La consolidación por vacío o atmosférica es un sistema patentado por Menard («Menard Vacuum«) que permite la consolidación y precarga de suelos saturados impermeables blandos y muy blandos como arcillas, limos, turbas, etc. (Figura 1). Es un procedimiento que se utiliza desde finales de los 80 en depuradoras, terraplenes, aeropuertos, centrales eléctricas, etc.
Figura 1. Vista de la consolidación por vacío de suelos. http://menard.com.mx/menard-vacuum%E2%84%A2
El sistema consiste en la instalación de una red de drenes horizontales y verticales bajo una membrana impermeable que permite, mediante bombeo al vacío del agua intersticial y del aire del terreno, un vacío en el terreno que equivale a una carga de 60 a 80 kPa (unos 3-4 m de arena). El agua se evacua por medio de zanjas perimetrales de confinamiento a las que se ancla la membrana. La profundidad del tratamiento se limita al espesor del depósito blando y la capacidad de la maquinaria, aunque los rangos habituales suelen ser de 10 a 35 m de profundidad, llegándose incluso a los 45 m. Los asientos residuales son poco significativos tras el tratamiento.
El vacío crea una consolidación isotrópica en poco tiempo, con la ventaja de eliminar la precarga sobre suelos potencialmente inestables (Figura 2). La consolidación se consigue al aumentar la presión efectiva sin modificar la presión total en el suelo. Además, no se rebaja el nivel freático, pues se mantiene la saturación del terreno por medio de las zanjas perimetrales. Frente a la precarga, es un procedimiento más rápido y económico.
Otra ventaja de la precarga con vacío es que la consolidación ocurre en la superficie donde se aplica. En algunos casos el suelo se retrae horizontalmente, pero no se produce un desplazamiento horizontal del manto cuando se carga, cosa que ocurre con la precarga y drenes verticales.
Figura 2. Esquema de instalación del sistema de vacío (cortesía de Menard).
No obstante, el procedimiento no es efectivo si existen capas de arena profundas en el depósito blando. Si estas capas son más superficiales, se pueden aislar mediante, por ejemplo, muros pantalla. Tampoco funciona bien el sistema en áreas extensas, por lo que normalmente se subdivide la extensión en zonas más pequeñas, pero que deben aislarse con pantallas impermeables. El procedimiento requiere, además, un control cuidadoso para detectar pérdidas de vacío por escapes.
El tratamiento por vacío suele aplicarse durante 4-6 meses (tiempo menor a la precarga). Durante este tiempo no se permiten actividades sobre el terreno para evitar perforar la membrana impermeable. Sí se autoriza el paso de la maquinaria y el almacenamiento de materiales, así como trabajar en las zonas adyacentes.
Figura 3. Consolidación por vacío. https://ceteau.com/es/products/consolidaci%C3%B3n-por-vac%C3%ADo/
Os dejo un vídeo que he grabado para explicar este procedimiento de mejora del terreno. Espero que os guste.
Os paso un vídeo de Menard sobre este procedimiento de consolidación atmosférica.
Este es otro vídeo donde veréis una animación del sistema.
Otro vídeo de mejora de suelos mediante geodrenes al vacío.
Aquí os dejo un folleto de Menard sobre la consolidación atmosférica.
MARTÍ, J.V.; GONZÁLEZ, F.; YEPES, V. (2004). Temas de procedimientos de construcción. Mejora de terrenos.Editorial de la Universidad Politécnica de Valencia. Ref. 2004.844.
El método Terra-Probe consiste en hundir y extraer un tubo de acero de unos 80 cm de diámetro de extremo abierto con vibraciones verticales inducidas por un vibrohincador externo (Figura 1). Este tubo es de 10 mm de espesor de chapa y su longitud debe superar entre 3 y 5 m la profundidad requerida de tratamiento.
Figura 1. Esquema del acoplamiento del vibrohincador al tubo de acero.
Las vibraciones verticales (de unos 15 Hz) permiten la hinca del tubo que, al llegar a la profundidad prevista, se eleva gradualmente, continuando la vibración y compactando el suelo tanto en el interior como alrededor del tubo. Se mantiene de 30 a 60 segundos vibrando antes de elevar en cada escalón. El área de influencia de la compactación es de aproximadamente 1 m respecto al tubo.
Esta técnica permite compactar suelos arenosos secos o saturados, pudiéndose alcanzar profundidades de unos 15 a 20 m. Sin embargo, no es eficiente en los primeros 4 m desde la superficie. Los puntos de vibrado se separan habitualmente 1,50 m, en un patrón triangular o rectangular, en función del tipo de suelo y la densificación requerida.
Las condiciones del suelo saturado son ideales para el éxito del método. En los sitios donde el nivel freático es profundo, se instalan lanzas de agua en el tubo para ayudar a la penetración y densificación del suelo. Esta técnica, no obstante, no es útil cuando el contenido de finos supera el 15% o si hay materia orgánica en cantidades de más del 5% en peso. También hay que considerar que, si existen capas inferiores más blandas, pueden asentar con la vibración. Además, Terra-Probe no es útil cuando se trata de atravesar capas rígidas. Sí que es una técnica idónea en localizaciones off-shore.
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Figura 2. Esquema del sistema Terra-Probe
Terra-Probe es una técnica similar a la vibroflotación, pero es unas 4 veces más rápida. No obstante, es menos eficaz, pues se necesitan de 4 a 5 veces más puntos de tratamiento. La zona de influencia de la compactación y la profundidad es menor, así como la densidad relativa alcanzada. Una de las ventajas de Terra-Probe es que se puede utilizar un equipo habitual de pilotaje para realizar el trabajo.
