Emisario Submarino

EMISARIOS SUBMARINOS FLEXIBLES

NOMBRE: RAUL MARIN BERRIOS-

                  JORGE MARTINEZ ARAYA-

           SEBASTIAN CACERES CATALAN.

CARRERA: INGENIERIA EN CONSTRUCCION.

ASIGNATURA: PUERTOS, CANALES Y REPRESAS.

PROFESOR: ALEJANDRO BAHAMONDE.

FECHA: 20 DE NOVIEMBRE DE 2015.

INDICE

EMISARIOS SUBMARINOS DE PE        

1        Índice de figuras        

2        Introducción.        

3        Objetivos        

4        Emisarios Submarinos flexibles.        

5        Diseño        

6        Aplicación de emisarios submarinos en Chile.        

7        Construcción e instalación        

8        Aspectos relativos al proyecto        

9        Conclusión        

10     Bibliografía        

1. Índice de figuras

Figura 1: Imagen correspondiente a acopio de materiales        

Figura 2: Imagen correspondiente a la ubicación de la Obra.        

Figura 3: Perdida de carga        

Figura 4: Tipos de contrapesos        

Figura 5: Longitud de la tubería.        

Figura 6: Tipo de tratamiento        

Figura 7: Emisarios Submarinos en Chile        

1. Introducción.

Independiente de que las aguas residuales sean tratadas o no, la forma de su evacuación final puede ser: diluyéndolas en aguas receptoras, verterlas en terrenos agrícolas, o en grandes masas en lagos, ríos y mar. Y para todo esto se debe evaluar los efectos que genera en las aguas sobre el medio receptor. Esto dependerá del principalmente del agua, (caudal, contaminantes, concentraciones, temperaturas, etc.).

Un punto importante a considerar es el vertido de aguas residuales en el mar, punto en el cual nos enfocaremos,  que se realiza mediante conducciones submarinas,  llamadas emisarios submarinos. Estos transportan el agua residual mar adentro hasta una distancia  adecuada, y distribuyéndola en el fondo del mar mediante difusores, o simples aberturas. De esta manera, el agua residual se mezcla con fondo del mar, difundiéndose en todas direcciones. La dilución final que se alcance indicará la eficiencia del vertido en cuanto a sus efectos contaminantes.

El diseño de un emisario requiere la especificación del diámetro y la longitud de la tubería sumergida, así como el número y el  tamaño de los difusores o aberturas que distribuyen el agua residual en el tramo final del emisario.

El diámetro de la tubería vendrá determinado por consideraciones económicas, en cuanto que un menor diámetro implica menor costo, pero producirá una mayor pérdida de carga. Existen ábacos que determinan el diámetro más económico en función del caudal.

En el presente informe técnico se entregara la información necesaria, para determinar el caudal que aportan los emisarios al mar, características técnicas, avances tecnológicos, y toda la información referida al proceso constructivo e instalación que posee este sistema de conducción de agua.

1. Objetivos

• Definición de los emisarios submarinos.
• Características de los emisarios submarinos.
• Diseño y sus formas de calcularse.
• Construcción e instalación.
• Aspectos tecnológicos.

1. Emisarios Submarinos flexibles.

Los Emisarios Submarinos son conducciones sub-acuáticas, de gran diámetro y longitud, que funcionan a presión y se utilizan para la conducción final de aguas residuales previamente tratadas o no, para la conducción de aguas saladas y también como medio de captación (toma de agua de mar).

Normalmente se ha utilizado  la técnica de construcción de tramos largos en la orilla del mar por soldadura a tope, o transportándolos por superficie (flotando) y su hundimiento controlado en forma de una “S”.

Cuando se habla de emisario submarino flexible, corresponde a la elevada capacidad de deformación, añadida a su capacidad de minimizar las tensiones, que es una  característica propia de los materiales de este tipo de tubería.

Las tuberías de PE garantizan un buen comportamiento a las acciones que provoca el oleaje, corrientes marinas, y la inestabilidad del lucho submarino.

Debido a La gran flexibilidad y el bajo peso de las tuberías de PE; permite ejecutar tramos largos, y de esta forma la posibilidad de conectar tramos largos con uniones mecánicas, garantizan la continuidad estructural del emisario en la dirección longitudinal; la facilidad de acopio y transporte de tramos largos en flotación hasta el punto de fondeo;, no es necesario preparar el lecho submarino; y la capacidad de adaptación de las tuberías a los cambios del lecho marino, hacen que sea posible la instalación de tubos de PE y en comparación con otro tipo de materiales convencionales no podrían, ni técnica y menos económicamente diseñarse.

