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Enfoques / 1998

Gaviones para proyectos hidráulicos

Una técnica sencilla para hacer estructuras hidráulicas de bajo costo y larga duración en los países en desarrollo
Desde el siglo XVI, los ingenieros utilizaban en Europa unas cestas de mimbre rellenas de tierra -denominadas por sus inventores italianos gabbioni, o "jaulas grandes" (arriba, a la derecha )- para fortificar los emplazamientos militares y reforzar las orillas de los ríos. Hoy, el Servicio de Recursos, Fomento y Aprovechamiento de Aguas (AGLW) del Departamento de Agricultura de la FAO está promoviendo la misma tecnologa sencilla -los "gaviones"- para utilizarlos como bloques de construcción en las estructuras hidráulicas de bajo costo y larga duración en los países en desarrollo.

Actualmente un armazón de tela metálica (abajo a la derecha), relleno de piedras en lugar de tierra, ha sustituido la cesta de mimbre, pero la fuerza básica de los gaviones -y sus ventajas respecto a otras estructuras rígidas utilizadas en las obras de ingeniería- es la misma. La flexibilidad intrínseca del armazón de los gaviones, sujetos a tensión y comprensión alternantes, les permite trabajar sin romperse, y así se evita que pierdan su eficacia estructural. Como estructura deformable, todo cambio en su forma por hundimiento de su base o por presión interna es una característica funcional y no un defecto. Así pues, se adapta a los pequeños movimientos de la tierra y, al deformarse, conserva su solidez estructural sin fracturas.

Como los gaviones se sujetan entre sí, la tela metálica resiste mucho la tensión, a diferencia del concreto. Una estructura de gaviones soporta un grado de tensión que comprometería mucho a una estructura de piedra seca y sería francamente peligrosa para el concreto y la mampostería simples. El armazón de tela metálica no es un mero recipiente para el relleno de piedras, sino un refuerzo de toda la estructura. Un gavión bien hecho puede tolerar años de castigo: recientemente se sometió a examen uno utilizado para protección de la ribera de un río hace más de 100 años, y se concluyó que está en perfectas condiciones.

Los diafragmas verticales. La forma de los gaviones ha evolucionado y sus bordes se han reforzado con alambre de diámetro más ancho. Esto refuerza los lados del armazón durante la construcción, facilita las operaciones de sujeción y refuerza en general las estructuras de gaviones. Los diafragmas verticales sujetos a la base de los gaviones tienen como propósito limitar el movimiento interno del relleno de piedras y reforzar más el armazón. La tela metálica con forma de hexágonos es de doble torsión y está galvanizada para darle resistencia a la presión y la corrosión.

Las piedras de relleno ofrecen un mayor grado de permeabilidad en todo la estructura, lo que elimina la necesidad de un sistema de desagüe. En las obras hidráulicas también se eliminan así las presiones contrarias ejercidas en las orillas de los ríos por la variación de la profundidad del agua debida a las crecidas y los estiajes.

El Servicio de Recursos, Fomento y Aprovechamiento de Aguas afirma que una estructura de gaviones cuesta mucho menos que las estructuras convencionales. Para rellenar los armazones metálicos se pueden utilizar piedras de poca calidad, o aun de desecho, comúnmente encontradas cerca del sitio de la obra, y no se requieren materiales ni mano de obra especializados, como encofradores, albañiles ni herreros. Los costos de mano de obra son mínimos ya que es posible capacitar rápidamente trabajadores no calificados, con supervisión de algunos calificados, para armar los gaviones, rellenarlos y sujetarlos entre sí con alambre de hierro galvanizado. Todo esto facilita la introducción de este técnica entre la población rural, que también puede participar activamente en la construcción y en el mantenimiento posterior de las estructuras hidráulicas.

Los gaviones también se puede fabricar en la aldea, literalmente a mano. Esto tiene una doble ventaja: rebaja el costo de compra de las cestas y crea una pequeña industria rural, con mano de obra local no calificada. Así se sigue la tendencia a incrementar el uso de técnicas de mano de obra de alta densidad en los proyectos modernos de desarrollo.

