Tanques de Almacenamiento

 

Tanques de Almacenamiento Uso:: Tanques de Almacenamiento Uso Descripción En México se construyeron tanques prefabricados en concreto presforzado a partir de 1964 (Tanque de Arboledas, Edo. De México. Se cuentan con Tanques prefabricados presforzados circulares con capacidades que varian entre 500 y 50,000 m³ para cubrir los diferentes requerimientos de almacenamiento. Las dovelas, así como todos los elementos que forman los tanques son fabricados bajo el más estricto control de calidad, empleandose los siguientes materiales: Concreto F`C=350kg/cm². Acero de refuerzo FY=4000kg/cm²0. Acero de presfuerzo FSU=17,500kg/cm² y 18,900kg/cm².

  Elementos

 

Tanques de concreto, la mejor solución

Durante los últimos años se ha puesto de manifiesto la necesidad de utilizar grandes contenedores para almacenar agua potable y fluidos residuales.

El concreto ha surgido como la opción más rentable para construir tanques, no sólo porque sus costos, en relación con el acero, son infinitamente más bajos, sino también por su durabilidad, resistencia e impermeabilidad. Se tiene por sabido que se cometen errores de mucha trascendencia en el diseño estructural de este tipo de proyectos, los cuales tienden a minimizarse si se trata de obras pequeñas, pero que se magnifican si corresponden a edificaciones monumentales. El diseño de estas estructuras debería ser uno de los elementos básicos en la preparación de los estudiantes de ingeniería, pero al parecer, dista mucho de ser así en la mayoría de las facultades. Si a ello le sumamos que a últimas fechas se ha popularizado el uso de la computadora, entonces tenemos como resultado una falta de precisión y rigor en el cálculo estructural. Así lo considera el experimentado ingeniero Víctor Pavón

 

Rodríguez, destacado miembro del American Concrete Institute (ACI) y experto en el diseño y construcción de estructuras de concreto para contener líquidos, quien establece en exclusiva para Construcción y Tecnología que cada obra es diferente y por ello un tanque superficial deberá ser diseñado de manera diferente a uno que esté elevado, como sucede con los que se utilizan para almacenar grandes cantidades de agua potable que se distribuye a una población determinada.  

Una voz con autoridad El ingeniero Pavón Rodríguez, maestro en ingeniería estructural y consultor en el área de ingeniería sísmica, establece que la forma de los tanques es lo de menos y que lo verdaderamente importante es saber que están sometidos a la presión del agua, “algo que se les olvida a muchos de mis colegas y no a pocos arquitectos que creen que el líquido allí contenido se encuentra muy tranquilo, cuando en realidad es afectado por lo que se conoce como el Principio de Arquímedes, el cual señala que la presión del agua actúa en todas direcciones. Es lo mismo que sucede cuando nos encontramos en una alberca: sentimos la presión del agua de abajo hacia arriba, lo que hace que flotemos. Es la misma circunstancia circunstancia que hace que una embarcación se mantenga a flote”, asegura.

En efecto, el Principio de Arquímedes se refiere al hecho de que un cuerpo total o parcialmente sumergido en un fluido estático, será empujado con una fuerza ascendente igual al peso del volumen de fluido desplazado por dicho objeto. De este modo,

 

cuando un cuerpo está sumergido en el fluido se genera un hidrostático resultante de las presiones sobre la superficie del cuerpo, que actúa siempre hacia arriba a través del centro de gravedad del cuerpo del fluido desplazado y de valor igual al peso del fluido desplazado. Esta fuerza se mide en Newtons (en el Sistema Internacional de Unidades) y su ecuación se describe como:

 

 A esa presión hay que sumarle la posibilidad de que el concreto carezca de la suficiente hermeticidad, dice Pavón Rodríguez, produciéndose fisuras en donde puedan anidarse elementos químicos que deterioren las varillas de refuerzo. Con el tiempo, como es de esperarse, el tanque será inservible. Las pérdidas económicas pueden ser cuantiosas, admite el experto, pero más importante puede ser el daño al ser humano y a la naturaleza misma si es que el agua contaminada llega a los mantos freáticos y contamina los suelos donde se asientan los tanques.   Algunas precisiones

El maestro Pavón Rodríguez, catedrático de la Facultad de Ingeniería de la UNAM, de la Universidad Anáhuac y del Instituto Tecnológico de Monterrey, establece que es algo común que la gran mayoría de especialistas desconozca cómo hacer este tipo de

 

proyectos. Sucede que caen en errores básicos que producen que el concreto no sea lo suficientemente adecuado para mantenerse impermeable, dice el ex presidente de la Sociedad Mexicana de Ingeniería Estructural (SMIE). “Lo primero que se debe hacer es definir la necesidad del propietario o responsable de la obra. Entonces, el ingeniero de estructuras debe proyectar el tanque sin importar que sea de 50 metros de diámetro, si tiene 40 metros de largo o si la forma es rectangular, pero observando que la estructura sea capaz de soportar la presión del agua, y también la del suelo, ya que muchas veces los tanques se colocan a nivel de la superficie o se encuentran semienterrados”, acota.

