Con obras dedicadas especialmente a las canalizaciones en el norte de Chile, los rollos de hormigón (también denominados como mantas GCCM) comienzan a vislumbrarse como una alternativa sustentable para construcciones destinadas a mejorar el aprovechamiento de las aguas, especialmente en aquellas zonas donde el recurso escasea peligrosamente.
El proceso de desertificación y la grave sequía que afecta a la zona centro-norte y centro de Chile desde hace más de una década implica administrar de manera adecuada el recurso hídrico. Esto se hace más evidente tomando en consideración los datos de la Corporación Nacional Forestal, CONAF, que apuntan a que un 23% del territorio nacional se encuentra en estado de desertificación, mientras que el 53% se presenta en estado de sequía.
Ante esta realidad, el uso del hormigón como materialidad para infraestructura que ayude un uso más eficiente del agua, especialmente en los territorios más afectados por este fenómeno (como es el caso de la Región de Coquimbo, según el estudio de CONAF), permitiría contar con construcciones durables y resilientes que, en este caso, ayudarían al desarrollo de actividades como las agrícolas, además de otras áreas productivas en las que también es necesario el vital elemento.
Como elemento que puede ayudar a esta labor se encuentran las denominadas mantas geosintéticas con compuestos cementicios o GCCM, como apunta Francisco Coddou, constructor civil de la Pontificia Universidad Católica de Chile y desde poco más de una década, gerente de ingeniería en Pacifictek, empresa que trabaja con estos elementos y que en Chile, se utilizan principalmente en proyectos de canales, sean agrícolas o mineros, que permiten una mejor administración del recurso hídrico, dependiendo de a qué sector productivo se destine la obra.
¿Qué son las mantas GCCM o rollos de hormigón?
Las mantas o rollos GCCM están compuestos por un geosintético flexible relleno de un material cementicio, con una lámina de PVC en su parte inferior. “Al hidratar el material cementicio, se produce una capa de hormigón delgada, duradera y resistente, ideal para aplicaciones de control de erosión, principalmente en canales”, explicó Coddou.
“Ese es su principal uso en nuestro país”, agregó el constructor civil, seguido por el control de erosión en taludes y “estanques y contenciones secundarias, mayoritariamente en la industria petroquímica”.
Dentro de los atributos que posee esta tecnología, el ejecutivo destacó que su huella de carbono “es bastante más baja que la del hormigón convencional”. Si bien puntualizó que esta materia se debe estudiar dependiendo del proyecto donde se utilicen los rollos, “tenemos casos en que es un 62%, 60% más bajo que el hormigón convencional”, subrayó. Esto, agregó, porque el material es “bastante más delgado que el concreto tradicional, por lo que, en ocasiones, se utiliza hasta un 95% menos de material”.
En esa misma línea, el gerente de ingeniería de Pacifictek destacó que los rollos GCCM generan poco residuo en obra, lo que también favorece a esta baja generación de huella de CO2.
Usos de los rollos de hormigón
Otro uso interesante de los rollos de hormigón que destacó el ejecutivo de Pacifictek y que también se realiza en Chile, aunque de manera incipiente, es el de la reparación o remediación de estructuras de hormigón ya existentes. “Principalmente en canales”, subrayó, “aunque también se realizaron obras en estanques”.
“Generalmente -continúa- los canales, sean estos de hormigón armado, loseta, mampostería, sobre todo mampostería y shotcrete, poseen una vida útil que es bastante variable. En el norte de Chile, por ejemplo, el agua que traen los canales es muy salobre. Esa concentración de sales ataca prontamente a la estructura y una vez que llega a la armadura, se comienzan a ver problemas como grandes filtraciones las que, si se dejan, pueden provocar inconvenientes mayores”.
En este aspecto, dadas las características de los rollos GCCM, estos permiten reparar esas filtraciones sin tener que “entrar, demoler, sacar lo existente y tener que construir de nuevo. Lo que se hace es simplemente recubrir y rehabilitar el canal, rescatando así el agua que se está perdiendo debido a la filtración y, además, el rollo impide que los hormigones se sigan deteriorando producto de las sales”, explicó Coddou.
Aplicaciones en el sector agrícola
Los rollos GCCM o rollos de hormigón, en ese sentido, son materiales cuyo uso significa un real aporte en el manejo del recurso hídrico, principalmente en aquellas zonas donde éste es más bien escaso y cada metro cúbico de agua debe ser bien aprovechado, como se puede observar en el norte y centro del país.
Justamente, Francisco Coddou resalta que es en esa zona donde se concentran los principales proyectos ejecutados con los rollos de hormigón, principalmente en obras mineras. Esto, puntualiza, no significa que las obras realizadas con este material sean todas de esa área. También, se cuentan proyectos agrícolas, de reforzamiento de taludes, entre otras.
En ese sentido, uno de los casos emblema del uso de este material en Chile son las obras de conservación que se realizaron en el canal Bellavista, ubicado en la Región de Coquimbo, en el Valle del Elqui.
“Aquí, fueron dos proyectos que sumaron 18.000 m2 de rollos GCCM, los que se instalaron en 40 días de construcción”, precisó el constructor civil y destacó que, debido a la versatilidad y manejabilidad de los rollos, fue posible ejecutar el proyecto aún con las condiciones que impuso el clima de la zona.
“En el norte de Chile, si no riegas, se seca todo en dos semanas. Por lo tanto, los trabajos se realizan sólo con cortas, que pueden ir de los 5 a los 8 días. Es decir, ocho días con agua, ocho sin agua. Bajo esta condición, construir un canal abierto con métodos tradicionales, considerando remoción de tierra, moldajes, diseño de hormigones, es casi imposible tener un avance real relevante”, dijo.
