarlos en la construccin de las presas hidroelctricas en el pas.

OBJETIVOS ESPECIFICOS

Identificar los procesos constructivos actuales que son utilizados para la construccin de las presas hidroelctricas.

Conocer el impacto ambiental que genera cada proceso constructivo.

Investigar la magnitud de los daos en los ltimos aos.

Comparar los procesos e identificar cual genera menos dao.

Identificar y buscar informacin del proceso constructivo a elegir.

Buscar argumentos que favorezcan el uso del proceso constructivo elegido.

Implementar medidas para favorecer el uso de dicho proceso constructivo.

INTRODUCCION

La construccin de grandes presas en los ros siempre es un tema que genera controversia ya que en un primer momento slo se ven sus grandes ventajas.

Objetivos de la construccin de grandes presas en los ros

La construccin de presas en prcticamente todos los grandes ros del planeta responde, casi siempre, a la necesidad de obtener energa hidroelctrica y regular el caudal del ro para el regado y evitar grandes riadas o inundaciones. China (unas diez mil) y la India (ms de tres mil) se han convertido en los pases que ms presas estn construyendo.

Son pases que necesitan mucho agua (y de forma estable) para cultivar alimentos para tantsima gente y energa para sus industrias y hogares. Los grandes ros de Asia como el Yangtz, el Mekong, el Brahmaputra, el Ganges, el Indo o el Irrawaddy estn muy explotados con presas y embalses al igual que los ros ms importantes de casi todo el mundo (ro Volta en Burkina faso; Nilo en Egipto; Paran entre Brasil y Paraguay; Ebro en Espaa, etc.) Espaa es uno de los primeros pases en el mundo en el nmero de grandes presas por habitante.

A la vez tambin son polticas de obras faranicas que quieren mostrar al mundo que ellos tambin capaces de crear obras casi imposibles. Es importante conocer, adems de las ventajas, las desventajas de estas grandes presas.

Algunos de los daos que producen la construccin de grandes presas en los ros

Evitan que el ro lleve sedimentos a la desembocadura con lo que el mar empieza a "ganar" terreno al delta provocando poco a poco su desaparicin.

Las distintas especies de peces no pueden desplazarse ro arriba o abajo para desovar. Adems las aguas de los ros acumulan ms sedimentos (ya no van al mar) y eso hace que con fondos ms turbios crecen menos plantas y decrece la cantidad de peces por falta de alimento. El pescado era una protena bsica y barata para miles de personas.

Desplazan a miles o millones de personas que vivan al lado del ro. De hecho ms de 30 millones de personas han sido desplazadas desde los aos 30.

Desaparecen los ecosistemas que haba en esa zona especialmente grandes humedales que se inundaban en poca de lluvias. Adems las zonas de regado obtenidas por la construccin de grandes presas en los ros slo se dedican a productos de exportacin que slo beneficiarn a unos pocos y casi nunca a la gente desplazada. Muchas veces las zonas inundadas eran tierras de cultivo muy frtiles (las zonas cercanas a los ros casi siempre lo son) que alimentaban a miles de personas.

Los microclimas de la zona se ven alterados ante el cambio en el flujo del agua. Eso a su vez tambin afecta a los cultivos y a los animales y personas.

A menudo quedan inundadas grandes extensiones de bosques. La descomposicin de esa madera tambin crea gases que colaborarn en el calentamiento global. La gente desplazada debe de ocupar otras zonas con lo que, a menudo, se suelen perder bosques por partida doble (los inundados y los reocupados).

Las inversiones millonarias necesarias para las grandes presas slo se rentabilizan unos pocos aos (la presa se acaba llenando de arena y ya no es rentable ya que almacena poca agua y produce poca electricidad) Dragar la presa, hacerla ms alta o vaciarla para limpiarla puede suponer meses de arduo trabajo y el cese, momentneo, de la produccin elctrica. La inversin necesaria ser, de nuevo, millonaria y eso implica menos recursos para otras necesidades (sanitarias, culturales, infraestructuras, etc.).

Con la construccin de grandes presas en los ros se bloquea el transporte fluvial ya que las grandes presas no pueden superarse con ningn tipo de esclusa o desvo. Esas vas de transporte desaparecen (por lo menos muchos tramos) y hay que abrir ms carreteras y caminos (ms deforestacin).

Es muy interesante conocer que aunque el 55% de la energa mundial proviene de las hidroelctricas slo el 10% de la gente consume el 80% de esa energa.

Uno de los grandes argumentos para la construccin de grandes presas en los ros es de poder ofrecer ms agua dulce a la poblacin pero de entrada al haber ms superficie de agua expuesta al sol la evaporacin afecta al 10 %. El embalse de agua tambin favorece la descomposicin de sustancias y acumulacin de residuos txicos (de las industrias y residuos urbanos) por lo que tambin estamos "contaminando una escassima agua dulce. Luego son necesarias grandes y carsimas depuradoras para hacer potable esa agua.