Gaviones comunes


El Servicio de Recursos, Fomento y Aprovechamiento de Aguas alienta la utilización de gaviones en distintos tipos de estructuras hidráulicas:
  • estructuras para contener la tierra, como recubrimientos para el fondo de los ríos, muros de contención para excavaciones y diques;
  • estructuras contra la erosión, en los bordes del mar, de los ríos y canales, en pequeñas represas, aliviaderos (en Níger, arriba), azudes, rompeolas, y para protección de presas y orillas de los lagos.
        Para estructuras más grandes se pueden fabricar estructuras hidráulicas de gaviones, como soleras para el fondo de los ríos, incluso en distintas etapas, para permitir a los sedimentos depositarse tras la primera hilera de gaviones. Una vez consolidados, se coloca la segunda fila de gaviones sobre la primera y sobre los sedimentos ya depositados, y así hasta alcanzar la altura prevista de la solera.
  • Las estructuras de gaviones se pueden hacer sin equipo mecánico y la obra puede iniciarse enseguida porque las primeras etapas de excavación y colocación de los cimientos son mínimas y se pueden realizar a mano. De la misma manera, para las estructuras que van debajo del agua, la primera capa de gaviones puede colocarse en el agua o en el lodo sin que haga falta avenar el sitio. Al terminar, los gaviones pueden recibir de inmediato toda su carga sin los periodos de espera -de hasta un mes- normalmente asociados a las construcciones de concreto. Es más, resulta relativamente fácil lograr una buena calidad de construcción por la simplicidad de los dos materiales utilizados, es decir, los gaviones y las piedras.

    Diques y vertederos. El Servicio de Recursos, Fomento y Aprovechamiento de Aguas tiene mucha experiencia en construcción con gaviones en distintos países del mundo en desarrollo, como Botswana, Etiopía, Níger, Nigeria, China, Viet Nam y Haití, donde todos los proyectos de aprovechamiento de aguas e irrigación han utilizado gaviones importados o fabricados localmente. Estas estructuras suelen ser represas de terraplenes hechas de gaviones, de protección contra la erosión, y vertederos en la superficie también de gaviones.

    El vertedero es un elemento fundamental de la estructura, ya que es la parte que está en contacto directo con la corriente de agua. Un vertedero bien diseñado debería permitir controlar la descarga del exceso de agua de una represa y proteger el terraplén del hundimiento y la erosión. Con todo, advierte el Servicio de Recursos, Fomento y Aprovechamiento de Aguas, aunque es más bien fácil fabricar gaviones, siempre hay que respetar las reglas básicas de la ingeniería para asegurar la estabilidad de la estructura y, así, su sostenibilidad. En particular, los gaviones a menudo se asocian a los cortes y rellenado de los terrenos y, por ende, debe garantizarse la estabilidad estática y la resistencia intrínseca de la estructura en conjunto y de todas sus partes por separado.

    El diseño y fabricación de las estructuras de gaviones no siempre han satisfecho las normas y, en consecuencia, han fallado en parte o por completo las obras por el excesivo hundimiento de los cimientos y, más a menudo, por la gradual filtración de agua entre los gaviones y la tierra y los cimientos adyacentes. Esto algunas veces ha hecho fracturarse toda la construcción.

    El Servicio de Recursos, Fomento y Aprovechamiento de Aguas está preparando un conjunto de directrices prácticas y normas destinadas a los ingenieros especialistas, para la elaboración y construcción de estructuras de tierra y gaviones. Se hará particular énfasis en la superficie de contacto entre ambos materiales de construcción, precisamente donde se ha encontrado el mayor riesgo de mal funcionamiento. La publicación servirá para diseñar vertederos de gaviones para represas pequeñas para las laderas de las montañas, presas de acopio para sistemas de riego por gravedad, rompeolas, soleras para el fondo de los ríos y sistemas de protección contra la erosión hidráulica. Se proporcionará un conjunto de programas para computar la estabilidad de las construcciones, con los manuales.

    • Visite las páginas de Internet del Servicio de Recursos, Fomento y Aprovechamiento de Aguas

    Publicado en diciembre de 1998
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