Ficha Tecnológica: Hormigonado Subacuático de Obras Hidráulicas

El hormigonado subacuático es una tecnología clave en la construcción, reparación y rehabilitación de diversos tipos de obras hidráulicas, incluyendo muros de muelle, pilas de puentes, estructuras de contención y otros elementos subacuáticos. Se aplican dos métodos principales de colocación de hormigón bajo el agua: el método de tubos verticalmente desplazables (TVD) y el método de mortero ascendente. La elección del método depende de la naturaleza de los trabajos a realizar y de las características constructivas de la estructura.

Los trabajos de hormigonado subacuático son realizados por buzos durante el día y bajo condiciones meteorológicas favorables, que excluyan corrientes fuertes, tormentas o mala visibilidad. El descenso y ascenso de los buzos se realiza desde un bote de buceo, una embarcación auxiliar equipada o directamente desde la estructura a reparar/construir, cumpliendo con los requisitos internacionales para trabajos de buceo.

Los trabajos de buceo son respaldados por una estación de buceo especializada, equipada con el material técnico necesario y un número suficiente de buzos cualificados, cuya composición se determina según el volumen de trabajo y la profundidad de las inmersiones. El jefe de buceo debe impartir una sesión informativa sobre métodos de trabajo seguros para todo el personal involucrado en el descenso y apoyo de las operaciones de buceo.

El proceso de hormigonado subacuático incluye las siguientes etapas principales: inspección submarina preliminar, preparación y limpieza del lugar de hormigonado, instalación de encofrados u otras estructuras de contención, vertido y colocación directa del hormigón, así como el control de calidad posterior y la recepción de los trabajos ejecutados.

Antes del inicio de cualquier trabajo de construcción o reparación en obras hidráulicas, el jefe de buceo debe obtener la autorización de trabajo, familiarizar a los buzos con los planos del proyecto y la tecnología de los trabajos, así como con las particularidades constructivas de la estructura y las condiciones de ejecución. El supervisor de inmersiones de buceo es responsable de determinar la duración de la estancia de los buzos bajo el agua y de la distribución de tareas entre los miembros del equipo de buceo, garantizando el estricto cumplimiento de las normas internacionales de seguridad laboral.

Para la ejecución de los trabajos se emplea personal de buceo certificado, con experiencia en operaciones de construcción subacuática. La dotación mínima de una estación de buceo incluye el jefe de buceo, buzos operativos, buzos de apoyo y un buzo de guardia, cuyo número varía según la profundidad y complejidad de los trabajos.

La etapa inicial de los trabajos contempla una inspección submarina detallada de las obras hidráulicas para evaluar su estado y determinar el volumen de trabajo. Tras la inspección, se procede a una minuciosa limpieza de la zona de trabajo de lodo, escombros y objetos extraños. Si es necesario, para crear una base estable, se prepara un lecho de escollera o una capa de grava, árido y arena.

En caso de que el hormigonado se realice sobre hormigón previamente colocado, la superficie de la estructura existente debe ser especialmente preparada. Esto incluye la eliminación de la capa de hormigón deteriorada o debilitada, la limpieza de manchas de aceite, algas y óxido de la armadura expuesta. Todos los trabajos preparatorios son supervisados por buzos para asegurar la calidad requerida de la base y la adherencia del nuevo hormigón.

1. Realizar una inspección submarina preliminar de la zona de trabajo para evaluar el estado de las estructuras y determinar el volumen de trabajo.
2. Limpiar el lugar de hormigonado de lodo, escombros, objetos extraños y bioincrustaciones.
3. Si es necesario, formar una base de escollera o una capa uniforme de grava, árido y arena.
4. Al hormigonar sobre hormigón existente: eliminar las capas deterioradas, limpiar la superficie de manchas de aceite, contaminantes biológicos y corrosión de la armadura.

Para formar la sección a hormigonar, se utilizan diversas estructuras de contención: tableros de encofrado, losas de hormigón armado, tablestacas metálicas o de madera, así como cajones especializados. Las tablestacas suelen hincarse desde la superficie, y se requiere la intervención de buzos para verificar la estanqueidad de las juntas de las tablestacas y las uniones con la mampostería existente. Si se detectan fugas, el buzo calafatea las juntas con estopa alquitranada o introduce cuñas de madera envueltas en estopa en los puntos de grandes discrepancias.

En el caso de un cerramiento de tablestacas de doble fila, la estanqueidad se logra rellenando el espacio entre las filas con tierra, lo que minimiza los trabajos de buceo. En suelos rocosos, donde la hinca de tablestacas es imposible, se crean cerramientos con grandes tableros de encofrado. Los buzos los inspeccionan y sellan en su perímetro y en los puntos de unión. Al construir un cerramiento con losas de hormigón armado, los buzos colocan las losas en las ranuras de rieles previamente hincados en el suelo. El buzo limpia el suelo en la base de los rieles, recibe las losas y las guía con precisión en las ranuras. Después de colocar una fila de losas, los rieles se sujetan con alambre, y el buzo calafatea las fugas.

