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Mantenimiento de obras

Las estructuras que componen un diseño de control de anegamiento modular estan construidas con material del lugar (excepto las obras de hormigón simple o estructural) con un sistema similar al terraplenado de caminos rurales.
La tipología de la obra muestra que las estructuras no estarán permanentemente sometidas a condiciones hídricas extremas, por el contrario deberán resistir estados de cargas muy variables en muy corto tiempo.
Por tanto deberán estar siempre en condiciones óptimas para recibir un evento hidrológico para el cual fueron diseñadas.

El concepto de conservación de las obras está íntimamente ligado a su buen funcionamiento. Los cálculos hidráulicos que definen las cotas y secciones de la obra son realizados para secciones normales que no estén obstruidas. Hidráulicamente ese concepto tiene su cuantificación en el valor de la rugosidad de la estructura. Estructuras saturadas por hierbas y vegetación indeseable tendrán una rugosidad mucho más elevada que la supuesta por el diseño. Sin una buena conservación, las obras no funcionarán como se espera, los mismos caudales que escurrían en una sección no obstruida lo harán en la sección empastada aumentando la carga hidráulica que eventualmente llevarán al colapso de la estructura.

Los aspectos más importantes a considerar en el mantenimiento de los obras son:

Medidas proteccionistas contra efectos erosivos.
Restaurar la altura de bordos por efecto del asentamiento.
Limpieza de las obras de conducción, evacuación y retención
Evitar la sobrecarga animal y el pisoteo.
Controlar animales caveros

Medidas de conservación estructural

Los efectos erosivos a controlar son producidos por:

Erosión por impacto de agua

Fig. 1: Vista aérea de una presa. Se observa la falta de empastamiento de los bordos. En la parte inferior se tiene un detalle del desplazamiento (en forma de V) que se realizó durante la construcción a efectos de evitar suelos alcalinos. El sector degradado en amarillo (inferior izquierdo) está actualmente recuperado.

Los bordos de conducción, contención y otras estructuras están construidas principalmente con material del suelo aledaño a la obra misma. Existe un período de tiempo variable entre tres y seis meses para que el bordo recién construido se cubra con una cubierta vegetal apropiada. Durante ese período existe el riesgo cierto que la acción dinámica del impacto de las gotas de lluvia en una tormenta remuevan el material y provoquen severas erosiones localizadas. Es por tal motivo que es muy recomendable efectuar una siembra de una gramínea de raíz y cobertura densa pero con poco desarrollo para acelerar el procedimiento de protección. Es menester inspeccionar las obras muy cuidadosamente durante el primer período de su construcción para reparar cualquier tipo de erosión local que se pueda manifestar.
En el caso que para la construcción de los bordos se utilicen procedimientos de compactación el sembrado de los bordos ha de realizarse inmediatamente después de la finalización de la estructura. En caso se opte por el método de "dos pasadas" (primero construcción y luego restauración de la altura después del período de asentamientos de los bordos), es más económico realizar el empastamiento una vez finalizada la segunda etapa.

Erosión por socavación y arrastre

La acción dinámica de la corriente del agua en los canales podría provocar procesos de socavación, erosión localizada I inicio de cárcavas principalmente en las áreas de cambio brusco de pendiente. La inspección de obra debe efectuar una cuidadosa revisión a los efectos de identificar los sectores locales de las vías de escurrimiento donde el suelo tiene poca cohesión, y sobre todo los lugares donde se producen pequeños saltos (escalones) o cambios de pendiente. En caso que estos existan, debe procederse con un relevamiento del perfil longitudinal del canal en el sector y redimensionarlo a efectos de eliminar esa falencia. En los sectores donde saltos y cambios de pendientes sean inevitables o hayan sido diseñados (en alcantarillas, pasos de agua, salidas de presas, caños compuertas, etc.) se procederá con una protección adicional del lecho y laterales con materiales mas resistentes (hormigón, piedras, etc).

Limpieza de canales

El mantenimiento de las vías de agua libre de obstrucciones naturales (pasturas)y desechos artificiales es una de las claves del éxito de esta técnica. La rugosidad hidráulica con que las obras fueron diseñadas pueden verse comprometidas en caso de abandono de las tareas de limpieza. Las técnicas de limpieza pueden ser mecánicas y biológicas.
No es práctica común en la Argentina la utilización de máquinas y dispositivos especialmente para la limpieza de canales a pesar de la enorme cantidad de kilómetros construidos. Usualmente se utilizan máquinas diseñadas para dragado, topadoras o máquinas escarificadoras con hojas frontales. Estas máquinas al ser utilizadas para la limpieza de los canales resultan ser muy ineficientes. Máquinas utilizadas en los países bajos para las misma tareas son capaces de limpiar aproximadamente 2 kilómetros diarios.
Los métodos biológicos utilizan herbicidas cuya dosis debe ser extremadamente bien calculada para que su efecto se difunda solamente en el tramo de canal bajo tratamiento y no se extienda aguas abajo. Esta dificultad hace impráctico y hasta cierto punto riesgoso el uso de esta técnica.
Varios institutos nacionales han introducido el uso de peces herbívoros en el control de malezas en canales con gran éxito. Las experiencias desarrolladas en este campo fueron muy alentadoras ante la evidencia de la "voracidad" de estas especies. Hay tres inconvenientes principales en el uso de esta técnica. Las especies son exóticas (traídas de otros países) y no se reproducen naturalmente, solo a través de inseminación artificial. Organismos nacionales de ambiente y ecología no disponen de una legislación que asegure el permiso para liberar especies exóticas en canales sin un control muy estricto de su encierro. Finalmente, estas especies son codiciadas por pescadores y se ha comprobado que por la voracidad que estas especies demuestran son muy sencillas de capturar.

