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Deconstrucción de la central térmica de Teruel

Jueves, 13 Junio, 2024

Hoy, en la web del Colegio de Ingenieros Técnicos de Obras Públicas, compartimos un artículo técnico de Cimbra, nuestra revista de Ingeniería Civil. Así, hablamos de una de las grandes obras de desmantelamiento de nuestro país, la central térmica de Teruel, en la que participa nuestra Colegiada Sonia Zapatero. 

Introducción

Ahora sí, los días de la central térmica de Teruel están llegando a su fin. El largo camino de la demolición selectiva de la central tiene los días contados. Si hacemos un poco de memoria, el cierre definitivo de la central tuvo lugar en junio de 2020. Tras esta fecha, esta demolición de gran envergadura en la que han participado un ingente número de recursos ha ido superando cada uno de los obstáculos.

Pero antes de seguir, ¿tenemos clara la diferencia entre demolición y deconstrucción?

La demolición selectiva es un método utilizado en la construcción civil que tiene como objetivo la destrucción controlada de un edificio, vivienda, galpón u otra estructura y podría asemejarse a un derribo con aprovechamiento de recursos. 

La deconstrucción, por su parte, es un proceso para desmontar una estructura de manera ordenada y selectiva. Lleva implícito realizar un estudio previo muy exhaustivo en cada una de las fases ejecutantes (antes, durante y después). Esto supone una claridad en la ejecución de todos los trabajos que realizar para no poner en peligro a las personas, garantizando su seguridad. Asimismo, a nivel medioambiental, es necesario realizar una estimación del volumen de residuos, de las zonas de acopio, de la tipología, de los gestores y, finalmente, una definición de posibles procesos de gestión.

Tiene el objetivo puesto en interpretar la construcción desde una nueva perspectiva, explorando nuevas posibilidades creativas y sostenibles. 

Como hemos expuesto anteriormente, la deconstrucción es un proceso largo, que debido a su envergadura, presenta grandes riesgos y en los que se debe implementar todas las medidas de seguridad necesarias, considerándose las más críticas los trabajos en altura y el uso de maquinara de altas capacidades. Es por ello que, para determinados edificios singulares, se optó por la realización de voladuras. 

Ha sido y sigue siendo una operación de gran complejidad técnica y logística en la que han participado un gran número de recursos. La planificación exhaustiva y la coordinación entre producción, seguridad y Medio Ambiente es un pilar fundamental.

Un punto de vista que no debemos olvidar es que este tipo de demolición selectiva lleva implícito:

  • Una eliminación y una disminución del riesgo de ejecución de los trabajos desde el punto de vista de la seguridad y de la salud. 
  • Una reducción importante de los plazos de ejecución. 
  • Una segregación selectiva de los residuos generados. Actualmente, se han reutilizado casi el 90 % de los materiales, independientemente de su índole: acero, hormigón, plástico vidrio, madera y aluminio entre otros.

Zonas de la deconstrucción

La sectorización de la central en distintas zonas ha facilitado las labores de ejecución, así como la creación de hitos que cumplir en la planificación. 

Es difícil seleccionar, dado que todas han tenido sus particularidades, pero nos centraremos en tres. Comenzaremos describiendo inicialmente cómo es su estructura a “grosso modo” y después se comentarán algunas de las muchas actuaciones que han tenido lugar. 

La nave de turbinas tenía una envolvente que es común a los tres grupos. Sus dimensiones generales aproximadas eran 223,52 m en sentido noreste-suroeste y 52,50 m, en sentido sureste-noroeste. Presentaba un desarrollo de 27 pórticos estructurales. Debido a la semejanza estructural y constructiva de los tres grupos, era posible agrupar en tres conjuntos de ocho pórticos distintos, iguales tres a tres, un conjunto por cada uno de los grupos y el pórtico correspondiente a la junta estructural del edificio. 