Referencias:
MARTÍ, J.V.; GONZÁLEZ, F.; YEPES, V. (2004). Temas de procedimientos de construcción. Mejora de terrenos.Editorial de la Universidad Politécnica de Valencia. Ref. 2004.844.
Las columnas de módulo controlado, también llamadas columnas de mortero de desplazamiento, mejoran del terreno mediante una red de inclusiones verticales semi-rígidas. A diferencia de los pilotes, solo pretenden reducir el asiento total y diferencial del terreno, liberando una parte de las cargas transmitidas. Es una técnica desarrollada por Menard en 1994, y está bajo patente. Se trata, en definitiva, de reforzar el suelo con inclusiones de mortero u hormigón bombeable, que se comporta como un material compuesto poco compresible. Ello permite el uso de cimentación superficial en zonas donde usualmente se utilizan cimentaciones profundas. Se pueden instalar en terrenos tanto granulares como cohesivos, incluso en suelos con algo contenido orgánico o turba. Es idóneo para cargas fuertes y limitaciones estrictas de asientos.
Figura 1. Cabeza de barrena de desplazamiento para la ejecución de una columna de módulo controlado. http://www.pilotesyobras.com/tratamientos-suelos-columnas-mortero-desplazamiento.asp
La técnica se ejecuta en diámetros entre 250 y 500 mm y profundidades de unos 25 a 30 m, con producciones diarias superiores a los 250 metros lineales, pudiendo alcanzar valores de 400 a 500 m de columna por jornada de trabajo. Su coste es relativamente bajo al realizarse en diámetros pequeños frente a otras técnicas que consumen cantidades elevadas de grava. Presenta un rendimiento alto, reduce las cuantías de hormigón y acero de la cimentación, reparte bien las cargas y limita los asientos, además, es una técnica respetuosa con el medio ambiente, pues no hay extracción de material y tampoco vibraciones.
La perforación se realiza con una barrena hueca que desplaza el terreno horizontalmente, sin vibraciones ni producción de desechos. La inyección del mortero u hormigón se realiza por el interior de la barrena, de abajo a arriba, con presiones moderadas (normalmente inferior a 0,5 MPa) y garantizando la continuidad del hormigonado. La resistencia del hormigón o del mortero es de al menos 15 MPa. El módulo de deformación del mortero es de 5 a 30 veces menor que el del hormigón.
En la Figura 2 se observan las fases del procedimiento constructivo. La barrena se atornilla en el suelo hasta la profundidad especificada y luego se sube sin extraer el material. A continuación, se incorpora la lechada o mortero a través del taladro hueco. Cuando estas columnas soportan estructuras flexibles, como por ejemplo una solera, se termina con una capa granular de un espesor entre 40 y 80 cm. La capa de reparto también se puede estabilizar con cemento y, en el caso de cargas elevadas, pueden ser necesarios espesores de hasta 3,00 m combinados con geomallas de refuerzo.
Figura 2. Fases del procedimiento constructivo de las columnas de módulo controlado (cortesía de Menard)
Os dejo varios vídeos de la técnica de columnas de módulo controlado de la empresa Menard.
A continuación os dejo un folleto explicativo de Menard sobre este sistema de mejora de terrenos.
MARTÍ, J.V.; GONZÁLEZ, F.; YEPES, V. (2004). Temas de procedimientos de construcción. Mejora de terrenos.Editorial de la Universidad Politécnica de Valencia. Ref. 2004.844.
Figura 1. Transporte calefactado del betún. Imagen: V. Yepes
El ligante se almacena en tanques provistos de serpentines de aceite para su calefacción. Suelen ser depósitos cilíndricos metálicos con aislante térmico de fibra de vidrio, con una capacidad que depende de la producción de la planta. Es habitual el uso de dos calderas para mantener en ellas el ligante a la temperatura requerida, o bien utilizar una para la recepción del ligante y otra para su calefacción. En ausencia de tanques, se pueden construir fosas de hormigón impermeabilizadas para evitar fugas; equipadas con serpentines para mantener a la temperatura. Además, la planta debería prever el uso de betún envasado en bidones como reserva para evitar el desabastecimiento.
Figura 2.- Tanque portátil
El sistema de calentamiento está compuesto por una caldera, una bomba centrífuga que hace recircular el aceite caliente, tuberías encamisadas, serpentines sumergidos en los depósitos del ligante, así como termómetros para el control. Todos los elementos disponen de aislamientos que evitan pérdidas de calor y ahorran energía. En algunos sistemas también se utilizan los gases de combustión como fluido caliente. En caso de usar los sistemas de calefacción por gases calientes de quemadores de combustible líquidos, la cámara de combustión, debe estar fuera del tanque o protegida con material refractario; siendo necesario un mejor control de la temperatura.
Figura 3.- Almacenamiento en silos del betún. Imagen: V. Yepes
Referencias:
YEPES, V. (2014). Maquinaria para la fabricación y puesta en obra de mezclas bituminosas. Apuntes de la Universitat Politècnica de València. Ref. 749.
Las plantas asfálticas en caliente disponen de un tambor secador que seca los áridos y eleva su temperatura, hasta los 150 a 200ºC, para que en el mezclador queden perfectamente envueltos en el ligante. La elevación de la temperatura permite el secado (humedad < 1% en peso) y la eliminación del polvo de los áridos. El secador debe regularse para que la combustión sea completa y garantice la ausencia de humo negro en la chimenea. La eficacia de un secador depende del tipo de quemador, del sistema de alimentación, de la circulación y evacuación de áridos, del grado de humedad de los áridos, del diámetro y longitud del tambor, entre otros factores. Los rendimientos dependen en gran medida de la humedad de los áridos, donde el árido fino es el que más humedad retiene.
Figura 2. Secador y ciclón extractor de una instalación de fabricación de mezclas bituminosas
En las plantas discontinuas y en las continuas convencionales, el tambor secador consiste habitualmente en un cilindro metálico de gran diámetro y una longitud de 3 o 4 diámetros (hasta 2 m de diámetro y 15 m de longitud). Este tubo gira sobre su eje a una velocidad de 5 a 15 revoluciones por minuto. Los áridos entran a contracorriente: unas paletas arrastran los áridos hacia la llama y los gases calientes del quemador de fuel, que se encuentra en el extremo opuesto del cilindro (Figura 2). Un sistema de ciclones fuerza el aire para permitir la salida de vapor de agua. En las plantas de tambor secador-mezclador, el secado de los áridos se realiza junto con la mezcla. El diseño de tambores secadores mezcladores largos, con longitudes mayores a 5 diámetros, permite la extracción del calor de los gases de combustión hasta temperaturas de 12ºC por encima de la temperatura de la mezcla, evitando el deterioro del ligante.
Se aconseja que la temperatura de los áridos a la llegada del quemador no supere en más de 10ºC a la del ligante, y que el conjunto no sobrepase 15ºC de la máxima de envuelta del ligante, calculada de la viscosidad óptima de fabricación de la mezcla. Si no fuera así, existirá un deterioro en las características del betún debido a una brusca oxidación por choque térmico y una merma de las prestaciones de la mezcla.
Figura 3. Secador de áridos
Os dejo a continuación algún vídeo al respecto de este elemento.
Referencias:
YEPES, V. (2014). Maquinaria para la fabricación y puesta en obra de mezclas bituminosas. Apuntes de la Universitat Politècnica de València. Ref. 749.
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Figura 1. Ejemplo de máquina de limpieza de playas remolcada mediante tractor. Imagen: V. Yepes
Resulta difícil poner en tela de juicio la gran trascendencia social y económica que tiene el turismo para España, especialmente en situaciones de coyuntura económica y sanitaria tan complicadas como las actuales. Esta actividad se ha basado fundamentalmente en la explotación de su zona costera. La sociedad del ocio actual genera una presión de usos que, concentrada en los periodos estivales, tiene un impacto ambiental significativo. En particular, la arena de las playas y el espacio litoral son dos recursos naturales críticos para la pervivencia económica y medioambiental de las regiones costeras (Yepes y Medina, 2005). Esto justifica la necesidad de conciliar la funcionalidad de estos espacios, frecuentados de forma masiva en algunos lugares, con los problemas de conservación y estabilidad de la ribera del mar a corto y largo plazo.
El reconocimiento de la importancia de las playas se ha traducido en estrategias europeas y nacionales para aumentar la excelencia de estas áreas naturales mediante directivas que atienden a la calidad higiénica de la arena y del agua de baño, así como en la adopción de diferentes distintivos y normas internacionales con una clara orientación hacia el usuario (Yepes, 2005, 2007; Ariza et al., 2008a). Como consecuencia, cada día se están implementando más procesos formales de gestión de playas (James, 2000).
Así, la limpieza de las playas es fundamental para ofrecer a los usuarios espacios singulares en buenas condiciones higiénico-sanitarias, especialmente en aquellos municipios donde su uso es intensivo. De hecho, los estándares exigidos a las playas por el distintivo Bandera Azul y otras normativas (ISO, ICTE) suponen una garantía de calidad en este sector. Sin embargo, la limpieza exhaustiva de las playas con medios mecanizados puede provocar impactos que implican tanto una reducción de los sedimentos como una alteración del equilibrio de la biodiversidad existente. Las playas urbanas con gran afluencia de público (Yepes y Medina, 2007), o las playas semiurbanas con sistemas dunares (Roig, 2004) pueden ser ejemplos extremos donde las consecuencias de estos impactos pueden ser significativas, tal y como se verá a continuación.
El objetivo del presente artículo, basado en los trabajos de Yepes y Cardona (2008, 2009), es establecer una serie de criterios o medidas correctoras que minimicen los impactos producidos por la limpieza mecanizada de las playas, de forma que se tengan en cuenta en las distintas normas o manuales de calidad de los municipios costeros que gestionan sistemáticamente sus playas. Para ello, en primer lugar, se repasarán someramente los requisitos exigidos por algunos sistemas de gestión de playas; a continuación, se describirán brevemente las características principales de las máquinas de limpieza; posteriormente, se analizarán las consecuencias de una gestión inadecuada de este tipo de equipos y, por último, se establecerán ciertos criterios y recomendaciones que traten de minimizar dichos impactos.
Requisitos de limpieza de playas en los sistemas de gestión
Los instrumentos voluntarios de gestión de la calidad y del medio ambiente han contribuido a transformar positivamente la forma de entender las playas turísticas en muchas zonas de nuestro litoral (Yepes, 2007). En el ámbito del control y del aseguramiento de la calidad, cobran especial importancia las normas que definen las características de un producto, un servicio o un proceso. Cuando el objeto de una norma es una playa, estas se pueden clasificar en normas de producto o servicio, centradas en las características, especificaciones y atributos que debe cumplir una playa (como las Banderas Azules o el Sistema de Gestión del Uso Público de las Playas, desarrollado por el Instituto para la Calidad Turística Española (ICTE)), y en normas del sistema de gestión, que inciden en las especificaciones que deben cumplir las actividades que conforman los procesos (las normas ISO 9000 de calidad e ISO 14000 de medio ambiente constituyen los referentes internacionales de gestión).
