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XXVII Congresso Interamericano de Engenharia Sanitária e Ambiental
I-180 - METODOLOGÍA PARA LA INSPECCIÓN DE LA RED CLOACAL MÁS ANTIGUA DE SUDAMÉRICA Marcos Aldo Bigatti Duarte(1) Ingeniero Civil opción Hidráulica y Sanitaria, egresado de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de la República Oriental del Uruguay en el año 1986. Desde 1991 pertenece al staff permanente de C.S.I. Ingenieros. En el marco del Contrato Investigación Diagnóstico y Proyecto de Recuperación de la Red Arteaga ha sido responsable del programa de inspección de colectores y es el coordinador local de los proyectos de rehabilitación. Javier Rodríguez Ingeniero Hidráulico Ambiental, egresado de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de la República Oriental del Uruguay en 1998. En el marco del Contrato Investigación Diagnóstico y Proyecto de Recuperación de la Red Arteaga ha desarrollado el software para la inspección de colectores y el sistema de información geográfico. Javier Ivaldi Ingeniero Hidráulico Ambiental, egresado de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de la República Oriental del Uruguay en 1998. Ha sido Jefe de Equipo de Inspección de C.S.I. Ingenieros durante la Investigación y Diagnóstico de la Red Arteaga; así como en trabajos similares desarrollados en el Radio Antiguo de la Ciudad de Buenos Aires. También ha participado en la elaboración de proyectos de rehabilitación. Dirección(1): Wilson Ferreira Aldunate 1342 oficina 501 - Montevideo - Código Postal 11.100 - Uruguay Tel: +598 (2) 9021066 - Fax: +598 (2) 9019058 - e-mail: [email protected] RESUMEN La identificación de daños emanados del inevitable deterioro progresivo de las redes de saneamiento generalmente tiene lugar en una etapa avanzada del problema: cuando el servicio se ve muy afectado o interrumpido, o frente a daños estructurales que trascienden a los propios colectores. En los últimos años las tareas de rehabilitación y mantenimiento preventivo han tomado una importancia relevante, pero para poder distribuir los recursos en forma eficiente es necesario una planificación integral. Esto implica disponer de diagnósticos exhaustivos, solo alcanzables mediante programas de inspección, cuya concepción, desarrollo y ejecución deben asegurar una eficiente y eficaz utilización de los recursos; para lo cual resulta necesario recurrir a tecnologías y metodologías apropiadas. La Red Arteaga, el sector más antiguo del sistema de saneamiento de la ciudad de Montevideo, fue el primero de su tipo en Sudamérica. Su trascendente rol hace que sea imprescindible asegurar su funcionamiento. El diagnóstico detallado de su estado implicó la concepción, planificación y ejecución de un ambicioso programa que incluía la inspección de 180 km de colectores. En su elaboración se analizó y planificó detenidamente tarea por tarea, desde la adquisición del equipamiento necesario, hasta la edición de los reportes, incluyendo el almacenamiento y gestión de la información. La selección del método de inspección resultó extremadamente sencible para el éxito del programa, se consideraron diversos aspectos: las características y el estado de los colectores, los plazos disponibles, la escasa experiencia local e iternacional, el nivel de detalle requerido, las condiciones de trabajo; optándose por la utilización de equipos comandados a distancia “asistidos” por operarios. El registro de la información se realizó directamente en medio magnético, esta opción se basó en: evitar pasos intermedios y omisiones, lograr mayor eficiencia y uniformidad, ajustarse a los requerimientos del SIG a ser desarrollado, registrar todas las patologías de esta Red y poder ser utilizado en cualquier otro sistema. Finalizado el programa, se pueden extraer las siguientes conclusiones: se desarrolló una metodología de inspección, asociada a un SIG, aplicable a otros sistemas; la calidad y accesibilidad de la información superaron ampliamente las expectativas iniciales; el rendimiento medio fue superior a 12 km/equipo/mes; se inspeccionó, sin limpiesa previa, más del 92 % de la red; la pérdida de información fue menor al 2 o/oo. PALABRAS-CLAVE: Inspección de Colectores, Colectores Antiguos.
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XXVII Congresso Interamericano de Engenharia Sanitária e Ambiental INTRODUCCIÓN Las redes de saneamiento (pluviales, cloacales o unitarias) constituyen costosas obras de ingeniería que se extienden a lo largo y ancho de las ciudades, pero, paradógicamente, al no resultar visibles, su presencia quede rápidamente al margen de la memoria colectiva. Por otra parte, es muy común que los responsables de las decisiones tiendan a volcar mayoritariamente a la extensión de redes los recursos disponibles, destinando al mantenimiento apenas lo necesario para sostener su operación. Un porcentaje muy grande de los conductos cuenta con muchas decenas de años en operación, existiendo sistemas muy antiguos, cuya construcción en la región se remonta a la mitad del siglo XVIII. Estas tres apreciaciones explican que la identificación de daños emanados del inevitable deterioro progresivo de las redes, generalmente, se produzca ya en una etapa avanzada del problema, cuando el servicio se ve muy afectado o interrumpido, o frente a daños estructurales que trascienden al propio colector (ej. derrumbes con hundimiento de calle). En los últimos años, sea producto de la toma de conciencia del valor de esta infraestructura que sufre un progresivo proceso de deterioro, de las exigencias de los organismos de crédito, o simplemente de la necesidad de mantener los sistemas en operación, las tareas de rehabilitación y mantenimiento preventivo han tomado una importancia relevante. Para poder distribuir los recursos en forma eficiente es necesario contar con Planes Integrales de Rehabilitación, lo que implica disponer de diagnósticos exhaustivos que permitan conocer: el estado general del sistema; el tipo, distribución, ubicación y gravedad de las patologías; sus causas; el estado de cada tramo de colector; para poder definir así los niveles de prioridad en cuanto a intervenciones. Diagnósticos de este tipo requieren de ambiciosos programas de inspección, cuya concepción, desarrollo y ejecución deben asegurar una eficiente y eficaz utilización de los recursos; para lo cual resulta necesario recurrir a tecnologías y metodologías apropiadas. Una adecuada selección de estas últimas, asociada a una correcta planificación, ha de redundar en costos razonables, plazos compatibles con el resto del programa, el relevamiento de toda la información necesaria y su aprovechamiento integral. Esta selección depende de muchas variables: longitud a inspeccionar, plazo, nivel de detalle requerido en la información, tipo de red, materiales, estado de conservación, niveles de agua, accesibilidad.
ANTECEDENTES Conocido con el nombre de Red Arteaga, el sector más antiguo del sistema de saneamiento de la ciudad de Montevideo, fue el primero de su tipo en Sudamérica. Construido entre 1852 y 1914, fruto de la iniciativa privada, en la modalidad que hoy conocemos con el nombre de Concesión de Obra Pública, alcanzó una extensión de aproximadamente 180 km. Su concepción responde a una red mallada, con colectores de sección ovoide, con diámetros variando entre 0.6 y 2.10 m. Se trata de conductos hechos in situ en mampostería cerámica y piedra; utilizando morteros a base de arena, cales hidráulicas y cemento portland como material ligante y de revestimiento. Operativa prácticamente en toda su extensión, su trascendente rol en el sistema hace que sea imprescindible asegurar la continuidad de su funcionamiento. Esta necesidad contrastada con la edad promedio de los colectores y los conocimientos parciales sobre su estado, mostraron la urgencia de encarar un plan de rehabilitación.
Red Arteaga, ovoide tipo
El diagnóstico detallado de su estado, tanto general como particular, comprendiendo la identificación de los diferentes daños, su distribución espacial, y una aproximación al origen de los mismos, implicaba la concepción, planificación y ejecución de un ambicioso programa que incluyó la inspección de la totalidad de sus colectores.
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XXVII Congresso Interamericano de Engenharia Sanitária e Ambiental CONCEPCIÓN GENERAL DEL PROGRAMA DE INSPECCIÓN En su elaboración se debió analizar y planificar detenidamente tarea por tarea, desde la adquisición del equipamiento necesario, hasta la edición de los reportes, pasando por la forma de almacenamiento y gestión de la información. Muchos puntos, que a la postre resultaron determinantes, debieron evaluarse detenidamente. El más relevante quizás fue la elección de la metodología de inspección, presentándose la disyuntiva entre equipos comandados a distancia o el ingreso sistemático de personal para realizar el relevamiento y la filmación. . La primera opción implicaba a su vez la selección de los equipos de inspección, tarea que revestía una sensibilidad mayúscula en el éxito del programa. La forma de registrar y procesar la información fue otro de los aspectos significativos; para el levantamiento existían diversas posibilidades: las tradicionales planillas de relevamiento, el uso de programas disponibles en el mercado (orientados a inspección televisada) y la elaboración de programas específicos. En tanto, el procesamiento y almacenamiento resultaba crítico ya que se debía manejar un volumen de información muy importante, en el cual la unidad de información no era el tramo de colector sino que se trataba de un relevamiento continuo (aunque discretizable), sección a sección. La información una vez almacenada debía ser de rápido acceso, fácilmente referenciable, modificable, y manejable, en la medida de lo posible, mediante herramientas gráficas y en forma estadística. Una vez procesada y evaluada, debía poder presentarse en una forma sumamente versátil, capaz de cubrir tanto los requisitos de cobertura y visión global de un programa de rehabilitación general como la especificidad y el detalle de los proyectos ejecutivos. En este marco quedó evidenciada la conveniencia de desarrollar un Sistema de Información Geográfico, proyecto que, por su propio alcance, es objeto de la presentación de otro trabajo técnico.
LOS COMPONENTES PRINCIPALES DEL PROGRAMA Selección Del Método De Inspección La elección de la metodología más apropiada para realizar la inspección implicó el estudio exhaustivo de las restricciones del problema, destacándose: las características y el estado de los colectores, los plazos disponibles, la muy escasa experiencia local e internacional, el nivel de detalle y precisión requeridos, las condiciones de trabajo dentro del sistema. Las características y el estado de los colectores De sección ovoide y dimensiones tipo descritas en el numeral 1, el 85% de los colectores que debían ser inspeccionados presentaban alturas comprendidas entre 1 y 1.4 m, el 10% superior a 1.4 m y el restante 5% menores a 1m. Del análisis estadístico de 14 km inspeccionados en el marco de trabajos anteriores, se concluía que: en el 30% de la longitud de la red se podrían presentar problemas de accesibilidad para el personal, promedialmente se encontraba un daño de consideración cada 250 m (imposibilidad de avanzar), el nivel medio de sedimentos se situaba en 15 cm, con máximos excepcionales de más de 1m, y los tirantes de agua difícilmente superaban los 35 cm, siendo su media de 7 cm.
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XXVII Congresso Interamericano de Engenharia Sanitária e Ambiental LOS PLAZOS DISPONIBLES Se disponía de un plazo de 10 meses para inspeccionar del orden de 200 Km de red, lo que implicaba alcanzar un rendimiento de 20 Km/mes, equivalente a más de 1000 m por día; teniendo en cuenta días de lluvia y desperfectos en los equipos;. Datos recibidos de empresas norteamericanas indicaban un rendimiento por equipo y por día de 500 m; resultados obtenidos en un programa similar desarrollado en colectores circulares de mampostería, arrojaban valores del orden de los 400 m por jornada de 8 hs. La escasa experiencia local como internacional Si bien el Servicio Conservación de Saneamiento de la Intendencia Municipal de Montevideo disponía de experiencia en inspecciones puntuales mediante ingreso de personal en diferentes sectores del sistema de saneamiento de la ciudad, no se contaba con antecedentes de programas tan ambiciosos en cuanto a cobertura y volumen de información a relevar. El más próximo, correspondiente al Plan Director de Saneamiento de Montevideo, había implicado la inspección de 78 Km de colectores, en su inmensa mayoría de dimensiones más que suficientes para el tránsito de personal con un gran despliegue de equipamiento. Por otra parte, tanto fabricantes como usuarios de equipos de televisión comandados a distancia tampoco mostraban experiencia en trabajos en colectores de condiciones similares. Los equipos son diseñados para trabajar previa limpieza, hipótesis que no se cumplía en el caso analizado; los antecedentes en ovoides se acotaban a materiales homogéneos. El nivel de detalle requerido Contractualmente el trabajo comprendía la identificación, caracterización y localización de todos los daños y elementos singulares encontrados, la filmación de la totalidad de la Red, la determinación de los parámetros físicos significativos y el armado de una base de datos vinculada a las base cartográfica y al archivo de video. Las condiciones de trabajo. Demás está extenderse en la descripción de las características ambientales del interior de la red cloacal; no obstante, cabe indicar que en caso de optarse por una inspección con la presencia continua de personal dentro del sistema, y de acuerdo a los antecedentes disponibles, era previsible que el trabajo fuese considerado insalubre, implicando turnos de 6 horas sin posibilidad de trabajar tiempo extra. La opción seleccionada: equipos comandados a distancia Tres fueron las razones fundamentales que llevaron a la toma de esta decisión: a) la extensión de red de dimensiones sumamente comprometidas para un trabajo masivo de inspección mediante ingreso de personal (90%), b)el nivel de detalle requerido, muy difícil de obtener en forma sistemática con otro procedimiento, y c) las condiciones de trabajo, criterio asociado a los rendimientos necesarios para el cumplimento del programa en forma eficiente. En tanto se asumían ciertos riesgos: la incertidumbre en los rendimientos y la posibilidad de adaptación a las condiciones de trabajo de los equipos disponibles en el mercado. El programa se organizó con dos equipos de inspección, integrados cada uno con: un ingeniero, un ayudante y dos operarios. A los efectos de minimizar los imprevistos a los que se deberían enfrentar se montó un equipo de apoyo, cuya misión fue anticiparse a aquellos y relevar las condiciones de accesibilidad y tránsito dentro de los colectores.
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XXVII Congresso Interamericano de Engenharia Sanitária e Ambiental REGISTRO DE DATOS Y MANEJO DE LA INFORMACIÓN La forma de registrar y archivar la información generada en la inspección resulta un punto crítico para el objetivo final del programa, más aún teniendo en cuenta la solución de manejo global adoptada. De las diferentes alternativas disponibles, se optó por registrar y archivar la información en medio magnético. R e n d i m i e n to d e la i n sp e c c i ó n d e c o le c to re s d e la R e d A rt e a g a
Long. inspe cciona da (km /e q.m e s)
Se desarrolló un programa propio de registro de datos que incluyó la captura de imagen (foto digital). En tanto el archivo de la filmación se realizó mediante video convencional.
18 ,0 16 ,0 14 ,0 12 ,0 10 ,0 8,0 6,0 4,0 2,0 0,0
Los principales fundamentos para esta opción fueron los siguientes: a) se evitan pasos intermedios, como en el caso del llenado de planillas, b) mediante un menú de pantalla se guía y ordena al operador, mostrándole todas las Jul-9 8 No v-98 F eb-9 9 M a y -99 A g o-99 opciones, logrando así mayor eficiencia y Mes uniformidad en la información, y evitando a su vez omisiones involuntarias, c) la fotografía digital queda asociada en forma directa al archivo de relevamiento, d) los programas disponibles en el mercado no mostraban la versatilidad necesaria como para ajustarse a las necesidades del producto que debía ser desarrollado (GIS), e) el programa de levantamiento elaborado además de permitir registrar todas patologías posibles de la Red Arteaga, se adapta a cualquier otra circunstancia y puede ser utilizado en tareas en todo tipo de colectores. La alternativa de grabar el video en CD fue analizada y se descartó por dificultades operativas.
RESULTADOS Y CONCLUSIONES Se desarrolló una metodología de inspección asociada a un Sistema de Información Geográfico, utilizable en cualquier sistema de saneamiento. La calidad y accesibilidad de la información superaron ampliamente las expectativas iniciales. La metodología de trabajo utilizada para la inspección mostró adaptarse muy satisfactoriamente a las necesidades, obteniéndose rendimientos crecientes: de 8 km/equipo/mes al inicio de las tareas para superar en forma constante los 12 a partir del tercer mes de trabajo. Se logró inspeccionar más del 92 % de la longitud total de la Red Arteaga (165 Km de 178 Km). La capacidad de respuesta frente a solicitudes especiales resultó casi inmediata. El programa de registro de datos se fue perfeccionando y adaptando a los efectos de atender las diferentes situaciones que se presentaron. La pérdida de información relevada fue menor al 2 o/oo. En cuanto a la Red Arteaga, se puede afirmar que, en términos generales, su estado de conservación es muy superior al esperado. En el Plan de Acción, de un total de aproximadamente 1800 tramos, 113 (6%) se identificaron como de intervención inmediata, y 152 (8 %) para ser recuperados en el corto plazo.
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