Los silos de cenizas (tres) estaban ubicados en la parte noroeste de la central. Los silos pequeños (dos) presentaban una geometría cuadrada compuesta por una estructura metálica a base de perfiles laminados que se conectaba con la cimentación a través de placas de anclaje con pernos, atornillada a plintos de hormigón.

Los forjados de los niveles se componían de bastidores horizontales de vigas y viguetas metálicas, sobre las que se apoya una rejilla tipo tramex. Estos niveles se aprovechaban para ubicar distintas casetas y plataformas para el mantenimiento, conectados mediante escaleras de zancas metálicas. La estructura del silo grande difería, en cuanto a la geometría, siendo en este caso de planta hexagonal. 

Finalmente, hablaremos de la zona de calderas, que presentaba una estructura compuesta por perfiles metálicos de acero laminado semejante en los tres grupos. La altura máxima de coronación de la estructura era aproximadamente de 69,77m. Existían un total de ocho plantas de estructuras, que con las intermedias alcanzaban las 15 plantas. 

Y, por otro lado, hemos de hacer referencia a la estructura metálica de soporte de los precalentadores primario y secundario con perfiles de acero laminado, pilares y vigas soldados entre sí y arriostrados a través de diagonales metálicas. Se disponía, según una retícula estructural de 5x6 pilares, alcanzaba una altura de aproximadamente 31,27m y adosados a los lados exteriores de cada uno de los precipitadores existían diversas plataformas metálicas tipo tramex.

Procedimientos de ejecución

La secuenciación de las actividades para la demolición de la nave de turbinas consistió en realizar un vaciado previo de la zona, momento clave para decidir si los equipos se reutilizaban o achatarraban (compresores, bombas, estratores, rotores, condensadores, motores, puentes grúa, …). 

Los equipos e instalaciones que estaban sujetos a Reglamentos de Seguridad Industrial se dieron de baja ante el organismo correspondiente. 

Se realizaron unos trabajos iniciales de retirada de aislamientos y calorifugado y, posteriormente, se ejecutaron los trabajos de desguace, de desmontaje, de vaciado de tubos y de fluidos, junto con la eliminación de estructuras complementarias. Todo ello, manualmente con herramientas mecánicas y oxicorte.

Seguidamente, se ejecutaron los precortes de tuberías de alta presión cuyas dimensiones no permitían su izado y acopio en zonas establecidas para ello. El procedimiento se basaba en practicar un corte con oxicorte casi total, para que durante la demolición mecánica la maquina los fracturase por la zona debilitada y los retirase hasta su zona de achatarramiento. Con el mismo objetivo, se realizaron ventanas en los grandes tranques y depósitos que se encontraban distribuidos por la nave. 

Posteriormente, se efectuaron precortes en la estructura de la cubierta metálica. Estos se realizaron en las correas que unen las cerchas entre sí y en la base de estas para que las máquinas de demolición tirasen mediante estrobos de la estructura y las hicieran caer. Por motivos de seguridad, no se realizaban trabajos en el misma vertical. Como cada grupo tenía delimitada su zona de cubierta, se secuenció la caída para evitar, así, el peligro de un vuelco no controlado.

Dato curioso: la máquina LIEBHERR R980 LITRONIC, cuyo implemento alcanzaba hasta los 60m de altura se utilizó para la demolición de parte de la fachada de chapas de aluminio. Supuso una reducción exponencial de tiempos de producción, pero también de los riesgos a los que se veían expuestos los trabajadores.

El resto de los forjados y bancadas de la estructura formada por hormigón armado se ha realizado a través de demolición mecánica, coordinándose entre las distintas máquinas y ejecutando terraplenes para alcanzar diferentes alturas.

El procedimiento de demolición de los silos de ceniza se comenzó con unas limpiezas previas que consistían en la extracción de las cenizas que todavía quedaban dentro. Retiradas las cenizas, se eliminó la zona de conexión entre ellos, es decir, se retiraron los diferentes tubos y pasarelas, de arriba hacia abajo, mediante oxicorte, utilizando equipos de elevación. 