Antecedentes de las afectaciones socio ambientales de las presas

En 1998, debido a la presin internacional el Programa de Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA) convoc a expertos para conformar la Comisin Mundial de Represas (CMR), la cual cont con el patrocinio del BM y de la Unin Mundial de la Naturaleza (UICN). En el ao 2000, la Comisin encargada de evaluar los beneficios y afectaciones de las infraestructuras publica el informe: Represas y Desarrollo: un nuevo marco para la toma de decisiones. Este documento desmitifica que las presas sean un modelo de desarrollo debido a sus graves afectaciones socio ambientales. En los ltimos cincuenta aos a escala mundial, el emplazamiento de presas ha significado el desplazamiento forzado de ms de 40 millones de personas y la sobre explotacin de los principales sistemas hdricos. Por este motivo, se estima que los ecosistemas fluviales del 60 por ciento de las cuencas del mundo estn gravemente fragmentados (CMR, 2000).

En Mxico se han construido cuatro mil 500 presas: ms de 700 han sido clasificadas como grandes por su tamao de cortina o embalse. Entre todas, almacenan el 80 por ciento del agua superficial disponible. De este total, el 80% es almacenado en tan slo cincuenta grandes presas, mismas que son consideradas la infraestructura hidrulica ms importante del pas (Olvera, 2012). No obstante, el 80 por ciento de las presas estn contaminadas (Arredondo, et al., 2007); aunque varias han concluido su vida til, no han sido desmanteladas, y continan obstruyendo la limpieza de los ros.

Un caso emblemtico es la presa hidroelctrica El Salto, Jalisco; construida en lo alto de una pequea cascada a finales del siglo XIX. La presa tempranamente determino el uso industrial del ro Santiago (Olvera, 2012). Su permanencia hasta nuestros das es una parte fundamental de la explicacin del problema de salud que aqueja actualmente a los habitantes de El Salto de Juanacatln. El muro de la inoperante hidroelctrica estanca la contaminacin industrial vertida al ro; al abrirse las compuertas, esta cae por la cascada desprendiendo olores, gases y espuma txica que invade los pueblos aledaos de Juanacatln y El Salto. El cido sulfhdrico es uno de los gases presentes en esta zona: es venenoso e inflamable, tiene olor a huevo podrido y, en una exposicin prolongada, causa desde fatiga hasta alteraciones de las funciones motoras; a concentraciones mayores puede causar la muerte (Palos, 2010).

En el ao 2000, el Gobierno Estatal de Jalisco impuls la construccin de la presa Arcediano, proyecto que causo gran polmica. Supona el abastecimiento de la Zona Metropolitana de Guadalajara con las aguas contaminadas del ro Santiago (Vargas, et al., 2005; McCulligh, 2010). Expertos apuntaron que el proyecto era inviable porque presentaba graves deficiencias de diseo e ingeniera, no cumpla con el marco jurdico vigente y era un proyecto econmicamente costoso (Lara, 2005). A pesar de estos sealamientos, el gobierno federal y estatal autorizaron cientos de millones de pesos para su construccin, destruyeron el pueblo del mismo nombre y desplazaron forzosamente a sus habitantes. Sin embargo, al poco tiempo, bajo el argumento de los exorbitantes costos de la obra, la construccin qued suspendida (Figueroa, 2005). Hasta el momento, no ha habido clara rendicin de cuentas acerca de qu paso con los millones de pesos que se haban erogado. Cabe sealar que a los desplazados no se les permite regresar.

Supuestamente, en la bsqueda de alternativas para el abastecimiento de Guadalajara, el gobierno del Estado de Jalisco prefiri, sobre otras propuestas tecnolgicas y de gestin del agua, impulsar la construccin de la presa El Zapotillo en el ro Verde. Este proyecto tampoco estuvo libre de polmica, dado que la concesin del ro es compartida con el Estado de Guanajuato, los afectados argumentan que la presa, en realidad, responde a las demandas de agua para uso industrial de esa entidad. La intensificacin del uso industrial de los ros es preocupante porque conlleva el insumo de mayores cantidades de agua y tambin el desage de desechos que quedan estancados en alguna otra presa. El uso industrial del agua a travs de las presas es insalubre y violenta el derecho de la poblacin a un ambiente sano.

Cualquier uso del agua debe concebirse en su produccin espacial. La experiencia mexicana nos permite constatar que el uso de los ros con fines hidroelctricos requiere una transformacin inminente del mismo. El ro pierde la vida al pasar por la turbina hidroelctrica convirtindose slo en agua. El embalse de la presa mata a la flora y desplaza a la fauna; el problema contina bajo el agua, con la descomposicin de materia orgnica que produce lodos txicos y gases de efecto invernadero (McCully, 2004). A causa de la obstruccin de sedimentos, nutrientes, y a los cambios de temperatura del ro, la construccin de una presa altera drsticamente los ecosistemas ribereos y marinos. Otro de los impactos ms graves es la destruccin de manglares y estuarios. Esta transformacin implica cambios de uso del agua por parte de las poblaciones, tanto ro arriba como ro abajo. Las mini hidroelctricas tambin generan afectaciones. Por ejemplo, en el Estado de Veracruz, la CFE contempla 112 proyectos que actualmente, debido a su produccin espacial, son causa de una creciente conflictividad social (Olvera, 2012).

Aunque la produccin espacial de la hidroelectricidad implica graves afectaciones socio ambientales, la CFE las ignora deliberadamente y promueve la construccin de hidroelctricas dado que las considera como parte del Mecanismo de Desarrollo Limpio (MDL). De acuerdo al Protocolo de Kioto para mitigar el cambio climtico, el mecanismo consiste en vender Certificados de Reduccin de Emisiones (CREs).