Conducciones para emisarios submarinos

Para que el mar sirva como medio receptor de aguas residuales, es necesario que su vertido se haga a  suficiente profundidad y que su salida al mar facilite una rápida dilución. Por ello, se emplean conducciones que, colocadas en el fondo del mar, lleven el agua que se quiere conducir a un  sistema difusor, convenientemente diseñado,  para que se logre una adecuada dilución que no contamine el mar.

Características de las tuberías de polietileno (PE)

Las tuberías de polietileno submarinas se utilizan para transporte de aguas residuales desde 1960, en ese entonces, los tubos se fabricaban con una longitud de 12 m, se soldaban mediante fusión a tope, se lastraban con lastres de hormigón y se sumergían hasta el fondo del mar.

El método es casi idéntico hoy en día. Pero en la actualidad se da más importancia al diseño y a los  cálculos para garantizar una instalación segura y así evitar daños.

Una gran innovación es el uso de tubos de gran  longitud (hasta 500 m) con extrusión continua realizados en fábricas, y remolcados en barco hasta el emplazamiento. Se destaca que las tuberías de polietileno son actualmente el material más comúnmente utilizado en instalaciones submarinas debido a las características que aporta al sistema entregando una combinación de flexibilidad y resistencia que las hace superiores a otros materiales.

En Noruega, por ejemplo, más del 95% de las tuberías submarinas se hacen con tubos de polietileno. Los diámetros varían entre Ø 50 mm - Ø 1600 mm, y profundidades considerables.

Y si se realiza todo correctamente rara vez se presentan daños debido a un buen diseño, contratistas con amplia experiencia y bien preparados para la realización de este tipo de obra.

Acopio de tuberías en obra

El suministro de las tuberías de PE  se realiza en barras de 12 a 15 m de longitud, por capacidad de transporte terrestre. La  manipulación no deberá realizar sujetando por los extremos, como mínimo se deberá sujetar el 50% de su longitud en la zona central. No manipular tubos utilizando cables o cadenas metálicas.

[pic 3]

Figura 1: Imagen correspondiente a acopio de materiales

Fuente: Manual Técnico para instalaciones submarinas de tuberías de Polietileno de PipeLife Norge  A.S (2007).

Ubicación de la obra

El espacio de obra en que se construye los tramos largos  debe situarse cerca del agua, y  que este  protegido de las condiciones del mar y lo más cercano de la zona de instalación final. Tendrán que tener espacio para acopio de tubos y, si es posible, acopio de los lastres de hormigón. Evitando contacto con elemento punzantes que dañen las tuberías.

[pic 4]

Figura 2: Imagen correspondiente a la ubicación de la Obra.

Fuente: Emisarios submarinos para saneamiento y conducciones submarinas Eloy Pita. Avila (2005).

Ventajas de las tuberías flexibles de PE

Las ventajas de las tuberías en la construcción de emisarios son las siguientes:

• Rápido suministro en barras de 13 a 15 m
• Permite la ejecución de largos tramos en tierra
•  La posibilidad de montar tramos largos en tierra, permite reducir el número de uniones en el fondo del mar.
•  Es un material con gran resistencia a la corrosión del agua de mar
• La baja rugosidad del material le da un muy buen comportamiento hidráulico
• La reducida adherencia en sus paredes interiores, hace que la vida útil cumpla las expectativas

Desventajas de las tuberías flexibles de PE

• El costo en poblaciones pequeñas puede ser demasiado elevado, en comparación con otras alternativas.
• Existen aspectos ambientales, y marinos del cuidado de las especies marinas, por lo que no debiese realizarse la descarga en zonas en donde existan criaderos de mariscos

1. Diseño

Diseño de emisores submarinos.

Para la proyección de un emisor se destacan variados análisis que se deben realizar para el desarrollo de estas obras, cálculos que materialicen y sostengan la realización de estas construcciones. Se destacan cuatro estudios de diseño con los cuales se sustentan las propiedades mecánicas, los materiales a utilizar, los diámetros nominales de tuberías, el número y el tamaño de los difusores que debemos tener en consideración para el éxito del proyecto.

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