EROTECH
Tecnología sostenible contra la erosión hidráulica
EROTECH es un sistema de protección frente a la acción erosiva de la fuerza del agua formado por bloques articulados de hormigón en masa que se ensamblan longitudinalmente mediante cables y dan lugar a mantas prefabricadas que se colocan sobre un geotextil previamente extendido encima del elemento a proteger.
Los mejores diseños son simples, y EROTECH no es una excepción. Gracias a su geometría exclusiva las piezas se entrelazan entre sí, lo que proporciona una gran resistencia frente a las acciones hidráulicas y a su vez dota al sistema de una gran flexibilidad durante la fase de instalación.
EROTECH es una alternativa estética y funcional a los sistemas tradicionales de control de erosión, como la escollera o las estructuras de hormigón armado, respecto los que presenta numerosas ventajas tanto técnicas como económicas.
¿Pero qué sucede con los aspectos medioambientales? Algunos todavía creen que “un revestimiento de hormigón no puede considerarse una alternativa válida en escenarios en los que quiera minimizarse el impacto ambiental”. Nada podría estar más alejado de la realidad:
- EROTECH puede fabricarse del mismo color que el terreno natural, de modo que queda perfectamente integrado en el entorno.
- Los huecos que incorpora EROTECH facilitan el crecimiento natural de vegetación, de modo que el sistema queda prácticamente cubierto por un manto vegetal cuando se coloca en los cauces de ríos o canales o cuando se rellenan los huecos de los bloques con tierra vegetal.
El sistema está compuesto por un conjunto de bloques de hormigón en masa que unidos mediante cables – típicamente de acero inoxidable – forman mantas prefabricadas y por un geotextil. La lámina de geotextil, que se coloca directamente sobre la superficie a proteger, actúa como filtro, es decir, permite el libre flujo de agua a su través y retiene los finos, evitando así la erosión y la degradación.
El área abierta mínima del sistema EROTECH con la configuración de bloques abiertos es del 20%, lo que garantiza el libre drenaje a través de los bloques y elimina la acción desestabilizadora de la subpresión bajo la manta.
El proyecto y la supervisión de la ejecución de un sistema de revestimiento sólo puede ser llevado a cabo por un ingeniero debidamente cualificado.
EROTECH está compuesto por unos bloques de hormigón en masa que ensamblados mediante cables de acero inoxidable o galvanizado dan lugar a mantas prefabricadas de dimensiones variables - 2.3x12m max. - que se colocan sobre un geotextil previamente extendido encima del talud a proteger. La geometría de los bloques, que pueden ser abiertos o cerrados, es la que se observa a continuación:
Las principales características de los bloques del sistema EROTECH se resumen en la siguiente tabla:
Piezas abiertas – 44A:
Como norma general es recomendable la utilización del sistema EROTECH con piezas abiertas tipo 44A, ya que favorece en mayor medida el crecimiento de vegetación y permite que la integración de las mantas en el entorno sea total y su impacto visual sea mínimo.
Una vez instaladas las mantas es aconsejable rellenar los huecos de las piezas abiertas con un material de relleno que debe ser escogido en función de los condicionantes particulares de cada obra. Este material de relleno cumple dos funciones:
- Incrementar la estabilidad de las mantas, ya que se aumenta el peso estabilizador.
- Garantizar el crecimiento de vegetación incluso en aquellos casos en los que las mantas no se colocan en el cauce de algún río o canal.
Piezas cerradas – 44C:
En aquellos escenarios con caudales muy importantes puede ser conveniente utilizar las piezas cerradas tipo 44C, pues al ser su peso mayor pueden resistir velocidades superiores.
Otras características del sistema EROTECH son las siguientes:
El geotextil se extiende sobre el terreno a proteger previamente a la colocación de las mantas prefabricadas. Retiene los finos del terreno para evitar su degradación y permitir el libre flujo de agua a través suyo.
Las mantas se ensamblan en fábrica, por lo que la instalación en obra es rápida, sencilla y no requiere grandes medios auxiliares.
Puede instalarse bajo el agua.
Por razones de durabilidad es conveniente empotrar en el pie del talud un mínimo de dos filas de bloques de las mantas colocadas en el punto más bajo del mismo.
Al ser los bloques de hormigón en masa y los cables de acero inoxidable o galvanizado queda garantizada la durabilidad incluso en los ambientes más agresivos, como el marino.
En comparación con otras alternativas, como puede ser la escollera, reduce notablemente el volumen y los costes de excavación necesarios para conseguir una sección con la misma capacidad hidráulica.
El proyecto de un sistema de revestimiento EROTECH sólo puede ser llevado a cabo por un ingeniero debidamente cualificado, como los del departamento técnico de Prefraga.
Los numerosos ensayos a escala real llevados a cabo principalmente en Estados Unidos y Holanda para determinar el comportamiento de EROTECH tanto frente a las fuerzas de oleaje como frente a las de flujo hidráulico han permitido elaborar una metodología de cálculo basada en principios de ingeniería probados y contrastados.
Entre los proyectos de investigación llevados a cabo destacan los siguientes:
Delft Hydraulics Laboratory, 1982
Wave Attack Tests, Report No. M1910
CIRIA, 1987
Design of Reinforced Grass Waterways. Report 116
Colorado State University, 1988-2002
Hydraulic Stability of Articulated Concrete Block Revetment Systems during Overtopping Flow
A nivel estructural el proyecto del sistema de revestimiento EROTECH se reduce a realizar las verificaciones de estabilidad en seco y estabilidad hidráulica:
1) Estabilidad en seco:
Consiste en comprobar que no se produce deslizamiento relativo entre el geotextil y el talud y/o entre el geotextil y las mantas, prescindiendo de las fuerzas hidráulicas. Esta verificación no suele ser crítica para taludes con inclinaciones inferiores a 1V:2H, de modo que en estos casos las mantas pueden extenderse directamente sobre el geotextil colocado encima del terreno a proteger. Por el contrario, en taludes con inclinaciones superiores a 1V:2H debe realizarse generalmente alguna actuación adicional, como por ejemplo empotrar las hiladas superiores de las mantas o bien realizar anclajes mecánicos al terreno, en aras de evitar el deslizamiento del conjunto.
2) Estabilidad hidráulica:
Consiste en comprobar la estabilidad al vuelco de una de las piezas de la manta sometida a las acciones que ejercen el flujo hidráulico o el oleaje, según proceda. La mayoría de manuales de diseño prescinden conservadoramente del efecto beneficioso de los cables que unen las piezas y definen como fallo del sistema la pérdida de contacto con el terreno de uno de los bloques que conforman la manta, como si se tratara de un bloque aislado.
En función del escenario en el que se aplica EROTECH la verificación de estabilidad hidráulica debe llevarse a cabo para la acción del flujo hidráulico o bien para la acción del oleaje.
2.1) Estabilidad frente al flujo hidráulico:
Típicamente debe realizarse cuando se utiliza el sistema EROTECH para proteger canales y cauces fluviales, desagües o pilares y estribos de puentes.
El sistema de fuerzas simplificado que actúan sobre un bloque del sistema EROTECH sometido a la acción del flujo hidráulico es el que aparece en la figura adjunta:
2.1) Estabilidad frente al oleaje:
Típicamente debe realizarse cuando se utiliza el sistema EROTECH para proteger orillas marinas, presas y vertederos o embarcaderos y puertos deportivos.
Los valores más fiables de resistencia de EROTECH frente al oleaje son los que se desprenden de los Wave Attack Tests, Report No. M1910 llevados a cabo por el Delft Hydraulics Laboratory en 1982.
De este documento se obtiene que en las condiciones de:
- Pendiente del talud 1V:2H.
- Huecos de los bloques rellenos con arena o grava después de la colocación de las mantas.
- Periodo de ola Tp=3.75s (periodo de oleaje más desfavorable encontrado durante los ensayos)
Las alturas de ola que puede resistir la pieza 44A del sistema EROTECH son:
- Hs=1.10m (altura de ola significante)
- Hmax=1.30m (altura de ola máxima)
Este mismo documento indica además que EROTECH reduce en alrededor de un 30% el remonte del oleaje o “run-up” – cota que alcanza el oleaje al incidir sobre una estructura respecto el nivel del mar en reposo – respecto los sistemas lisos de protección, lo que permite reducir la altura a revestir.