Separados los silos, se debilitaron los pilares que soportaban en la parte baja, para posteriormente y mediante estrobos de acero, realizar una maniobra de tiro con máquina de alta capacidad por la parte baja de los silos para que estos fueran al suelo. Una vez en el suelo, se continuó con su achatarramiento a través de medios mecánicos y labores de oxicorte. 

El sentido del derribo fue siempre el mismo, paralelo a la vía de circulación y de forma sensiblemente paralela a las líneas de alta tensión próximas a los silos, estando a una distancia de entre 24 y 43 metros de distancia. Fundamental para este tipo de trabajos próximos a líneas de alta tensión fue aplicar procedimiento LOTO, para evitar riesgos innecesarios.

La zona de calderas supuso otra prueba de superación en este desmantelamiento, su ejecución completa mediante medios mecánicos quedaba descartada por su tamaño y por su volumen.

Por lo cual, el objetivo en ese momento se centraba en aligerar todo lo posible la estructura metálica. Se realizó una labor minuciosa en la retirada de calorifugado, asilamientos y fluidos en todas las partes accesibles a través de andamios y zonas habilitadas para ello. 

Los planes de izado fueron fundamentales para el desmontaje de tuberías, elementos estructurales y vigas metálicas, entre otros. La importancia de conocer las dimensiones de las tuberías y sus pesos, con el riesgo añadido de la altura, hizo que se considerasen márgenes de seguridad de un 10% sobre la estructura que izar y que la grúa nunca superase el 80% de su capacidad.

Antes de llegar al esqueleto de la caldera propiamente dicho, se efectuaron otras labores fuera de las comunes de desguazado mecánico y de oxicorte, como fueron las voladuras de los precalentadores primarios o el volcado de los precalentadores secundarios mediante estrobos de acero y tiro mediante máquina cizalla de altas capacidades. Estas también precisaron de al vaciado mediante trabajos de oxicorte con plataformas elevadoras y máquina de cizalla de las diferentes estructuras, conductos, tuberías, compuertas , pasarelas, barandillas, escaleras y diferentes elementos estructurales.   

Dato curioso: la excavadora hidráulica KOMATSU PC1250, con una fuerza de rotura en cizalla de 479 KN y su implemento cizalla de acero, permitió achatarrar un gran número de elementos estructurales y hacerlos más reducidos para su transporte. 

La decisión del método más adecuado para el achatarramiento de una estructura está fundamentada principalmente por las dimensiones de esta. Usando, para aquellas de gran volumen y altura superiores a 40 m, las voladuras.

Realizada exitosamente la voladura de las calderas, de manera independiente, se continúan con los trabajos de achatarramiento con medios mecánicos.

Voladuras

Los requisitos que detallaremos más adelante son fundamentales para garantizar la seguridad y la eficacia de la voladura de demolición.

  • Conocimiento exhaustivo de la estructura. Antes de realizar la voladura, es esencial interpretar y entender la estructura del edificio. Se definen entonces los esquemas de voladura que se emplearán y su geometría, el picado de la losa de hormigón a cota 0 y la excavación de un foso que favorecerá la cinemática de la caída para después proceder a su troceado. Deben contener también las perforaciones de las cimentaciones, los tipos de cargas, los explosivos y los accesorios necesarios, además de los trabajos de debilitación de la estructura.
  • Secuencia adecuada de detonación. Las cargas explosivas se colocan en barrenos perforados a lo largo de los elementos estructurales críticos. La secuencia correcta de detonación es crucial para lograr una demolición.
  • Estudio del entorno cercano. Se debe evaluar el entorno circundante de la zona de actuación. Esto implica considerar posibles consecuencias de la voladura en edificios, en infraestructuras o en servicios cercanos y tomar medidas preventivas adecuadas.
  • Normativa aplicable. Se requerirá de un proyecto específico para su ejecución, así como la obtención de los correspondientes permisos. Este proyecto específico deberá contar con un estudio de Seguridad y Salud en el que se tendrá en cuenta el Reglamento de Explosivos, el Reglamento General de Normas Básicas de Seguridad Minera, junto con sus diversas Instrucciones Técnicas Complementarias (ITC), en las que se analizarán los riesgos y medidas preventivas relacionadas con el transporte, la manipulación, la homologación, las medidas de prevención y los requisitos de formación.
  • Control de vibraciones. No estando la central en un entorno delicado, sí lo eran el tipo de estructuras y resultó cuanto menos interesante el estudio de estas vibraciones y los resultados obtenidos del sismógrafo.
  • Uso de drones. No es un requisito al uso, pero utilizar estos dispositivos ha permitido monitorizar las voladuras. De esas visualizaciones se consigue una información muy versátil que no se puede adquirir de otra manera: ver si todas las cargas se han disparado, revisar si la estructura ha colapsado... Al mismo tiempo, las imágenes térmicas nos permiten ver la secuenciación de los explosivos y su detonación.

