Martillos más duros que la roca

Ric-Man Construction Inc, fundada por Richard Mancini en 1965, es una firma especializada en la construcción de túneles y trabajos pesados subterráneos. En 2008 se embarcó en la construcción de un pozo de cimentación profunda para unas instalaciones de rebose de alcantarillado combinado en Dearborn, Michigan. Se trata de unas instalaciones de extraordinaria magnitud, ya que están diseñadas para albergar 13.200 millones de litros. “Las instalaciones se han diseñado para admitir aguas residuales combinadas cuando se producen lluvias, el sistema se activa por seguridad”, explicó Duane Mullica, director general de operaciones de Ric-Man Construction. “Antes de que se produzca el desbordamiento, una estructura interna dentro del sistema libera el caudal hacia estas instalaciones, que almacenan, pre-tratan y criban los materiales sólidos. Una vez que la planta de tratamiento puede admitir el caudal adicional, éste se bombea fuera de estas instalaciones de vuelta al sistema y a la planta de tratamiento”.

El proyectó comenzó con un programa de trabajos de cimentación en roca y estabilización de gran envergadura, operaciones importantes ya que el nivel del agua en la zona se encontraba por encima del nivel del terreno. Estas obras eran necesarias para eliminar cualquier filtración de agua durante la excavación y la construcción del pozo de cimentación. Las obras del pozo comenzaron en 2009, y el hormigón del pozo de cimentación se vertió desde ocho coladas verticales separadas.

Se trata de unas instalaciones de extraordinaria magnitud, ya que están diseñadas para albergar 13.200 millones de litros. Ric-Man empleó seis perforadoras de roca BBC 34W de Atlas Copco para la hacer más de 400 agujeros. Estos permitirían instalar pernos en la cara vertical de la roca durante la construcción de la pared del pozo. Posteriormente, Ric-Man proyectó una capa de 15 centímetros de hormigón para sellar la roca y se vertió del hormigón de la estructura.

La colada 8 del pozo se realizó en lecho de roca a 42 metros de profundidad. Para verter el cabezal con forma de cuenco del pozo, Ric-Man hubiera tenido que sacar y excavar 11.000 metros cúbicos de lecho de roca o 15 metros adicionales de material. En este punto, el equipo de construcción tenía que decidir entre perforar y volar el lecho de roca para su excavación. Había una tercera opción: emplear martillos hidráulicos para realizar este trabajo. Se decidieron por estos rompedores.

El martillo, alternativa a la voladura y la demolición.

“El inconveniente principal que presentaba la perforación y voladura en esta zona era que se trata de una zona residencial”, explicó Duane Mullica. “Las complicaciones derivadas del coste y la logística de intentar realizar una voladura, garantizando la seguridad de los residentes y convenciéndoles de que no se iban a producir daños en sus hogares ni en sus infraestructuras, iban creciendo conforme hablábamos de ello. Representa también un problema de seguridad. Es necesario contar con toda la formación necesaria y la mayor seguridad. Pensamos que debía existir otro modo, aparte de la voladura, para realizar esta tarea”.

La alternativa a la voladura

La mayoría de los proyectos de la región de Dearborn dependen de la perforación y las voladuras para eliminar el lecho de roca, por lo que había pocos antecedentes que consultar sobre excavación o retirada mecánica. Así que la compañía Ric-Man comenzó una investigación extensiva sobre martillos hidráulicos.

Para comenzar el proceso, la compañía bajó dos equipos de perforación ECM 590 de Atlas Copco al pozo para la pre-perforación de 600 agujeros de alivio en el lecho de roca. Los agujeros de 5 y 7,5 centímetros se perforaron con una profundidad de 14 metros en centros de 1,2 metros y facilitaron a los martillos hidráulicos la rotura del material.

Una vez perforados los agujeros de alivio, Ric-Man trajo una excavadora Koehring 1066 de 77 toneladas para el martillo HB 7000 y, a continuación, los martillos hidráulicos HB 10000. Ric-Man comenzó empleando el HB 7000, pero al final se decidió por el HB 10000, para aumentar la productividad en el lecho de roca. “Podemos romper, limpiar y desechar el material más rápidamente”, argumentó el director general de operaciones. A lo que el presidente de la misma firma, Steve Mancini, añadió: “Estamos realmente impresionados. Hemos logrado atravesar dos capas de material realmente duro”.

El diámetro interior del pozo era de 32 metros y Ric-Man tuvo que retirar lecho de roca hasta una profundidad aproximada de 13 metros. Las capas de lecho de roca variaban en dureza. Ric-Man logró una media diaria de entre 170 y 260 metros cúbicos y horizontalmente de 1,5 metros aproximadamente, aunque en el material extremadamente duro tardaron ocho días para hacer una sección de 1,2 metros.

Ric-Man terminó los trabajos de excavación en el lecho de roca en diciembre de 2009 y después vertió el cabezal base del pozo. La colada final, la número 9, fue la del tapón del pozo, que se asienta a nivel de la superficie. La construcción del pozo terminó en abril. Tras ello, Ric-Man terminó todas las conexiones de aguas residuales e instaló los sifones en la estructura. También construyeron el edificio para el control de las instalaciones. Steve Mancini concluye: “El proyecto de Dearborn es nuestro proyecto estrella”.