Si hablamos de la resistencia del concreto, afirma el autor de la Guía para el Análisis el  Análisis y Diseño Sísmico Sísmico de las Estructuras Estructuras de Concreto Reforzado para Contener. Líquidos, libro Líquidos,  libro recientemente editado por el Instituto Mexicano del Cemento y del Concreto, hay que dejar en claro que es de entre 250 a 300 kg cm2. No se necesita mucho más porque la estructura no es tan grande como un edificio de 80 pisos, aunque siempre hay que considerar que existe el riesgo de un temblor o incluso del viento, que puede hacer estragos en el tanque si es que éste se encuentra vacío. Como ya se dijo, cada caso es diferente y por ello algunos contenedores sólo requieren de una losa si es que el suelo donde se colocarán es bueno. De modo contrario, si la superficie es inadecuada se podrá pensar en la colocación de pilotes. Si los tanques son muy grandes, afirma Pavón Rodríguez, lo más recomendable será colocar columnas que impidan que la techumbre sea muy pesada.

Mejor por... su durabilidad Un tanque de concreto para almacenar agua potable o aguas residuales tiene una vida de más de 40 años, siempre y cuando se constuya bajo las conciciones adecuadas.

Mejor por... su impermeabilida impermeabilidad d La calidad impermeable del concreto impide que los agentes minerales del agua dañen sus paredes y provoquen corrosión. Ventajas del concreto El agua es un elemento vital para el ser humano, pero si contiene impurezas puede dañar su salud. En el caso de los contenedores ocurre lo mismo: los sedimentos pueden hacer que aparezca la corrosión en una estructura de acero, lo que difícilmente sucederá si el tanque está hecho de concreto.

 

El mantenimiento de estos envases gigantes es algo que genera preocupación entre los propietarios o responsables de una instalación hidráulica, pero es evidente que la mayor parte de los recursos empleados estarán relacionados con la limpieza del agua. “Cuando los tanques son muy grandes requieren de juntas de dilatación o contracción, y para darle la impermeabilidad requerida se colocan unos retenes de agua que casi siempre son a base de vinilos. El número de juntas depende de las características del tanque, de su longitud, su espesor y su clima porque, por  ejemplo, en Estados Unidos y Europa, donde hay climas muy extremosos, es normal que las contracciones del concreto durante el invierno sean muy grandes; entonces, el concreto se acorta y la junta se abre. Por el contrario, en verano el concreto se llega a pegar debido al calor”, asevera el especialista. Por cierto, en México no ocurre eso ya que las variaciones de temperatura no son muy grandes y se pueden meter distancias mayores sin una junta, dice el entrevistado, quien establece establece que lo que no puede pasarse por alto es la vigilancia que debe haber sobre la impermeabilidad de las juntas.

Mejor por... su sustentab sustentabilidad ilidad Los contenedores pueden tener forma cilíndrica, cuadrada o rectangular, de acuerdo con las necesidades de la obra y con las características del terreno donde se van a situar. El concreto puede adecuarse a cualquiera de estos diseños.

Mejor por... su resistencia La presión que ejerce el agua sobre las paredes de los tanques es constante, por lo que es necesario que encuentre la suficiente resistencia que impida un accidente. El concreto cumpla cabalmente con esa función.

Perspectivas “Es triste que en México no haya la estructura necesaria para contar con un comité específico que supervise este tipo de construcciones, pero no es de extrañar ya que prácticamente para ninguna área de la ingeniería existe, dice el maestro Pavón Rodríguez. Yo me interesé en este tema cuando me llamaron de la Comisión Nacional del Agua, hace casi 20 años, para realizar un manual para proyectar los tanques contenedores. Tras esa experiencia vinieron una serie de cursos en el ACI, en Estados Unidos, lo que me sirvió para capacitarme mucho más sobre este tipo de obras. Creo que esta tecnología crecerá en forma importante por las circunstancias en las que vivimos en la actualidad., por la falta de agua y por la necesidad de reutilizar el agua residual. Convencido, Pavón Rodríguez señala que el concreto es el material que más se utiliza en el mundo, un elemento que tiene múltiples aplicaciones y que, además de todo, es el más rentable. Es una

 

realidad que nadie pensaría hacer un tanque de acero como contenedor de agua potable o residual y que el concreto es el material indicado.

Mejor por... su diseño Los contenedores pueden tener forma cilíndrica, cuadrada o rectangular, de acuerdo con las necesidades de la obra y con las características del terreno donde se van a situar. El concreto puede adecuarse a cualquiera de estos diseños.

En mi libro explico de manera muy clara, paso a paso, cómo se debe diseñar una obra de este tipo. Cada ecuación está explicada y se dice lo que ocurre cando hay una fuerza sísmica y lo que sucede con la fuerza hidrostática. Es un concepto básico para desarrollar este tipo de estructuras. estructuras. No puedo decir que soy el que más sepa de este asunto en México, pero conozco pocos que hagan lo mismo. Tal vez una de las cosas para la que puede servir mi libro, y lo digo con modestia, es que los responsables de los reglamentos de construcción tengan información suficiente sobre la materia y a partir de ello hagan un manual más completo para ser utilizado en el Distrito Federal y el resto del país”, concluye. c