Tanto los requisitos de Banderas Azules como los del sistema del ICTE priorizan la satisfacción de los usuarios sobre otros aspectos. Por este motivo, la limpieza de las playas, del agua del mar y de las instalaciones durante la temporada de baño constituye una condición de cumplimiento mínimo. Para ostentar estos distintivos en sus playas, un municipio debe realizar labores de prevención, dotar al número mínimo de papeleras, que deberán ser vaciadas con la suficiente periodicidad, realizar tareas regulares de limpieza de la arena y llevar a cabo un control sistemático del agua de baño y de la arena que aseguren las buenas condiciones higiénico-sanitarias.
La norma del sistema del ICTE (ver Yepes, 2005) define las características de gestión y los requisitos internos aplicables a los procesos de limpieza de la superficie de la playa y de sus instalaciones, así como a la recogida selectiva de residuos. Se exige un equipo de trabajo, propio del Ayuntamiento o de un proveedor de servicios, que se encargue de la limpieza y se asegure de que se respetan las instrucciones establecidas para alcanzar los niveles de calidad y servicio indicados en la norma. Uno de los aspectos novedosos de este documento consiste en la obligación de establecer un conjunto de indicadores para hacer un seguimiento del nivel de servicio ofrecido y del nivel de satisfacción percibido por el usuario.
La norma del ICTE obliga a establecer un Plan de Limpieza de la superficie seca y húmeda de la playa y del agua que incluya, al menos, los recursos humanos y materiales disponibles, la frecuencia del servicio, el horario de prestación, las rutinas de limpieza y de recogida de residuos naturales (si la legislación aplicable lo permite), las pautas de actuación frente a residuos peligrosos y la relación de gestores o vertederos autorizados. Durante la temporada de baño, la ejecución de este plan implicará la recogida de residuos de la superficie seca de la playa, la oxigenación de la arena y su reubicación si es necesario, y la retirada de residuos no naturales del agua. Fuera de la temporada de baño, al menos se deberá realizar la recogida de residuos de la superficie seca de la playa y, cuando corresponda, reubicar la arena. En la Tabla 1 se muestra un ejemplo típico de limpieza de una playa en función de la temporada de baño.
El Ente Gestor contemplará en el Plan de Limpieza las actividades necesarias para garantizar que se alcancen los niveles de limpieza de la superficie seca requeridos tras la celebración de eventos especiales y otras situaciones no habituales. Durante la temporada de baño, la frecuencia mínima del servicio será diaria en la superficie seca y se mantendrán registros de las actividades de limpieza. Asimismo, el Ente Gestor supervisará el cumplimiento del plan de limpieza establecido y, en caso de producirse desviaciones, tomará las medidas correctoras necesarias. Para garantizar este mecanismo de control, se elaborará y mantendrá un registro actualizado de las inspecciones realizadas, dedicando especial atención al grado de cumplimiento de las rutinas de limpieza y a la comprobación de la eficacia del Plan de Limpieza.
La maquinaria empleada en la limpieza de las playas
El mercado ofrece equipos para la limpieza de playas que se basan en la succión y el rastrillado o cribado. El primer método se emplea en playas de árido grueso, mientras que el segundo, más frecuente, se utiliza en playas de arena fina. Existen equipos de distinta complejidad que penetran en la arena hasta una profundidad típica de 30 cm, realizando un intenso y continuo batido que permite el secado y la ventilación de la arena gracias a la acción del aire y los rayos ultravioleta. El material recogido atraviesa unas mallas cribadoras de diferentes calibres que separan los desperdicios para depositarlos en unas tolvas que se vacían hidráulicamente, ya sea sobre un vehículo contenedor o en el lugar de vertido. También existen opciones que incorporan equipos de desinfección para actuar contra hongos, bacterias y virus.
En el mercado se pueden encontrar máquinas de distintos tamaños que se adaptan a las dimensiones de cada playa. Hay modelos con anchos de trabajo típicos de 2,2 m y tolvas de hasta 2,5 m3, adecuados para playas largas y anchas. Estas dimensiones se reducen a valores de 1,2 m para el ancho de trabajo y 0,5 m3 cuando se trata de pequeñas calas y zonas de difícil acceso por presencia de toldos, sillas, etc. Para municipios pequeños, algunas firmas comerciales ofrecen equipos polivalentes capaces de operar como barredoras, mediante la sustitución del rulo de limpieza por cepillos, con el objetivo de aumentar la rentabilidad del equipo, en los meses de invierno. En la Figura 1 se recoge un ejemplo de máquina de limpieza remolcada mediante tractor.
Los requisitos funcionales deseables para la maquinaria de limpieza de playas podrían ser, entre otros, los siguientes (ver Yepes y Cardona, 2000):
Recoger residuos de cualquier tamaño y naturaleza.
Dejar la arena en el mismo lugar.
Capacidad para limpiar tanto la arena seca como húmeda.
Manejabilidad
Buen rendimiento con poco mantenimiento.
Es difícil encontrar una máquina lo suficientemente versátil como para cumplir con todos los requisitos anteriores. Normalmente hay que alternar unidades de gran rendimiento, que suelen ser remolcadas por un tractor, con pequeñas máquinas autopropulsadas capaces de realizar la limpieza en pequeños espacios, como los bordes de los paseos marítimos, las pasarelas, las áreas de juego y otros lugares. También es complicado compatibilizar su uso en arena seca y húmeda. Los procedimientos de recogida de residuos incluyen desde cintas con resortes de aleación capaces de barrer superficialmente hasta técnicas de cribado por bandejas o mallas. Si bien con el primer método la recogida de arenas es mínima, la profundidad de limpieza está limitada. El segundo método recoge una gran cantidad de arena y no es adecuado para la zona húmeda de la playa. En cualquier caso, se recomienda que la máquina tenga un recipiente de almacenamiento basculante y que el mantenimiento y las piezas de repuesto sean accesibles.