“Con los rollos de hormigón, sólo se utilizó un día en preparar el terreno y se comenzó de inmediato con el revestimiento del canal. Luego, se hidrata el material, al día siguiente se abre el canal y se continúa la semana siguiente”, dijo el profesional, lo que demuestra la velocidad que se puede alcanzar para obras de control hídrico, especialmente, bajo condicionantes como el clima en lugares con escasez del vital elemento.
Asimismo, demuestra la eficiencia del material en el manejo de recursos hídricos. “Esta obra tiene cerca de 5 años, con unos 24.000 m2 revestidos y por la que corren, aproximadamente, dos metros cúbicos de agua por unos 330 días al año. Los ensayos demuestran que los rollos se han comportado de gran forma y los puntos revestidos, que son unos 3,5 kilómetros, son los que presentaban mayor filtración. Con el uso de este material, se han rescatado más de 79 millones de m3 agua, que representan a dos temporadas completas de riego”, subrayó el experto.
Rollos de hormigón en el área minera
Si bien el manejo del agua es vital en el contexto agrícola -más aún en la zona norte de Chile- lo es también en obras mineras, en las que canalizaciones permiten o la captura del recurso, la evacuación de líquidos o, en casos extremos, la contención de elementos abrasivos debido a rellenos.
El uso de los rollos GCCM o de hormigón, comentó Francisco Coddou, tuvo positivos resultados en cada uno de esos requerimientos. “Por ejemplo, en la entrada de Pelambres, en Chillepin (comuna ubicada al interior de la Región de Coquimbo), se tuvo que ejecutar el revestimiento de una canaleta para la captura de aguas de regadío bajo el mineroducto”, dijo el ejecutivo.
“Ese sector en particular presenta un alto número de pinturas rupestres”, recordó. “Además, se tenía la presencia de dos rocas a la entrada con una pintura rupestre en cada una. Por lo mismo, no se permitía tanto uso de maquinaria, tanto pesada como eléctrica. Para poder construir el canal y capturar el recurso, hubo que hacerlo de forma manual, incluyendo la hidratación del material. En una tarde, se tenían aproximadamente 120 metros de canal completamente revestidos”.
Como se explicitó al comienzo, las mantas o rollos GCCM pueden utilizarse para la construcción de canales perimetrales en minería, los que se destinan como medidas de mitigación ante inestabilidad de taludes y generación de drenaje ácido de la mina (DAM), tanto en minas a rajo abierto como subterráneas.
En el caso chileno, Francisco Coddou detalló que el proyecto ejecutado en Caserones, mina a rajo abierto ubicada en Tierra Amarrilla, Región de Atacama, cuya producción se enfoca en producir concentrados de cobre y molibdeno, que correspondió a la construcción del canal de contorno
“En este proyecto, se ejecutaron cerca de 20 kilómetros, lo que equivale a unos 110.000 m2 de material. Una de las particularidades de esta obra es que, como pasa con este tipo de canales, se construyen a una altura considerable. En este caso, hablamos de hasta 4.200 metros sobre el nivel del mar. Eso ya genera una complejidad en temas logísticos, principalmente en lo que se refiere al suministro de hormigón”, explicó.
En efecto, para esta obra, finalmente se trasladó el material por camionetas, simplificando el proceso. “En un comienzo, se avanzaba entre 15 a 20 metros lineales cada 3 días. Con el uso de rollos de hormigón, simplificando los temas logísticos, se lograron avances del orden de 170 metros lineales diarios”, puntualizó.
Normativa vigente
La versatilidad en el manejo del recurso hídrico ya sea para el sector agrícola como el minero es, sin dudas, el punto fuerte de los rollos GCCM. Esto, también se corrobora con una serie de estándares ASTM dedicados exclusivamente al uso de este material, “cuyo objetivo final es entregar a ingenieros diseñadores o especificadores, contratistas, mandantes, ITOs, entes reguladores públicos o privados y al cliente final, certeza de que lo que se adquirió sea, efectivamente, aquello que se especificó o instaló en la obra”.
Así, en 2021 aparecen dos normas generales. La ASTM D8364, que define tres tipo de GCCM con sus respectivas propiedades físicas y sus aplicaciones, además de cosas como “los materiales que se emplean para su fabricación, cómo se fabrica, el control de calidad que se realiza en fábrica y la periodicidad de éste, el etiquetado, entre otras características”, detalló el ejecutivo.
La norma ASTM D8030, por su parte, exige “ciertas formas de preparación de las probetas para la realización de ensayos con los rollos de hormigón, especialmente por un tema con la relación agua/cemento. Estas probetas deben prepararse a 24 horas porque generalmente, el material entra en servicio en ese tiempo, por lo que su fragüe debe medirse en ese transcurso y es muy importante que se especifique la resistencia inicial, ya que es el punto donde el hormigón cede y traspasa su carga a la matriz de fibras 3D”, precisó Coddou.
Sobre ensayos de resistencia, estos también están bajo normas ASTM. Para el caso del ensayo ala flexión, este se rige por norma ASTM D8058, aunque las probetas deben prepararse bajo norma ASTM D8030. En el caso del ensayo a la compresión, se rige bajo norma ASTM D8329, cuyas probetas también deben fabricarse bajo norma 8030.
“Sobre este último tipo de ensayo -comentó el constructor civil- la norma 8030 nos obliga a que las probetas utilicen una relación agua/cemento que sea representativa de terreno. En el caso chileno, los rollos de hormigón logran una relación agua cemento de 0,3 en inmersión total. O sea, sumergido completamente dentro de un tarro con agua y eso nos da una resistencia de 28 MPa a 28 días. En el caso de nuestro país, se utilizan rollos GCCM tipo 2, de acuerdo a norma ASTM D8364, para las obras en canales”.