Sin embargo, no hay ninguna regulacin al respecto y menos la comprobacin de que este programa cumple su objetivo (Jubileo Sur, et al).

DESARROLLO

A continuacin se muestran los materiales y sustancias requeridos para la construccin de las presas, tomando como referencia el ltimo proyecto hidroelctrico construido en el pas, ubicado en los lmites del municipio de la yesca del estado de Nayarit y el municipio de Hostotipaquillo en el estado de Jalisco.

Materiales y sustancias

Materiales utilizados en las obras de apoyo

Los dormitorios, la clnica del IMSS y algunas oficinas se construirn con piso de cemento pulido y muros y techos de multipanel. Los comedores tendrn una estructura de columnas y vigas de acero como soporte y sobre ellas se fijan lminas galvanizadas; los muros sern de multipanel. Tambin existirn edificaciones con muros de block y techos de multipanel (como algunas oficinas). Las instalaciones definitivas, como el destacamento militar y la central telefnica, se construirn con muros de block, techo de concreto y piso de cemento.

La mayor parte de los materiales para estas obras se adquirirn en el mercado. La grava y arena que se requiera se tomar de bancos de materiales.

Material necesario para la construccin del Proyecto

Tipo y cantidad

La construccin de la cortina de enrocamiento con cara de concreto requerir de 7 840 100 m3 de roca para conformar el cuerpo de la cortina y de 18 000 t de cemento para la cara de concreto.

En la tabla 1 se presenta una estimacin de los principales materiales que se utilizarn para la construccin, desglosados por frente de trabajo. Para su cuantificacin se consideraron dosificaciones y consumos promedio de acuerdo con el tipo de material. En la tabla 2 se presentan otros materiales que se emplearn para eficientar los rendimientos constructivos o como aditivos en otros procesos. En cuanto a los materiales para acabados, en la tabla 25 se anotan los requerimientos de pintura, selladores y recubrimientos. De los materiales referidos, roca, aluvin, limo y arcilla sern explotados en la zona; el resto ser suministrado por empresas comerciales.

Tabla 23. Tipo y cantidad de material requerido para la construccin del PH La Yesca.

Concepto

Volmenes

Roca (m3)

Aluvin (m3)

Arcilla (m3)

Cemento (t)

Acero de refuerzo (t)

Acero estructural (t)

Malla electro soldada (t)

Tneles de desvo

23300

7000

1630

100

350

Ataguas

140100

46000

410000

Cortina

7700000

4100000

21800

5100

70

Obras de generacin

65000

19400

4650

150

270

Obras de excedencias

145800

43800

10200

220

SUMA

7840100

4380100

410000

92000

21580

250

910

Tabla 24. Tipo y cantidad de sustancias requeridas para la construccin del PH La Yesca.

Concepto

Volumenes

Pintura Vinil-Acrilica (I)

Sellador Acrilico (I)

Recubrimiento tipo Alquidlico (I)

Recubrimiento Epxico (I)

Impermeabilizante (I)

Obras de generacin

3470

830

2200

150

240

Obras de excedencias

370

90

230

230

260

Infraestructura

520

125

325

325

745

SUMA

4360

1045

2755

705

1245

Tabla 25. Tipo y cantidad de sustancias requeridas para la construccin del PH La Yesca.

Frente

Volmenes

Retardante y reductor de agua p/concreto hidrulico (Kg)

Bentonita para muro pantalla e inyeccin (Kg)

Anclaje

Aditivo acelerante para concreto lanzado (kg)

Fluidizante para inyeccin de consolidacin (Kg)

Curaconcreto

Fluidizante (Kg)

Resina epxica (Kg)

Desvo

97314

1163

34109

180347

2150

Ataguas

5136

134258

Cortina

252732

404670

126

75330

159938

Obras de generacin

92370

1694

49652

39447

135015

5050

Obras de excedencia

190554

1225

35907

46292

10500

SUMA

638106

538928

4208

119668

341416

294953

17700

Explosivos

En la construccin de las obras se emplearn explosivos para la realizacin de voladuras, excavaciones, aprovechamiento de bancos de material, etc. Los materiales explotados sern almacenados dentro del rea del proyecto en sitios denominados y previamente acondicionados para ello. La cantidad almacenada y tipo de almacenamiento se pueden observar en la tabla 26.

Tabla 26. Tipo y cantidad de explosivos utilizados en la construccin de la obra del PH La Yesca.

Tipo de explosivos

Cantidad almacenada mensual

Cantidad empleada por da

Tipo de almacenamiento

Tipo de transportacin

Accin en la cual se emplea

agentes explosivos:

Polvorn principal

Vehculo cerrado (V1)

Excavacin en roca

- AN/FO

64 t

2 t

Altos explosivos:

- Hidrogel (Godyne)

27 t

1 t

Dispositivos para iniciacin de explosivos

Polvorn principal

Vehculo cerrado (V1)

Excavacin en roca

- Cpsulas o fulminantes

908 pza.

30 pza.

- Mecha de seguridad o cauela

1816 m

61 m

- Cordn detonante (Primacord)

9080 m

303 m

- Indicadores no elctricos de retardo

13620 pza.