En determinadas ocasiones, resulta muy efectiva la remoción superficial de unos 15 cm de arena en primera hora de la mañana con un rastrillo acoplado al tractor, pues la oxigenación, la desecación y la radiación solar de la arena favorecen su desinfección, disminuyen su compacidad y mejoran el aspecto visual y la comodidad de la playa. Ahora bien, esta operación no puede sustituir, evidentemente, a la recogida de residuos. Asimismo, es conveniente que cada playa disponga de maquinaria capaz de reubicar la arena que normalmente se almacena junto al pretil de los paseos marítimos. En la Tabla 2 se muestran una serie de características básicas de la maquinaria de limpieza de playas de arena, junto con sus ventajas e inconvenientes.
Consecuencias de la limpieza mecánica de las playas
Roig (2004) argumenta que la limpieza mecanizada de las playas realizada de forma exhaustiva y sin aplicar criterios geomorfológicos y ambientales de gestión reduce la biodiversidad costera, altera los perfiles de playa y provoca una pérdida de sedimentos. De hecho, como se muestra en la Figura 2, la reducción de la materia orgánica natural provoca una disminución del desarrollo de microorganismos y fauna intersticial, así como de la cantidad de nutrientes necesarios para las comunidades vegetales (Llewellyn y Shackley, 1996; Gheskiere et al., 2006). Otros trabajos, como el de Malm et al. (2004), indican que, si bien la limpieza mecánica reduce el contenido orgánico de la arena, mejorando la calidad del agua de baño y reduciendo la producción microbiana, no tiene un efecto significativo en la biodiversidad sobre la macrofauna. La retirada de plantones afecta negativamente a las dunas embrionarias y, por ende, a la estabilización natural del sedimento. La compactación de la arena cambia su rugosidad natural y elimina geomorfologías efímeras de playa (ripples y shadow tongues), acrecentando el ángulo de incidencia del viento y su erosión. En la zona húmeda de la playa (swash) aumenta la probabilidad de retirada de las arenas por su grado mayor de cohesión; al mismo tiempo, la compactación favorece la entrada del oleaje, incrementando los procesos erosivos. Asimismo, la limpieza mecanizada descalza el pie de talud de las dunas, con la consiguiente eliminación vegetal; ello facilita la acción directa de viento en su proceso erosivo.
Figura 2. Consecuencias de la limpieza mecánica de la playa sin criterios de gestión. Elaboración propia a partir de Roig (2004).
Sin embargo, a pesar de las evidencias aportadas por estos autores, las razones esgrimidas no suponen el grueso de las pérdidas de sedimentos originados por una mala gestión de la limpieza mecánica de las playas. En efecto, la limpieza diaria en zonas de uso intensivo y la eliminación periódica de residuos naturales acumulados (algas y restos de Posidonia oceanica) supone una retirada de arena involuntaria que se ha podido estimar (Yepes y Medina, 2007) en unos 500 m3 por kilómetro y año en playas no muy intensivas y con un sistema de gestión relativamente bien organizado; las pérdidas en playas sin un sistema de aseguramiento de la calidad de la limpieza pueden ser mucho mayores y derivar en extracciones encubiertas de arena para usos agrícolas y ganaderos, jardinería, etc. La Figura 3 muestra una acumulación en ecoparque de restos de Posidonia oceanica (obsérvese la gran cantidad de arena retirada involuntariamente). Una mala interpretación de las consecuencias de una mala gestión no puede derivar en la completa eliminación de la limpieza de las playas por parte de los municipios. Este argumento ha sido utilizado demagógicamente por algunos responsables municipales, que debido a la grave crisis económica actual han decidido eliminar o reducir la limpieza de las playas por razones de índole medioambiental.
Ariza et al. (2008b) constatan deficiencias en la limpieza mecanizada de las playas catalanas, especialmente en la recogida de residuos de pequeño tamaño tales como colillas y en la excesiva retirada de arena. En su trabajo, estos autores recogen cifras proporcionadas por el Servei de Prevenció i Medi Ambient de una retirada de más de 163 toneladas de arena en la limpieza de las playas de Barcelona en la temporada de junio a septiembre de 2005. En algunos casos, se retiraron más de 50 kg de arena por cada hora de trabajo, suponiendo que esta representaba el 80 % del peso total del material recogido. Por estas razones, se propone revisar las operaciones de limpieza mecánica de las playas.