Para restaurar secciones de hormigón dañadas en macizos o pilotes de hormigón armado, se instalan pequeños tableros o cajones de madera. Antes de instalar el encofrado, el buzo retira el hormigón dañado con una rasqueta metálica y realiza ranuras en la mampostería para una mejor adherencia entre el hormigón nuevo y el viejo. En presencia de manchas de aceite, estas se eliminan picando la capa de hormigón. El encofrado se asegura temporalmente con pilotes hincados, cuñas o pernos de anclaje. En suelos rocosos, donde los pilotes son inviables, el buzo perfora orificios, instala pernos y fija el encofrado con tuercas, sellando cuidadosamente los bordes y los orificios para la tubería de hormigonado.

1. Hincar las tablestacas desde la superficie. El buzo inspecciona las juntas y uniones de las tablestacas con la mampostería.
2. Si se detectan discrepancias, calafatear las juntas con estopa alquitranada o introducir cuñas de madera.
3. Para tablestacas de doble fila: rellenar el espacio entre las filas con tierra para el sellado.
4. En suelo rocoso: instalar grandes tableros de encofrado; el buzo inspecciona y sella el perímetro y las uniones.
5. Al usar losas de hormigón armado (Fig. 1): el buzo limpia el suelo en la base de los rieles, recibe la losa (enganchada con un lazo de estrobo), la guía suspendida y la dirige hacia las ranuras de los rieles, señaliza el descenso y la desengancha.
6. Colocar las losas subsiguientes de manera similar. Después de una fila de losas, sujetar los rieles con alambre. El buzo calafatea las fugas.
7. Para reparaciones locales: limpiar la sección dañada, retirar el hormigón deteriorado, hacer ranuras, eliminar manchas de aceite mediante picado.
8. Fijar el encofrado con pilotes, cuñas o pernos. En roca: perforar orificios, instalar espárragos, fijar el encofrado con tuercas y calafatear los bordes. Instalar la tubería para el vertido de hormigón.

El método de tubos verticalmente desplazables (TVD) se utiliza para crear una masa de hormigón monolítica homogénea, especialmente en trabajos de reparación y rehabilitación. Sobre una base previamente preparada por los buzos, se baja una tubería metálica de 200-300 mm de diámetro y se instala estrictamente en posición vertical en el centro de la sección a hormigonar (Fig. 2). La parte superior de la tubería está equipada con un embudo para recibir la mezcla de hormigón.

La mezcla de hormigón, preparada con una consistencia espesa y viscosa, se introduce continuamente en el embudo de la tubería. A medida que el encofrado se llena y el hormigón se acumula en el lugar de colocación, la tubería se eleva gradualmente con la ayuda de una grúa o un trípode. La aplicación de este método requiere el estricto cumplimiento de las siguientes condiciones: el hormigón debe verterse en flujo continuo; el extremo inferior de la tubería debe permanecer siempre sumergido en la masa de hormigón que se está colocando; las dimensiones del encofrado deben asegurar que la tubería se mantenga en posición vertical durante todo el proceso sin necesidad de un posterior nivelado de la superficie del hormigón.

El buzo, situado en la boca de la tubería, observa constantemente la aparición del hormigón y controla su expansión (Fig. 3), informando sobre el curso normal del proceso (el hormigón asciende gradualmente y se extiende lentamente). Si el movimiento de la mezcla de hormigón se ralentiza o se detiene, la tubería se eleva con cuidado. Es importante evitar que el extremo inferior de la tubería salga del hormigón, ya que esto provocaría la dispersión de la mezcla y el llenado de la tubería con agua, interrumpiendo el proceso de hormigonado. Si se detectan secciones con diferentes niveles de hormigón, los buzos nivelan cuidadosamente la superficie, moviendo lentamente la mezcla, evitando el lavado del cemento. Una vez finalizado el hormigonado, las tuberías se retiran y el hormigón se deja endurecer.

1. Instalar una tubería metálica (diámetro 200-300 mm) con un embudo, verticalmente en el centro de la sección a hormigonar.
2. Verter continuamente la mezcla de hormigón espesa y viscosa en el embudo de la tubería.
3. El buzo, en la boca de la tubería, observa la aparición y expansión del hormigón, señalizando el flujo normal.
4. A medida que el hormigón se acumula, elevar suavemente la tubería, asegurándose de que su extremo inferior permanezca siempre sumergido en la masa de hormigón.
5. Si el movimiento del hormigón se ralentiza, elevar cuidadosamente la tubería, controlando la posición de su boca con el buzo.
6. Si hay diferencias en los niveles de hormigón en las juntas, el buzo nivelará cuidadosamente la superficie, evitando el lavado del cemento.
7. Una vez llena la sección, retirar las tuberías y dejar que el hormigón endurezca.