454 pza.

- Estopines elctricos

272 pza.

9 pza.

Energa y combustibles

Electricidad

El suministro de energa elctrica se cubrir con una lnea de transmisin de 115 kV y una subestacin 115/13,8 kV. De esta subestacin partir la red de distribucin de energa que tendr varias subestaciones locales de menor capacidad (tabla 27). Las subestaciones locales suman una carga de 8 700 kVA (8,7 MVA); existirn 1,7 MVA de reserva para enfrentar cualquier eventualidad.

Se estima que al inicio de la obra la carga requerida ser de 2 MVA. En la fase de mayor actividad, con todos los frentes de trabajo abiertos, la carga estimada es de 8,7 MVA, la cual disminuir gradualmente y en las ltimas fases de la obra ser nuevamente de 2 MVA. Al finalizar la construccin, la subestacin podr servir para satisfacer los servicios de la futura central en la etapa de operacin.

Se calcula que el consumo diario promedio ser del orden de 80% de la demanda potencial, es decir, aproximadamente 6,8 MVA en el perodo de mxima actividad.

Adems de las instalaciones referidas, se contar con plantas mviles de emergencia que operan con disel. En caso de una interrupcin de energa en la subestacin principal o en alguna local, las plantas mviles tienen la capacidad suficiente para cubrir las necesidades de energa. En la tabla 28 se anotan, para cada tipo, el nmero, la capacidad, as como su potencia y consumo de combustible por hora a su mxima capacidad. Para su funcionamiento, se dispondr de 3 tanques de 12 000 litros de disel que cumplan con las especificaciones de PEMEX para el almacenamiento.

Tabla 27. Capacidad de las subestaciones que se instalarn para la construccin del PH La Yesca.

Descripcin

Capacidad kVA

Subestacion rea recreativa y habitacional

800

Subestacin desvios a la salida

500

Subestacin ataguas aguas abajo

500

Subestacin casa de mquinas

1000

Subestacin vertedor cortina

800

Subestacin atagua aguas arriba

500

Subestacin rea desvos a la entrada

500

Subestacin oficinas y servicios

100

Subestacin plantas procesadoras (pedrera)

1500

Subestacin rea ecolgica

800

Subestacin destancamiento militar y reten

800

Total

8700.00

Tabla 28. Caractersticas de las plantas de luz de emergencia.

Descripcin

Capacidad kVA

Cantidad (pza)

Potencia Motor (hp)

Consumo diesel L/h

Planta GM Electromotive, motor Detroit diesel de 16 pistones

1000

3

3 x 1080 (3240)

3 x 163.51 (490.53)

Planta White de 16 pistones

1500

1

1500

227.10

Total

200

4

4740

717.63

Combustible

Los combustibles que se emplearn son disel y gasolina. En la tabla 29 se muestran los volmenes estimados de consumo de disel, gasolina y aceites por frente de trabajo.

Los combustibles sern adquiridos en los centros de distribucin autorizados por PEMEX y transportados en pipa hasta el sitio de la obra. El almacenamiento se realizar en el rea industrial de la obra, en la cual se construir una estacin de servicio que cumpla con las especificaciones de almacenamiento, monitoreo de tanques, venteos, accesorios anti explosin, dispensarios, vialidades, equipos de seguridad y reas de servicio que establece PEMEX para las estaciones de despacho de combustibles.

Tabla 29. Cantidad de combustible y lubricantes requeridos para la construccin del PH La

Yesca.

Frente

Volmenes de combustible (litros)

Disel

Gasolina

Aceite motor

Aceite Hidrulico

Obras inducidas (Obras dedesarrollo social yproteccin ambiental)

9 115 200

315 000

70 320

12144

Obras de infraestructura

34 189 400

47 415 060

412 300

146034

Obras de desvo(Canales y ataguas)

20 385 600

5 448 000

181 920

89928

Obras de contencin(cortina)

230 004 496

57 057 228

2 005 952

786646

Obras de generacin

35 183 547

19 807 596

273 015

55633

Obras de excedencias

30 191 400

9 687 240

529 218

112068

Total

359 069 643

139 730 124

3 472 225

1 202 453

Maquinaria y equipo

El equipo utilizado para la construccin es el que se indica en la tabla 30. En la misma se anota la informacin disponible proporcionada por el fabricante en cuanto a tipo de motor, eficiencia de combustible y emisin de ruido.

Generacin, manejo y disposicin de los residuos slidos

Durante la construccin de la obra se generarn desechos slidos municipales, industriales y peligrosos, debido a las diferentes obras que se construirn y la estancia en el lugar de personas que vivirn y trabajarn en el rea.

Tabla 31. Generacin de residuos slidos.

Nombre del residuo

Componentes del residuo

Proceso o etapa en el que se genera

Caractersticas CRETIB

Volumen generado por unidad de tiempo

Tipo de empaque

Sitio de almacenamiento temporal

Caractersticas del sistema de transporte al sitio de disposicin final

Sitio de disposicin final

Municipales

Todos los generados en campamentos, comedores y oficinas

Construccin

variable

a granel

relleno sanitario

camin volteo

relleno sanitario

Industriales

Todos los generados durante la construccin de las obras principales

Construccin

variable

a granel

depsito de desperdicio

camin volteo

depsito de desperdicio

Peligrosos

Todos los generados durante el mantenimiento de los vehculos y maquinaria

Construccin y Operacin

Inflamable

variable

a granel

almacn

camin

Empresas autorizadas para su manejo adecuado.

