Sistemas de Ataguías: Ingeniería para Excavaciones Subacuáticas Seguras

Sistemas de Ataguías (Cofferdams): Fundamentos y Aplicaciones

Las ataguías (o cofferdams) son estructuras provisionales esenciales diseñadas para aislar y defender una excavación de cimientos contra la invasión del agua. Su propósito principal es facilitar el agotamiento de la excavación y permitir la construcción en seco de las estructuras de cimentación.

Para cumplir su función, las ataguías deben ser inherentemente resistentes al empuje hidrostático del agua y completamente impermeables a su filtración. Estas estructuras temporales crean un espacio cerrado y seco, siendo cruciales en:

• Construcción y reparación de puentes.
• Instalación de plataformas petrolíferas.
• Construcción de muelles y emisarios submarinos.

La eficacia de una ataguía depende de la interacción entre la estructura, el suelo circundante y el agua. Las cargas principales que deben soportar son las cargas hidrostáticas del agua y las cargas dinámicas generadas por el oleaje y las corrientes. Generalmente, se emplean en profundidades que no superan los 10 metros.

Composición y Estructura de las Ataguías

Las ataguías modernas se componen típicamente de hojas o pilotes de acero. Estos elementos se prefabricran e incluyen:

• Una interconexión metálica para el ensamblaje.
• Refuerzos transversales y longitudinales.
• Un sello de relleno, usualmente compuesto por hormigón o arena.

Proceso Constructivo de una Ataguía

La instalación sigue una secuencia de pasos bien definidos para asegurar la estabilidad y estanqueidad:

1. Preparación del Terreno: Se sana o draga el área donde se localizará la ataguía.
2. Planificación Geométrica: Se planifica la disposición de los anillos o rectángulos concéntricos (generalmente de 2 a 3 anillos).
3. Hincado de Hojas: Se hincan las hojas de acero, predominantemente mediante métodos vibratorios.
4. Control del Hincado: El hincado debe ser progresivo, manteniendo una diferencia máxima de 1.5 metros entre las hojas adyacentes.
5. Relleno Inter-hojas: Una vez cerrada completamente la estructura perimetral, se rellena el espacio entre las hojas con arena.
6. Compactación: Se realiza un vibrado del material arenoso para reducir la porosidad.
7. Soporte Interno: Se coloca un talud de grava apoyado en la hoja interior de la estructura para proporcionar soporte lateral.
8. Agotamiento: Finalmente, se seca el interior de la ataguía mediante bombeo continuo.

Ventajas Operacionales

El uso de ataguías ofrece beneficios significativos en la ejecución de obras:

• Permite la excavación en zonas o suelos de difícil acceso.
• Aporta una zona de trabajo segura y controlada.
• Son estructuras sencillas de instalar y retirar.
• Los materiales utilizados (pilotes) son reutilizables en futuras obras.

Métodos de Posicionamiento de Hormigón en Zonas Sumergidas

Cuando es necesario colocar hormigón bajo el agua dentro del área confinada por la ataguía, se emplean técnicas especializadas para garantizar la calidad y evitar la segregación del material.

Método Tremie

Consiste en colocar el hormigón a través de un tubo vertical de acero (la tremie). Sus características son:

• El extremo superior del tubo posee forma de embudo.
• El extremo inferior se mantiene sumergido en el hormigón fresco, sin tocar el agua superficial.
• Es fundamental que la interfaz entre el terreno natural y el hormigón asegure un sello homogéneo e impermeable.

Ventaja: Permite verter el material directamente en la posición deseada dentro de la estructura.

Método de Bombeo

El hormigón es bombeado directamente a su posición final desde una localización exterior, generalmente de manera oblicua.

Ventaja: Reduce significativamente el tiempo operacional de vertido.

Desventaja: No se recomienda para estructuras masivas destinadas a la navegación debido a que la calidad del hormigón resultante puede ser inferior.

Método Toggle Bags

Estos sistemas son ideales para manejar volúmenes pequeños de material o para trabajos de reparación localizados.

• La bolsa se rellena en tierra con hormigón ya preparado.
• El hormigón es extraído y posicionado mediante una grúa.

Método Bagwork

Implica la disposición directa de material en bolsas o sacos prefabricados.

• Se utilizan sacos de capacidades específicas (ej. 20 y 30 litros).
• La colocación se realiza con la asistencia de una grúa.