Sea cual fuere el método, de limpieza, esta ha de realizarse periódicamente, aproximadamente dos veces por año. La limpieza de estructuras y vías de desagüe ha de realizarse con instrumentos manuales y con especial cuidado de liberar de obturaciones las estructura que funcionan como cierres hidráulicos.
No se han observado en las obras construidas problemas más severos de eutrificación, pero en países europeos este problema es común debido al excesivo uso de fertilizantes nitrogenados.

Restauración de altura de bordos

Los bordos son las estructuras de material de tierras más expuestas a la acción dinámica del agua. Para su construcción se procede acumulando tierra desde la parte interior y exterior de la vía de conducción. Según las herramientas disponibles el bordo podrá ser compactado o no. Es muy aconsejable compactarlos entre capa y capa con un procedimiento similar al que se utiliza en la construcción de terraplenes. Usualmente se ha de utilizar rodillos de pata de cabra de distinto espesor, debido a que los bordos se construyen principalmente con material arcilloso.

El grado de compactación final que alcanzarán los bordos, para los casos que se opte por esta compactación mecánica dependerá exclusivamente del tipo de material, la humedad del suelo en el momento de la compactación y la energía (peso de la máquina compactadora y número de pasadas).

Fig. 2: Bordos de una obra de conducción sin compactar.

Con este procedimiento se puede alcanzar la altura de diseño y con un 10% adicional de esa altura se asegura que aún con asentamientos posteriores, la altura final del bordo estará dentro del cálculo hidráulico.
Es también común no efectuar los trabajos de compactación, que obviamente generan un coste adicional bastante importante. En este caso hay dos opciones
Construir un bordo con una sobreelevación de aproximadamente un 40% de la altura de diseño, para que luego del asentamiento natural del material el bordo se establezca aproximadamente a la altura de cálculo. Si no se dispone de retroexcavadoras o palas hidráulicas es prácticamente imposible conseguir una altura de bordo igual a la altura de diseño + 40%. Entonces se realiza la obra en dos circuitos, primero se llevan los bordos a la altura de diseño en toda la obra y luego de pasado el tiempo de asentamiento se realizan los trabajos de restauración en el mismo orden que la obra fue construida.

La construcción de obras de contención en los sectores alcalinos es más complicada debido a que estos suelos no tienen una estructura apropiada para realizar el bordo. Usualmente los suelos alcalinos se disgregan después de una lluvia intensa. Lo hacen en tal grado que prácticamente el bordo desaparece. Por tal motivo en estos sectores es común que las obras se "abran" dejando estos suelos incorporados en la zona útil de la presa a efectos de construir los bordos con material de mejor calidad estructural (Ver Fig. 2).

Pisoteo y animales caveros

La construcción de un bordo de conducción produce ciertos cambios colaterales que deben ser evaluados en el mantenimiento de las estructuras. El material de suelo en la construcción del bordo es de buena calidad estructural y textural. Son suelos sometidos a anegamientos semipermanentes antes de la construcción de la estructura, solo tienen problemas de hidromorfismo y recuperan toda su capacidad productiva una vez que el agua se remueve. Esto ocurre cuando son usados para la construcción de bordos de conducción. En efecto, una vez en posición estructural el agua que poseen drena naturalmente durante períodos normales.Solamente recuperan su humedad cuando trabajan conduciendo agua después de una lluvia. Esto implica que los bordos tienden a empastarse naturalmente con especies de mayor valor nutritivo que en las áreas bajas.

Este efecto, junto con el hecho que animales domésticos tienden a trasladarse por lugares altos, hace de los bordos de conducción elementos muy atractivos para ellos.

Falla estructural producido por una lluvia superior al diseño de la estructura. Si bien la falla parece catástrofica, en realidad no produjo grandes daños en la estructura. Un análisis posterior reveló que el excesivo pisoteo del coronamiento de ambos bordos degradó su altura.

En la Fig. 3 se observa claramente el efecto del pisoteo de los animales sobre los bordos de conducción. La sobrecompactación que produce el pisoteo colabora con la reducción de la altura del bordo, especialmente en aquellos lugares donde la construcción lineal se hace más comprometida.
Un efecto peligroso y bastante negativo son las cuevas de los animales caveros que en caso de no controlarse podrían provocar el colapso estructural de un bordo durante un período de funcionamiento.
Estas cuevas no suelen atravesar el bordo transversalemente, pero pueden provocar una erosión localizada muy agresiva que puede cortar el bordo en algunos puntos durante tormentas severas. Es recomendable entonces mantener vigiladas las estructuras con inspecciones periódicas.