Residuos slidos no peligrosos

Residuos slidos municipales

A partir de la experiencia adquirida en la construccin de la CH Aguamilpa, se estim el volumen de residuos slidos municipales que se generarn durante la construccin del PH La Yesca. En la tabla 32 se presenta la cantidad esperada de estos residuos, considerando una produccin per cpita de 1,8 kg/da. Al inicio de la obra se generarn del orden de 60,33 kg/da, valor que se incrementar rpidamente hasta alcanzar el volumen mximo de alrededor de 7,75 t/da, para finalizar en el ltimo ao con una produccin de 1,49 kg/da.

Tabla 32. Estimaciones de residuos slidos municipales que se generarn durante la construccin del PH La Yesca.

Ao

Residuos slidos Kg/da

Ao 1

0.54

Ao 2

7.07

Ao 3

7.75

Ao 4

4.9

Ao 5

1.49

Nota: estos valores son aproximaciones a los producidos en la realidad.

En las proximidades del proyecto no existen sitios para confinar desechos slidos municipales. La localidad ms cercana en la que funciona un relleno sanitario es la poblacin de Hostotipaquillo, aproximadamente a 20 km del sitio del proyecto.

De acuerdo con lo anterior, se tiene contemplado construir un relleno sanitario para el confinamiento de los desechos slidos municipales generados en el rea de la obra y sus instalaciones. La seleccin del sitio, diseo, construccin y operacin del relleno sanitario considerara lo estipulado en los proyectos de Normas Oficiales Mexicanas 083-ECOL-1996 y 084-ECOL1994.

Residuos industriales

Como residuos industriales se consideran los siguientes: madera, chatarra, llantas, envases vacos y empaques. Es difcil estimar los volmenes que se generaran de este tipo de materiales, ya que depende del tipo de envasado de los materiales que se adquieran (tambos, recipientes de plstico de diferente capacidad), calidad y uso de algunos materiales (llantas, algunas estructuras metlicas), etc. Por esta razn no se cuenta con elementos para realizar una estimacin objetiva de los volmenes que se generaran de estos residuos. Sin embargo, para evitar afectaciones al ambiente por el manejo inadecuado de estos residuos, CFE establecer y supervisara un programa para su manejo.

Materiales trreos, ptreos y cascajo

El material producto de la excavacin que no se utilice y los concretos de demoliciones son residuos no peligrosos de tipo industrial que sern generados durante la construccin de este proyecto. El volumen esperado de estos materiales es difcil de precisar; sin embargo se tiene la experiencia de que el volumen es considerable (entre seis y ocho de metros cbicos).

Para confinar los residuos provenientes del polgono de obras principales se han identificado dos sitios aguas arriba de la cortina, en ambas mrgenes (sitios conocidos como bancos de desperdicio), los cuales quedarn cubiertos por el embalse. Para llegar a estos sitios se construirn terraceras que partirn de la red de caminos del proyecto. Para el confinamiento no se requiere el acondicionamiento de los sitios salvo una pequea plataforma en la parte alta de la caada o cantil para que el equipo de acarreo haga maniobras para acercarse al borde. El material que se confine se acumular en la parte baja de estos sitios y gradualmente se incorporar ms material que adquirir el ngulo de reposo propio de los materiales.

Manejo de residuos peligrosos y no peligrosos

Los residuos slidos que se generen durante la construccin del proyecto sern clasificados de acuerdo a sus caractersticas en municipales, industriales, peligrosos, etc. Asimismo, los municipales sern transportados al relleno sanitario donde se tratara de efectuar una clasificacin de manera que aquellos desechos orgnicos sean separados y tratados de manera independiente; los relativos a plsticos, vidrios, fierro y otros, tambin sern separados, no necesariamente para su reciclaje pero si para su disposicin de manera independiente.

Los desechos industriales como escombro, madera, chatarra, etc.; sern transportados a los sitios habilitados para el efecto; ya que no se les dar algn manejo en especial.

Los desechos peligrosos sern manejados conforme a la normativa vigente; se almacenaran de manera temporal dentro del rea de la obra y despus sern transportados por empresas autorizadas a los sitios de disposicin final.

Disposicin final de residuos peligrosos y no peligrosos

De acuerdo con la clasificacin de los residuos, los residuos peligrosos se pondrn a disposicin de empresas o compaas autorizadas para su traslado y disposicin fuera del sitio del proyecto. En cuanto a los residuos no peligrosos (plsticos, vidrios fierro, aluminio y otros), se mantendrn en el relleno sanitario los cuales tambin sern separados ya sea para su reciclaje o para su disposicin independiente. El resto de los desechos como escombro, madera, chatarra, etc., sern confinados y dispuestos en sitios habilitados como depsitos de desperdicio.

Sitios de tiro

Los nicos sitios de tiro sern aquellos identificados como depsitos de desperdicio, los cuales fueron explicados en incisos anteriores.