Figura 3. Posidonia acumulada durante los últimos 5 años en el ecoparque de Benissa. Se aprecia la gran cantidad de arena almacenada
Con el fin de colaborar con los diversos municipios en la limpieza y mantenimiento de sus playas, desde 1996 la Generalitat Valenciana ha contemplado en su Plan de Turismo Litoral la adquisición de máquinas de limpieza, que son cedidas a las corporaciones locales e incluso a las diputaciones (ver Yepes y Cardona, 2000). La importancia que tiene la retirada de arena de la playa por parte de estos equipos aconsejó a la Conselleria de Turismo que estableciera pruebas «in situ» que sirvieran de base para sus concursos de adquisición de estas máquinas y que sirvieran para discriminar, mediante criterios técnicos, la idoneidad de cada una de ellas. De hecho, dicha Conselleria adquiere máquinas para luego cederlas a los ayuntamientos y así fomentar la limpieza y la calidad de las playas de la Comunitat Valenciana. Los aspectos críticos a la hora de realizar dichas pruebas consisten en determinar los rendimientos de la limpieza, tanto en arena seca como húmeda, con y sin obstáculos. Además de evaluar la efectividad de la retirada de residuos con elementos normalizados (tacos de madera, canicas de vidrio, etc.), se mide la cantidad de arena retirada durante la limpieza (véanse las Figuras 4 y 5). Estas pruebas normalizadas se han llevado a cabo en la Universidad Politécnica de Valencia, bajo la supervisión de profesores de Procedimientos de Construcción y de Maquinaria y Medios Auxiliares del Departamento de Ingeniería de la Construcción y Proyectos de Ingeniería Civil (ver Figuras 6 y 7). Cabe destacar que la pericia del conductor de la máquina y su buen hacer influyen decisivamente en la calidad de la limpieza conseguida.
Figuras 4 y 5. Elementos normalizados y muestra de restos recogidos por una de las máquinas (arena incluida). Imágenes: V. YepesFiguras 6 y 7. Pruebas de rendimiento y limpieza realizada por la Conselleria de Turismo de la Generalitat Valenciana. Imágenes: V. Yepes
El acceso de maquinaria a la playa puede empeorar la situación descrita. La combinación del viento con un diseño inadecuado del paseo marítimo y de la trama urbana puede provocar la pérdida de sedimentos, que en algunos casos puede ser tan importante como la limpieza directa de la playa. Finalmente, el volumen de arena que retira cada usuario de forma involuntaria (dependiendo de la granulometría, unos 20 gramos/bañista/salida) supone una pérdida del orden de 10 m3/km/año. En conjunto, las operaciones de limpieza pueden suponer, en ausencia de aportación de sedimentos (playas encajonadas, por ejemplo), un retroceso medio sostenido de la línea de orilla de 10 cm/año si se controla la limpieza, y mucho más si no se controla (ver Yepes y Medina, 2007). A corto plazo el efecto es imperceptible, pero a largo plazo las consecuencias son significativas.
Propuestas de mejora en la gestión de la limpieza mecánica
Todo lo anteriormente expuesto justifica el establecimiento de una serie de medidas correctoras en la gestión de la limpieza mecanizada que reduzca, en la medida de lo posible, los impactos realizados sobre los arenales. Estas propuestas deberían introducirse como requisitos en las normas de calidad y en los manuales de gestión de las playas turísticas:
La limpieza mecánica sólo se permitirá si la superficie se encuentra seca (7-10 cm). La limpieza en la zona húmeda se centrará en los residuos antrópicos.
Se evitará la limpieza mecánica cuando exista previsión de viento fuerte, con el fin de reducir el transporte eólico.
No se aceptarán prácticas de roturación y arado en profundidad de la playa.
En playas con sistemas dunares, se establecerán franjas de reserva (3-5 m) donde la limpieza será manual y selectiva.
Se asegurará un sistema de control de las operaciones de limpieza para evitar el fraude y las extracciones sistemáticas de arena para usos no autorizados.
Se realizarán periódicamente pruebas “in situ” con las máquinas de limpieza mecánica que midan el volumen de arena retirada, con la elaboración de indicadores de seguimiento. Este será un criterio que prime a la hora de adquirir nuevos equipos.
Los conductores de los equipos de limpieza realizarán cursos de adiestramiento, pues su pericia influye decisivamente en la reducción de la arena retirada.
Se limitará la frecuencia de retirada de restos naturales (Posidonia oceanica), depositando los restos dentro de la propia playa (zona dunar).
Se adecuará el diseño de paseos marítimos y rampas de acceso a playas para minimizar las pérdidas debidas al transporte eólico.
En playas de uso masivo, se colocarán duchas o lavapiés que eliminen los sedimentos adheridos a los bañistas.
Como recomendación final se debería incluir el incremento de las actividades de educación ambiental. En efecto, Rodríguez-Santos et al. (2005) comprobaron que el comportamiento del usuario afecta a la cantidad de basura generada en las playas. Se trata de una medida cualitativa con un gran efecto cuantitativo.
Conclusiones
El reconocimiento de la importancia de las playas se ha traducido en estrategias dirigidas a aumentar su excelencia mediante directivas que atienden a la calidad higiénica de la arena y del agua de baño, así como en la adopción de diferentes distintivos de calidad y normas internacionales con una clara orientación hacia el usuario. Esta situación ha provocado la limpieza sistemática con medios mecánicos de estos espacios naturales que, realizada de forma exhaustiva y sin aplicar criterios geomorfológicos y ambientales de gestión, reduce la biodiversidad costera, altera los perfiles de playa y provoca una pérdida de sedimentos. A ello hay que añadir la importante pérdida de arena provocada por la falta de efectividad de algunas máquinas en la limpieza diaria y la eliminación periódica de residuos naturales acumulados (algas y restos de Posidonia oceanica). Todo ello supone una retirada de arena involuntaria estimada en unos 500 m3 por kilómetro y año en playas no muy intensivas y con un sistema de gestión relativamente bien organizado. Estas pérdidas pueden ser mucho mayores y derivar en extracciones encubiertas de arena para usos agrícolas, ganaderos, de jardinería, etc. Para minimizar los impactos producidos por una gestión ineficiente de la limpieza mecánica, se proponen una serie de medidas correctoras que deberían incluirse como requisitos en las normas de calidad y en los manuales de gestión de las playas turísticas. Entre ellas, destacan la creación de zonas de reserva en sistemas dunares y la adopción de indicadores que midan de forma objetiva la efectividad de la maquinaria para evitar la retirada excesiva de arena junto con los residuos. Todo ello se debería complementar con una mayor educación ambiental de los usuarios, lo que sin duda redundaría en una reducción importante de los residuos generados en estos espacios naturales.
Referencias
Ariza, E., Jiménez, J.A. y Sardá, R. 2008a. Beyond performance standards in the management of beaches. Coastal Management, 36: 47-66.
Ariza, E., Jiménez, J.A. y Sardá, R. 2008b. Seasonal evolution of beach waste and litter during the bathing season on the Catalan coast. Waste Management, 28(12): 2604-2613..
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D. José Juan-Aracil Segura. Imagen gentileza de Gregorio Rabago Juan Aracil.
Salvando las diferencias generacionales y de contexto, siempre me ha sorprendido las coincidencias biográficas que he tenido con la figura de D. José Juan-Aracil Segura. Aunque no tuve la suerte de conocerlo personalmente (falleció en 1982, el año en que comenzaba yo la carrera), ambos somos ingenieros de caminos nacidos en Alcoy (Alicante), con el número 1 de promoción en ambos casos y curiosamente, con hijos que también son ingenieros de caminos. Además, hemos sido catedráticos de universidad de la misma asignatura. En efecto, Juan-Aracil fue el catedrático de esta asignatura que en los años cuarenta se denominaba “Maquinaria y Medios Auxiliares de Obra” en la Escuela de Ingenieros de Caminos de Madrid, asignatura que luego fue cambiando de nombre hasta llegar a la de «Procedimientos Generales de Construcción y Organización de Obras«. También en esta asignatura imparto docencia en la Escuela de Valencia. A diferencia de otro tipo de asignaturas (Hormigón, Geotecnia, Materiales de Construcción, etc.), las asignaturas de Maquinaria y Medios Auxiliares, o bien de Procedimientos de Construcción, han sido impartidas en las distintas escuelas, mayoritariamente, por profesores asociados, muy ligados a las empresas constructoras. Es por ello que son pocos los catedráticos en España de esta materia. De hecho, José Luis Juan-Aracil López, su hijo, pasó a ser catedrático de la asignatura en Madrid, que la ejerció hasta su paso a Profesor Emérito. Os remito al siguiente artículo donde expliqué en su día los antecedentes históricos de la asignatura.
Proyecto de distribución de agua potable de Benidorm (Alicante). https://histobenidorm.blogspot.com/2013/11/
De interés, hoy para los coleccionistas, es la colección de 8 tomos de apuntes de Maquinaria Auxiliar de Obras, con diagramas, dibujos, esquemas, tablas, etc. Una grandísima cantidad de información y que fueron un precedente de los textos españoles en la materia. Otros libros de interés han sido el de los “Saltos de agua y presas de embalse”, escrito junto con José Luis Gómez Navarro, del año 1953. O la “Conversión de unidades del sistema inglés o norteamericano al sistema métrico y viceversa”, del año 1958. Todos estos libros, descatalogados, son de coleccionista.
Apuntes de Maquinaria Auxiliar de Obras (8 tomos). Tapa dura – 1 de enero de 1959.
Fernando Sáenz Ridruego, escribió una muy breve biografía en las páginas de la Real Academia de la Historia. José Juan-Aracil Segura nació en Alcoy (Alicante) el 5 de noviembre de 1905, falleciendo en Madrid el 19 de enero de 1982. En 1905 nacieron Christian Dior, Henry Fonda o Miguel Mihura, por poner algunos ejemplos. También en dicho año fallecieron Julio Verne, José María Gabriel y Galán o Juan Valera. Pero lo más sorprendente fue el año milagroso del Albert Einstein, que publicó la Teoría de la relatividad especial, el efecto fotoeléctirco y el movimiento browniano.
Viaducto de Segovia, Madrid. https://es.wikipedia.org/
El joven José Juan-Aracil cursó la enseñanza media en Alcoy, su pueblo natal, en el colegio Luis Vives. Se trasladó a Madrid para estudiar en la Escuela de Ingenieros de Caminos, donde terminó la carrera en 1930, con el número 1 de su promoción. Apenas terminados sus estudios, ganó en 1932, junto con el arquitecto Francisco Javier Ferrero Llusiá, y el ingeniero de caminos Luis Aldaz Muguiro el concurso para el proyecto del viaducto sobre la madrileña calle Segovia. Es de destacar que en este concurso se presentaron proyectos técnicos de la talla del ingeniero de caminos, Eduardo Torroja, y del arquitecto Secundino Zuazo. El proyecto ganador se caracteriza por empleo de hormigón armado pulido, calado en unos machones de granito. Si bien la construcción se demoró hasta 1942, debido al deterioro que sufrió por los daños de la Guerra Civil.
Recién terminada su carrera, se atisba sus inquietudes técnicas, publicando, en 1931, un artículo, “Esfuerzos secundarios” en la Revista de Obras Públicas, donde publicó a partir de entonces numerosos artículos. En este artículo llenó parte del vacío de los libros y revistas de entonces sobre este tema, siendo encargado de curso de la asignatura de Construcciones Metálicas. Va a ser habitual ver artículos en esta revista donde desarrolle temas concretos de los explicados en sus clases.