En resumen, la demolición por voladura es una técnica eficiente para demoler grandes volúmenes de edificios de manera rápida y económica.

Volviendo a la central, la primera voladura tuvo lugar en mayo de 2022 con las torres de refrigeración, pero la gran expectación se la llevó la voladura de la chimenea con una altura de 343m en febrero de 2023. 

El pasado 19 de enero de 2024, se realizó la última voladura con la caldera del grupo 1. Todas las voladuras han supuesto un gran reto y un desafío de mejora constante, llegando a convertir una actividad “especial” en rutinaria, donde el protocolo de comunicación, la carga y la custodia de explosivos, así como la coordinación entre empresas se fue hilando fino hasta conseguir la excelencia. 

De esta forma, estas demoliciones selectivas mediante voladura llevan incluidos unos trabajos preliminares muy importantes y rigurosos de precortes, vaciado de estructuras, excavación, perforación entre otros que llevaban implícitos una labor de planificación muy rigurosa acompañada de una increíble coordinación, siempre de la mano de la Seguridad y Salud.

Se realizó un gran trabajo de estudio en la parte medioambiental, intentado mitigar y reducir antes, durante y después los elevados niveles de polvo que se iban a generar. Las piscinas y los aspersores fueron las primeras innovaciones que se realizaron.

Medio ambiente. Revalorización

En sintonía con la Seguridad y Salud y buscando esa sinergia entre los distintos ámbitos, no podemos olvidarnos del gran esfuerzo que se está realizando en la minimización de la afección medioambiental y la revalorización de los residuos. 

Todos los residuos que se producen en la instalación se clasifican según la legislación vigente y según la lista europea de residuos. Para la gestión interna de los residuos se ha considerado fundamental:

  • Identificación de residuos.
  • Recogida selectiva de residuos. 
  • Depósito temporal de residuos en la central. 
  • Envasado y etiquetado de residuos peligrosos.
  • Expedición de residuos peligrosos hacia gestor autorizado. 
  • Expedición de residuos no peligrosos hacia gestores externos.

El uso de machacadoras de hormigón y compactadoras (lana de roca y aluminio) ubicadas en la propia obra ha permitido utilizar este material para rellenos en diferentes zonas. 

Se han llegado a gestionar la tramitación de más de 40 camiones en un día. Y, si tenemos en cuenta el cómputo de toneladas que han salido de la central, podríamos cargar uno de los cargueros más grande del mundo, que con 20.000 contenedores, que alcanzan unas 200.000 toneladas.

En esta última etapa de la obra, se busca continuar con la gestión llevada hasta ahora y seguir segregando hasta el final. Este proceso de desconstrucción busca optimizar al máximo la valorización de los residuos. Se han reducido el número de hitos importantes, pero el trabajo todavía no ha terminado. 

Autora. Sonia Zapatero. Ingeniera Civil. Coordinadora de Seguridad y Salud.

Artículo completo en el número 425 de Cimbra, la revista de Ingeniería Civil del Colegio de Ingenieros Técnicos de Obras Públicas.