Confinamiento de residuos peligrosos

Para estos residuos se habilitara un almacn temporal de acuerdo con las condiciones que marca la legislacin y se tramitara con compaas autorizadas su traslado y disposicin final fuera del sitio del proyecto. Se tiene propuesto que el sitio de almacn temporal de residuos peligrosos se localice dentro del rea industrial.

Tiraderos municipales

En las proximidades del proyecto no existen tiraderos municipales, por lo que durante las distintas etapas del proyecto se har uso del relleno sanitario. Los tiraderos municipales se usaran solo en la etapa de operacin donde los residuos se confinaran en los tiraderos municipales de Hostotipaquillo.

Relleno sanitario

Como se anot anteriormente, la compaa o empresa responsable del relleno, ser la que resulte ganadora de la licitacin, la cual se har responsable del cuidado y manejo de relleno sanitario, el cual se estima que tendr las siguientes caractersticas principales:

La superficie requerida para la habilitacin del relleno sanitario, se estima del orden de las 3 ha.

La generacin de residuos slidos municipales en este tipo de obras, de acuerdo a los registros de la CFE, son muy altos comparados con los centros urbanos: los datos de la CFE provienen de la operacin de un relleno sanitario en el proyecto Aguamilpa por un periodo de 28 meses. Durante este periodo, el volumen medio de generacin diaria fue de 30 m3, oscilando entre los 23 y 36 m3; estas cifras arrojaron una generacin per cpita del orden de los 1,8 kg/da.

Bajo esta perspectiva y asumiendo la experiencia que la CFE tiene en este rubro, de manera gruesa se puede estimar el volumen de generacin de desechos durante el periodo de la obra, el cual alcanzara una cantidad del orden de los 27 650 m3, considerando una poblacin mxima y generacin constante de 30 m3/dia. De esta cifra, considerando un sistema de operacin con celdas, de profundidad media de 3,5 m y dimensiones de 10,0 x 50,0 m, el nmero de celdas seria aproximadamente 21, considerando en este volumen tambin, el que ocupara el material de cubierta necesario.

Tabla 33. Poblacin servida por el relleno y estimacin de sus volmenes de generacin.

Ao

Poblacin

Generacin (m3/ao)

Ao 1

1550

2150

Ao 2

3900

5350

Ao 3

5100

7000

Ao 4

4900

6700

Ao 5

4400

6450

Total

27650

Nota: Para la realizacin de los clculos se estimaron poblaciones aproximadas a las reales.

Para la estimacin de la vida til del rea seleccionada como relleno sanitario, se consideraron el tiempo de ejecucin de la obra, la generacin de residuos y la poblacin servida. En la tabla 33 se sealan de manera resumida la poblacin estimada por ao de construccin y la generacin de residuos.

Se recuerda, que a futuro, el relleno sanitario no ser utilizado ni por CFE, ni por poblaciones cercanas.

En cuanto a los desechos que generan estas obras, todos estos datos son solo un aproximado. Sin embargo esto es con el mtodo constructivo actual, sin embargo se ha escuchado de un mtodo que es utilizado en otros pases y tiene un menor impacto ambiental, este es el concreto CCR.

Concreto CCR

El Concreto Compactado con Rodillo (CCR) o Roller Compacted Concrete es uno de los conceptos clave en la industria de construccin de presas en el mundo actual.

Las lecciones que se derivan del CCR en cada presa construida se han aprovechado sucesivamente en la metodologa de construccin, adecuacin de plantas, equipo y comportamiento estructural obtenidos para generar una constante en la que, paso a paso, ha incrementado el nivel de confianza y el camino a la perfeccin en la construccin de uno de los proyectos de ingeniera ms exigentes de la industria: una presa.

Este elemento, que es el ms importante de una central hidroelctrica, depende en gran medida de las condiciones orogrficas de terreno, curso del agua donde se realiza, pero sobretodo, de los materiales con que est construida, los cuales pueden ser: tierra, mampostera, concreto, concreto reforzado, concreto compactado (CC) y concreto compactado con rodillo CCR. Siendo ste ltimo, el que reporta un incremento en su demanda por los beneficios comprobados en las ltimas dcadas. Aqu mencionaremos por qu es mejor construir con CCR.

Un poco de historia

Las primeras aplicaciones del concreto compactado con rodillo en la construccin de presas se remontan a 1960 en Taiwan; ah se utiliz para la construccin de la presa de Shihmen. Un dcada ms tarde, al comenzar los aos setenta, varios ingenieros propusieron la utilizacin del CCR en la construccin de presas de gravedad. Pero es quiz hasta los aos de 1974 y 1975 en la reconstruccin de la presa de Tarbela, en Pakistn, cuando hace su ingreso el CCR como un material competitivo en la construccin de presas. Desde entonces cada vez son ms las obras en que se evala y se decide por el CCR como el mejor material para la conformacin de presas.

El ingeniero Kenneth D. Hansen, en la actualidad el consultor y autor ms reconocido en el mundo sobre roller compacted concrete for dams, ha dado a conocer sus investigaciones en ms de 400 conferencias magistrales en pases como Chile, Turqua, Espaa, Per, Brasil, Canad, India, entre otros. Adems de que stas han sido editadas por firmas editoriales como McGraw-Hill. A l recurrimos para conocer las caractersticas y consideraciones ms importantes del tema, mismo que, por cierto, abordar en el FIC 2009 organizado por el IMCYC.

Cmo podemos definir este material y cules son sus caractersticas principales?El CCR puede ser simplemente definido como un concreto especial que es compactado con un rodillo vibratorio. Este concreto es ms que un nuevo material; es un nuevo mtodo de construccin con el cual se obtienen beneficios especficos. Dentro de sus caractersticas principales podemos encontrar una mayor resistencia en sus propiedades mecnicas con una presencia menor de cemento y adems el beneficio de poder instalar grandes volmenes en un periodo de tiempo corto. En l, los agregados juegan un papel importante en los costos ya que debern de considerarse agregados que estn cerca de la zona que cumplan las exigencias, que minimicen los vacos en la mezcla y por lo tanto, la cantidad de mezcla (cemento, puzolanas y agua) necesaria para alcanzar las exigencias a compresin.En la actualidad, en todos los continentes existen presas construidas con CCR y se siguen diseando. Sin embargo, es importante aclarar que no todas se han construido y diseado con mezclas similares pues se tienen registros de contenidos de material cementante (cemento Prtland ms puzolanas) variando desde 70 hasta 240 kg/m3, implicando concretos con comportamientos en estado suelto, diferentes durante el proceso de las reacciones qumicas y como producto final.Profundizando en la respuesta de nuestro entrevistado, podemos mencionar que dentro de este mtodo se generan dos escenarios diferentes: los elementos construidos con mezclas de bajo contenido de cemento y las de alto contenido. En el caso de las primeras, stas tienen caractersticas tales como: un menor desarrollo de calor durante el proceso de hidratacin, alta permeabilidad, densidad moderada y una menor trabajabilidad con el concreto.

Por otro lado, presas construidas con alto contenido de cemento presentan un alto calor de hidratacin, alta densidad, concreto trabajable y una impermeabilidad que favor rece el prescindir de obra adicional para garantizar esta cualidad. Por ejemplo, retomemos el caso del proyecto hidroelctrico Ghatghar, a cargo del Departamento de Recursos de Agua del Gobierno de Maharashtra en India. ste emple en la construccin de sus tres presas una mezcla RCC con un fc= 150 kg/cm2, considerando cuatro criterios fundamentales: impermeabilidad, densidad, resistencia y trabajabilidad para ser transportado, extendido y compactado sin segregacin perjudicial. Para lograr la impermeabilidad exigida, se defini el contenido de cemento en 220 kg/m3, para asegurar un valor in-situ de 10-9 m/s que fue considerada ms que suficiente.

Pero cul es el criterio para la seleccin de un concreto de estas caractersticas?

El criterio principal para tomar una decisin sobre el concreto a utilizar en una presa, es bsicamente, el de las condiciones particulares del lugar, as como la disponibilidad de agregados de calidad hallados en la zona. Sin embargo, los retos que actualmente enfrenta este material son diversos. Hansen seala, que entre los grandes desafos que enfrenta el desarrollo de ingeniera de las presas estn la rentabilidad y el determinar factores como el control de la deformacin. No obstante, en Estados Unidos y otros pases desarrollados, ya es un gran reto obtener los permisos necesarios que avalen el impacto ambiental de una presa, quiz sea esto la primer dificultad a vencer.

Segn informes econmicos de las presas construidas con CCR en todo el mundo se puede decir que son ms econmicas (aunque no ms fciles de construir), debido al menor nmero de obras adicionales necesarias para lograr la impermeabilizacin ya que las pendientes de las caras de la presa son ms altas, lo que trae como consecuencia menores volmenes de mezcla.

Qu sucede con la rentabilidad y seguridad en estos grandes retos de ingeniera?

Las presas realizadas con CCR han tenido un excelente rendimiento en cuestin de seguridad y un bajo mantenimiento, en comparacin con otros sistemas. Hansen pone de ejemplos la presa Longtan en China, la cual alcanza una altura de 216.5 m, o los 272 m de la presa High Diamer Basha, en Pakistan, con lo cual se comprueba el avance que se ha obtenido en esta materia al mejorar todos los procedimientos que involucran este tipo de concretos, tales como su realizacin en las plantas realizadas en el sitio, su transporte y su colocacin.

Consideraciones de altura

El trabajo de logstica tiende a ser intensivo. Se debe garantizar la supervisin de todos los procesos, desde la planta in situ, a la cual se le suministran las proporciones adecuadas de la mezcla, hasta su transportacin al lugar de su colocacin por medio de bandas o transporte especial rodado que permite sea suministrado en el lugar preciso para esparcirlo y ser compactado con los rodillos vibratorios. Sin duda, lo ms importante del proceso resulta ser la continuidad de todas las etapas de produccin ya que debido a los grandes volmenes se requiere equipo especial que sea capaz de producir la demanda diaria sin interrupciones.

Otro factor digno de mencin es el clima. En el diseo de una presa localizada en regiones con altas variaciones en la temperatura, se deben tomar las precauciones del caso para controlar los esfuerzos de origen trmico. Adems, se recomienda tener en cuenta el rgimen de lluvias ya que la construccin se puede ver afectada cuando stas son muy fuertes o continuas.

Una vez estudiadas las variables mencionadas se realizan varios pre diseos o estudios de factibilidad para despus profundizar en aquellos que arrojen las mejores perspectivas. En suma, podemos resumir que hay tres requerimientos esenciales para que una presa RCC sea exitosa. Primero, el diseo razonable que permita que sea construida rpidamente; segundo, obtener una mezcla de RCC cohesiva y sin segregacin; y tercero, generar una metodologa de construccin optimizada contina en la produccin de concreto y abastecimiento de sus agregados.

Mejor por sus caractersticas

Los criterios que han sido considerados para determinar que existe una mejor calidad en la construccin de presas de concreto compactado con rodillo son:

Una mezcla de concreto sin segregacin.

Rpida colocacin de grandes volmenes.

Menor nmero de juntas.

Menor nmero de horas-hombre.

Mayor permeabilidad en el concreto.

No requiere cimbra de ningn tipo.

No requiere acero de refuerzo.

Costo por mano de obra y tiempos de ejecucin.

Mejor por sus propiedades fsicas

Resistencia a la compresin: de 210 a 400 Kg/cm2.

Resistencia a la flexin: de 35 a 70 Kg/cm2.

Mdulo de elasticidad: de 210.000 a 386.000 Kg/cm2.

HIPTESIS

Durante la investigacin se planea encontrar un mejor mtodo para la construccin de pesas que el actual, ya que estos mtodos generan un gran impacto ambiental.

Las presas se pueden construir con un concreto especial llamado concreto ccr, o mejor conocido como concreto compactado con rodillo, aunque no se mucho al respecto este concreto no requiere de muchos materiales como el concreto convencional utilizado actualmente.

JUSTIFICACION

La razn de escoger este tema de investigacin fue la de darle solucin a todo ese desperdicio innecesario que se genera en las obras de esta magnitud. Durante aos se generan daos irreparables a la naturaleza durante la construccin de estos proyectos y estos daos muchas veces se pueden reducir, pero las personas no les gustan hacer ni el menor esfuerzo en buscar otras alternativas para evitar la contaminacin.

Gracias a mi forma de pensar y la forma en la que me educaron, mi razonamiento ante esta problemtica es mucho mayor de lo normal, y al imaginar cmo es que los residuos que generamos da a da son demasiados, llegue a pensar cual sera la cantidad de desperdicios que generan estas obras de gran impacto y cuanto de este desperdicio es reutilizado y/o reciclado adecuadamente.

Esta problemtica tambin me interes mucho, ya que es en este tipo de proyecto en el que planeo desempear mi profesin y pretendo el saber cmo es que funciona no solo el proceso constructivo, sino tambin la parte que queda despus de terminada la obra.

Al comienzo empez con la investigacin de un concreto especial y mejor para la construccin de presas, durante la investigacin, este concreto careca de problemas y fallas, y pensando bien el proyecto, decid usarlo como solucin para la problemtica del impacto ambiental ya que es un mejor mtodo de construccin y muy poco conocido.

PROPUESTA

Se pretende difundir esta investigacin a las principales constructoras de proyectos hidroelctricos en el pas, o mejor dicho a Comisin Federal de Electricidad (CFE). De esta forma se pretende conseguir los recursos necesarios para la consideracin de la utilizacin del concreto CCR en los siguientes proyectos y evitar el impacto ambiental.

Presentando en el documento los beneficios que traera el uso del concreto CCR, tanto para el ambiente como para los recursos necesarios en la construccin de las presas, ya que el requerimiento es menor y debido a su fcil manejo se llevara en menos tiempo, lo que generara un menor tiempo al momento de la construccin y adems se pagara menos tiempo a los trabajadores ya que se lleva menor tiempo en la construccin que en las dems presas.

Se pretende conseguir apoyo federal para continuar con esta investigacin e informar a las distintas empresas constructoras encargadas del proyecto de construccin, y solicitar este tipo de construccin. El dinero que podra ser ahorrado en la construccin con este mtodo constructivo puede ser bien utilizado para mejorar este proceso constructivo o para destinarlo a la investigacin y promocin de este mtodo constructivo.

CONCLUSIONES

En conclusin el concreto CCR es la mejor alternativa para elaborar las presas hidroelctricas en el pas ya que este genera menos residuos y desperdicios, escombros o cualquier tipo de material sobrante durante su elaboracin ya que en este no se utilizan varillas de refuerzo durante su elaboracin, las cantidades de agua necesarias son mnimas, su proceso es menos laborioso que el mtodo con concreto convencional y no requiere de tanta maquinaria, y el tiempo de construccin es menor que hacer las presas con concreto convencional, lo que requerira de menor tiempo en mano de obra y el costo bajara considerablemente.

Adems de los materiales sobrantes, el impacto ambiental disminuira considerablemente por el tipo de maquinaria necesaria para su elaboracin, ya que se requieren menos maquinaria en el rea del proyecto, estos reduciran su emisin de gases a la atmosfera y durante un menor tiempo.

Tambin, el dinero ahorrado puede ser bien utilizado a la reforestacin del rea donde el proyecto tiene lugar, ya que la CFE tiene programas de reforestacin al concluir el proyecto, ya que el lugar destinado al proyecto, antes de su construccin, son solo reas verdes a lado del rio, y para poder iniciar la construccin del proyecto se requiere de la tala de rboles.

19