En 1935 realizó un viaje de estudios pensionado por la Escuela, llevando el tema “Presas de embalse”, visitando Francia, Suiza e Italia. A su vuelta redactó una memoria que se publicó en la Revista de Obras Públicas. Durante la Guerra Civil combatió en el bando nacional, en el que se le concedió la Medalla de la Campaña. En 1939 fue nombrado profesor de Maquinaria en la Escuela de Caminos, asignatura que explicó hasta su jubilación en 1975. Fue director técnico de Obras y Servicios Públicos, S.A. (OSEPSA), empresa con la que ejecutó numerosas obras, entre las que destacan la construcción del acueducto de Tardienta, la reconstrucción de los puentes de Bilbao, del puente de Vizcaya y de la presa de Ordunte, destruidos durante la contienda, y la construcción de los viaductos de San Jorge, Cabriel y Narboneta, en el ferrocarril Cuenca-Valencia, así como del pantano de Amadorio, en la provincia de Alicante.
Juan-Aracil reconstruyó, tras la Guerra Civil, el Puente transbordador Bizkaia/ Vizcaya, con un proyecto que introducía bastantes cambios sobre el proyecto original. El más importante fue la eliminación de los tirantes de los extremos de la luz en el vano principal, que el autor justificaba por la dificultad que suponía la indeterminación de la actuación conjunta de péndolas y tirantes. Sin embargo, y como el propio Juan-Aracil reconocía, eso le obligó a aumentar la inercia de la viga, pasando de dos a tres metros de canto.
Puente Vizcaya, Transbordador de Portugalete a Las Arenas. Al fondo se ve Sestao. El tramo horizontal superior es una pasarela para peatones, a la que se puede acceder mediante ascensores. https://es.wikipedia.org/wiki/Puente_de_Vizcaya#/media/Archivo:Zubia_jun.jpgVista del puente sobre el Turia (2018). https://www.wikiwand.com/es/Puente_de_Santa_Cruz_de_Moya
Otra obra de Juan-Aracil fue el puente de Santa Cruz de Moya (también, puente Nuevo) es un viaducto existente en el término municipal de Santa Cruz de Moya, provincia de Cuenca (Comunidad de Castilla-La Mancha). Construido en la C-234 de Valencia–Ademuz sobre el río Turia en la segunda mitad de los años cincuenta. Otro ejemplo más es la traída de agua a la Celupal, proyecto finalizado el 10 de octubre de 1947, fue redactado por Juan-Aracil, entre otros, aparte de los citados, como el acueducto de Tardienta, de la presa de Ordunte, o la distribución de agua potable de Benidorm, entre otros.
Como curiosidad del carácter alcoyano de D. José Juan-Aracil, baste recordar el homenaje que se le rindió el 27 de noviembre de 1980 en un céntrico restaurante madrileño por parte de la Asociación de San Jorge en la capital de España. Juan-Aracil fue el presidente (clavario) de esta Asociación alcoyana en Madrid. Os dejo a continuación un par de textos escritos en 1949 sobre la Asociación de San Jorge Mártir de Madrid y otro de 1951 sobre Alcoy y el Cuerpo de Ingenieros de Caminos, ambos de la Revista de la Asociación de San Jorge.
Constituyen el mecanismo del vehículo por el cual disminuye la velocidad o incluso se detiene. Se consigue una disminución moderada de la marcha con el denominado freno motor: el propio motor disminuye la velocidad del vehículo si se deja de acelerar la máquina. Sin embargo se requieren otros mecanismos específicos.
Tipos de frenos:
Freno de cinta: es una banda que abraza la llanta de una polea calada en el eje que se desea frenar. Es muy habitual en los tractores de orugas.
Freno de zapatas: muy utilizado en vehículos de neumáticos. El frenado consiste en la aplicación de una superficie fija contra un tambor giratorio.
Freno de disco: actúan mediante unos émbolos que oprimen unas zapatas sobre ambas caras de un disco unido a la rueda del vehículo.
Se distinguen tres tipos distintos de accionamientos de los frenos:
Mando mecánico: sólo empleado para el estacionamiento en tractores de pequeña potencia.
Mando hidráulico: es el sistema más habitual para accionar los frenos de los tractores, turismos y camiones. Se trata de un sistema de transmisión hidráulico desde el pedal hasta las zapatas o discos.
Mando neumático: utilizado en camiones de gran tonelaje y algunos tractores de arrastre. Se basa en la presión de un circuito de aire comprimido.
Os dejo algunos vídeos explicativos, que espero os sean útiles.
Referencias:
YEPES, V.; MARTÍ, J.V. (2017). Máquinas, cables y grúas empleados en la construcción. Editorial de la Universitat Politècnica de València. Ref. 814. Valencia, 210 pp.
Compactador vibratorio tipo tándem Caterpillar CD54B de tambor dividido
Son máquinas más utilizadas en la compactación de firmes asfálticos que en obras de tierras. Constan de dos cilindros montados sobre un bastidor, articulado o rígido. En este caso todo el peso se suma al esfuerzo de compactación. Pueden ser vibrantes uno o los dos cilindros, y ser tractores uno o ambos.
Sus anchos de trabajo oscilan entre los 0,60 m y los 2,10 m. Los diámetros de los cilindros varían entre los 0,60 a los 1,30 m. Los pesos pueden ser de 2 t en los más ligeros, a las 10 t en los más pesados. Presentan valores de frecuencia de trabajo elevados, de 50 a 55 Hz y amplitudes nominales comprendidas entre 0,3 y 0,8 mm. Las velocidades de trabajo llegan a 10-13 km/h, aunque en tierra no se aconseja superar los 4 km/h.
Os paso algunos vídeos de este tipo de compactador.
YEPES, V. (2023). Maquinaria y procedimientos de construcción. Problemas resueltos. Colección Académica. Editorial Universitat Politècnica de València, 553 pp. Ref. 376. ISBN 978-84-1396-174-3