El método de mortero ascendente se utiliza para rellenar mampostería de escollera, grandes macizos y diversas cavernas submarinas. Una característica distintiva de este método, en comparación con el método TVD, es la instalación fija de las tuberías en el cuerpo de la mampostería de escollera o del macizo. Para este método se utilizan tuberías de menor diámetro – 80-100 mm.

Las tuberías se instalan a cierta distancia del suelo, tras lo cual el espacio destinado al hormigonado se rellena con escollera hasta la altura de la capa a colocar. Después de que el buzo nivele la escollera, se comienza a verter mortero de hormigón espeso y viscoso a través de las tuberías instaladas desde la superficie. El mortero sale por el extremo inferior de la tubería, asciende y rellena los huecos en la escollera (Fig. 4). La presión de la columna de mortero en la tubería contribuye a su distribución uniforme en la mampostería.

El buzo se encuentra en la superficie de la escollera y controla la aparición del mortero. Tan pronto como el mortero alcanza el nivel requerido, se detiene el vertido, las tuberías se retiran y se suben a la superficie. Luego se espera el fraguado completo del hormigón ciclópeo. Este mismo método se utiliza para rellenar macizos huecos, previamente colocados en el lugar de la mampostería.

1. Instalar las tuberías (diámetro 80-100 mm) de forma fija, con una pequeña separación del suelo.
2. Rellenar el espacio a hormigonar con escollera hasta la altura requerida.
3. El buzo nivela la escollera.
4. Verter mortero de hormigón espeso y viscoso a través del embudo de la tubería desde la superficie.
5. El buzo se encuentra sobre la escollera y observa la aparición del mortero en la superficie.
6. Tan pronto como aparezca el mortero, detener el vertido y retirar las tuberías.
7. Esperar el fraguado del hormigón ciclópeo.

La inspección submarina de control de la sección hormigonada se realiza tanto durante el período de fraguado y endurecimiento inicial, como después del endurecimiento completo del hormigón. Dos o tres días después del hormigonado, el buzo debe verificar tácticamente la dureza del hormigón. Para evaluar la estructura del hormigón aún parcialmente endurecido, se permite cortar con cuidado pequeñas muestras con un cuchillo y subirlas a la superficie para su análisis. Una vez que el hormigón ha alcanzado la resistencia de proyecto, los buzos desanclan y desmantelan el encofrado, si es necesario.

Las protuberancias e irregularidades formadas en la superficie del hormigón son eliminadas por el buzo con un cincel y un mazo, asegurando la planicidad y geometría requeridas de la estructura. Si la sección a hormigonar estaba delimitada por tablestacas, su desmontaje se realiza con medios y fuerzas de superficie. Una vez liberada la sección hormigonada del encofrado o del cerramiento de tablestacas, se realiza una inspección submarina de control final de la superficie del hormigón colocado. El buzo determina el grado de compactación del hormigón, identifica y mide posibles vacíos, registrando su ubicación en relación con los bordes de la sección hormigonada.

Como resultado de la inspección de control, se elabora un acta que evalúa el hormigonado subacuático realizado. En caso de que el trabajo sea considerado satisfactorio, la estructura se pone en servicio. Al hormigonar averías en un buque, tras la recepción de los trabajos, se procede al bombeo de agua del compartimento dañado.

1. 2-3 días después del hormigonado, el buzo verifica tácticamente la dureza del hormigón. Si es necesario, toma muestras para análisis de laboratorio.
2. Después del endurecimiento completo del hormigón: los buzos desanclan y desmontan el encofrado. Si se utilizaron tablestacas, se retiran con medios de superficie.
3. El buzo limpia la superficie del hormigón de protuberancias e irregularidades con un cincel y un mazo.
4. Realizar una inspección submarina de control de la superficie del hormigón colocado para determinar su compactación.
5. Identificar, medir y registrar la ubicación de cualquier vacío detectado.
6. Elaborar un acta de inspección submarina de control con la evaluación de la calidad de los trabajos ejecutados.

Durante la ejecución de todos los trabajos de buceo para hormigonado subacuático, es imperativo seguir estrictamente las disposiciones de las normas internacionales de seguridad laboral para trabajos de buceo. Todos los buzos y el personal de apoyo deben recibir la formación adecuada, poseer las certificaciones vigentes y observar estrictamente los procedimientos de seguridad.

Se debe prestar especial atención a asegurar una comunicación fiable con los buzos, controlar su estado físico, cumplir con las profundidades y tiempos de inmersión reglamentarios, así como estar preparados para situaciones de emergencia. Todo el equipo de buceo y auxiliar debe someterse a revisiones y mantenimiento regulares para garantizar su plena operatividad y seguridad de uso.

Para la ejecución de trabajos de hormigonado subacuático se requiere la siguiente lista de materiales y equipos: