Voladuras en edificios de centrales térmicas

Lezama Demoliciones, SLU es una empresa vasca con casi 30 años de experiencia en el sector del desmantelamiento y demolición de instalaciones industriales. Ha trabajado en emplazamientos en los cuales se erigían fábricas, instalaciones químicas y petroquímicas, cementeras y, durante los últimos 7 años, centrales térmicas de producción energética de carbón y fuel. La descarbonización en el sector energético ha traído consigo una gran variedad de proyectos, entre los cuales se encuentran el desmantelamiento de estas centrales. Se trata de entornos de gran extensión, con multitud de estructuras de distinto tamaño, forma, materiales y funcionalidad, lo cual hace que su demolición requiera de técnicas complejas y novedosas.

Alineados con la filosofía de la mejora continua, Lezama Demoliciones busca realizar desmantelamientos selectivos, respetuosos con el medio ambiente y que caminen hacia el aprovechamiento absoluto de los residuos producidos en obra, garantizando una segunda vida a los mismos. De este modo, Lezama Demoliciones posee la certificación Residuo Cero, que le acredita como una organización que valoriza al menos el 90% de los residuos que gestiona, siendo pionera en el sector. Y todo ello sin olvidar el compromiso con la seguridad, teniendo por objetivo primordial la ausencia de accidentes a lo largo de toda la obra.

Trabajos de Lezama para el desmantelamiento y demolición de la central térmica de La Robla.

Atendiendo a los principios de la economía circular y la legislación que entrará en vigor a partir del año 2024, se aplica un sistema de demolición selectiva. Así, se segregan los residuos que se producen durante los trabajos de desmantelamiento, permitiendo el aprovechamiento de recursos como los Residuos de Construcción y Demolición (RCD), todo tipo de metales provenientes de distintos equipos o estructuras, los plásticos, etc. Se trata de una técnica que Lezama Demoliciones lleva muchos años realizando, adelantándose a la normativa que tarde o temprano iba a formar parte del sector.

Para lograr esta segregación, resulta de vital importancia separar en el origen, de tal manera que todos los procedimientos de Lezama Demoliciones tienen como eje convertir cada equipo en una serie de corrientes monomateriales. De esta manera, se logra mejorar la pureza de todas las corrientes de materiales, aumentando sus posibilidades de reutilización; desde la auditoría predemolición, hasta los procesos de demolición, separación y tratamiento en obra.

Entre todos estos procedimientos de desmontaje, cabe destacar las voladuras. Esta técnica consiste en introducir una cantidad determinada de explosivo en la parte inferior de estructuras esbeltas, para así provocar su abatimiento de manera controlada. Una vez dichas estructuras están situadas sobre el suelo, el desmantelamiento de estas es mucho más sencillo, seguro y eficiente. Pero ¿qué estructuras son en las que las empresas de demolición prefieren realizar voladuras?

Comúnmente, aplicamos esta técnica a estructuras con una relación dispar entre altura y anchura, las cuales resultan difíciles de acceder a través de medios mecánicos como cestas elevadoras o retroexcavadoras de brazo largo. Además, suelen ser estructuras donde un material abunda con relación al resto, por ejemplo, las chimeneas y las torres de refrigeración, que están construidas mayoritariamente de hormigón.

Evidentemente, en una voladura entra en juego una herramienta fundamental: los explosivos. De hecho, se trata de la variable que más influencia posee a la hora de llevar a cabo una voladura.

La colocación de las cargas en las estructuras siempre ha sido un reto técnico para Lezama Demoliciones, por ello, para realizar voladuras en sus desmantelamientos de centrales térmicas siempre se ha contado con el apoyo de grandes profesionales. Todas las cargas explosivas se colocan en barrenos perforados en el hormigón armado de los elementos estructurales que se van a volar. Estas perforaciones se realizarán con perforadoras de aire comprimido con un diámetro variable en función de las características de los cartuchos de explosivo utilizados. Estas perforaciones se realizan desde una cesta elevadora con una perforadora manual, o con una perforadora de cantera, por ejemplo, para las columnas periféricas de las torres de refrigeración.

La demolición con explosivos trae consigo grandes tareas de preparación y de segregación de materiales. En este caso, toda esa preparación, además de la coordinación de todos los trabajos, es realizada con personal y medios propios de Lezama Demoliciones. La preparación del entorno de la caída de la estructura, la comunicación con las partes implicadas en el área de la demolición y la seguridad de las personas son claves para garantizar el éxito de esta técnica. El impacto de una demolición con explosivos se estima en un radio máximo de medio kilómetro, en el cual puede haber afecciones relativas a vibraciones, ruido o transporte de polvo. Estos impactos negativos pueden afectar a poblaciones colindantes o a especies animales que vivan en ecosistemas cercanos. No obstante, la prevención, la comunicación y el estudio de los ciclos vitales de las especies reducen estos impactos y minimizan sus efectos.

Por otra parte, realizar una voladura posee unas ventajas muy importantes, tales como la reducción de los tiempos de ejecución de obra, la mejora en la segregación de los materiales por la reducción de la dificultad en las tareas de desmantelamiento y, sobre todo, la reducción de los tiempos de trabajo a grandes alturas. Esto hace que demoler mediante explosivos sea un trabajo más seguro que cualquier otro que se plantee, evitando exponer a los trabajadores a situaciones de riesgo continuadas.

Como se venía diciendo, las voladuras son especialmente eficientes en estructuras donde un material abunda respecto al resto. Sin embargo, para poder segregar en origen correctamente y llegar al objetivo de valorización de residuos que Lezama Demoliciones persigue, es necesario realizar una serie de trabajos previos. En todas las experiencias que la empresa ha tenido con sus voladuras, se han necesitado meses de trabajo para conseguir desmantelar por completo las estructuras, así que ¿cómo se procede desde el primer día para realizar una voladura? ¿Cuáles son las tareas clave que garantizan el éxito en estos trabajos?

El desmantelamiento de la central térmica de Anllares fue uno de los proyectos más emblemáticos para Lezama Demoliciones, sentando las bases de los trabajos que se iban a realizar a futuro. Se trataba de una instalación que era propiedad de Endesa y Naturgy, la cual se comenzó a desmantelar a mediados de 2019. Generaba una potencia de 365,2 MW con un solo grupo, mediante una caldera de 50 metros de altura y un volumen aparente de 177.500 m3. La estructura estaba formada por un entramado de vigas, pilares y arriostramientos que le dan una alta rigidez al conjunto. En su interior, albergaba una infinidad de tuberías, válvulas y demás elementos característicos de calderería, así como, elementos esenciales de una caldera como el hogar, el sobrecalentador, el recalentador o el economizador. Es decir, se trata de una estructura de gran envergadura, compuesta mayoritariamente por metales y con difícil acceso para la maquinaria.

Por tanto, en la parte cercana al final del proyecto se procedió a realizar su voladura. Sin embargo, el desmantelamiento de la caldera se trabajó durante muchos meses, llevando a cabo una segregación inicial muy importante. El hecho de que fuese una instalación térmica hace que gran parte de sus tuberías estuviese calorifugadas mediante materiales aislantes como la lana de roca, la fibra de vidrio o el amianto friable. Estos dos primeros, son materiales sin retorno, que no poseen un proceso de valorización industrial y han de retirarse para ser eliminados, mientras que el amianto friable es un elemento cancerígeno que ha de retirarse de manera procedimental y con unas medidas de seguridad concretas.

Trabajos de corte de la caldera de CT Anllares.

Después de retirar estos materiales de toda la caldera, comienza la fase de preparación de la misma, donde se realizan las tareas que van a permitir que la voladura se ejecute correctamente a nivel técnico. Primero, se trabaja en la parte inferior del eje de abatimiento, desmantelando todos los elementos que se encuentren sobre este. Así, se libera esa zona para garantizar el giro y se descubren los pilares metálicos sobre los cuales van a situarse las cargas explosivas. Seguidamente, se descubren mediante su excavación las zapatas de hormigón de los pilares que van a ser cortados y explosionados. Estas zapatas se encuentran enterradas hasta una profundidad de 5 metros, provocando un mayor espacio de giro para el abatimiento de la estructura. Para finalizar con las tareas preparativas, se independiza la caldera de todos los elementos de la planta, es decir, se separa de la nave de tolvas, de los quemadores y de cualquier tubería que estuviese ligada a la misma, para así poder llevar a cabo su abatimiento con limpieza.

Después de realizar estos trabajos previos, se tiene una estructura prácticamente en su totalidad formada por metales, independizada y con un eje de giro amplio. La caldera está preparada para ser minada. En las 14 zapatas que van a ser demolidas se introducen las cargas explosivas: Dinamita gelatinosa. Se preparan una gran cantidad de barrenos de 70 mm de diámetro y longitudes variables que alcanzan hasta 1 metro para, posteriormente, ser conectadas a unos detonadores electrónicos con una capacidad de reacción de 1 milisegundo. Las cargas, que poseían un diámetro de 50 mm y una longitud de 370 mm, sumaban un total de 350 kilogramos. Para los pilares de acero, la tecnología de explosión es diferente. En este caso, se preparan unas cargas huecas o cargas de corte lineal, fabricadas en cobre y con forma prismática de 610 mm de longitud y unos 3 centímetros de lado. Estas cargas de 425 g/m serán las encargadas de cortar los pilares para, después de la explosión de las zapatas, abatir la estructura completamente. Se colocan sobre los pilares de doble T en la zona del ala, realizando un precorte en una línea oblicua para que el proceso garantice el corte por completo. Finalmente, se utilizaron 25 kilogramos de cargas lineales con 250 metros de cordón y 200 detonadores electrónicos.

En 5 segundos la caldera se había abatido. Tras meses de preparación los 50 metros de estructura que se erigían sobre el Páramo del Sil se habían convertido en una amalgama de metales posados sobre la solera de la antigua central. Gracias a una detonación secuenciada, donde primeramente se detonaron las cargas de corte lineal y, milisegundos después las zapatas, la voladura de la caldera de la CT de Anllares fue todo un éxito en cuanto a la técnica y a la seguridad operacional. Se controló el acceso a un radio de 300 metros, se protegieron los edificios a mantener en el emplazamiento, se cortó la carretera de circunvalación para evitar posibles accesos inesperados y se avisó a toda autoridad competente de la población de Anllares del Sil.

De esta forma, se consigue que una estructura de más de 50 metros, difícilmente accesible con medios mecánicos, quede a una altura asequible para su demolición con máquinas de brazo largo, y la ayuda de cestas y equipos de oxicorte para su preparación y demolición.

El desmantelamiento y demolición de la central térmica de La Robla es uno de los proyectos que se está realizando actualmente por parte de Lezama Demoliciones. Situada 25 kilómetros al norte de la ciudad de León, la instalación propiedad de Naturgy posee dos grupos de potencia de 284,2 y 370,7 MW, construidos en distintas épocas y con características y geometrías distintas. Con dos torres de refrigeración, dos chimeneas y dos calderas y cerca de 36.000 m2 de superficie construida, hacían que La Robla, hasta ese momento, fuese la central con mayor potencia nunca desmantelada por la empresa. Y la potencia a veces viene de la mano de la envergadura. Sus chimeneas poseían 120 y 200 metros de altura, sus calderas 80 y 54 metros y sus torres de refrigeración con 68 metros de diámetro en la cota del suelo, las cuales se levantaban hasta los 100 metros.

Así, un hecho que nunca había sucedido a nivel nacional, Lezama Demoliciones lo iba a hacer posible. Jamás se había realizado la detonación secuenciada de dos torres de refrigeración, provocando el abatimiento de ambas en el mismo instante. Para ello, fueron necesarios varios meses de preparación, segregación de los materiales y residuos de las torres y colocación de explosivos.

Torres de refrigeración de CT La Robla.

Las torres de refrigeración se sitúan en la ribera del río Bernesga, cercano a una ladera y lejos de cualquier vial o estructura ajena a la central. Por tanto, las medidas de seguridad que se instalaron fueron el corte de la carretera circundante y la limitación del acceso en un radio de 200 metros desde cualquier punto de las torres. Se estudió las afecciones por ruidos y vibraciones en la caída de las torres instalando sismógrafos y sonómetros, las sobrepresiones aéreas y los potenciales efectos sobre las vías de tren, las cuales se encontraban a una distancia prudencial y sin afección posible. Así, se instalaron 22 piscinas de agua de 12 x 2 metros y 1 metro de profundidad, dispuestas en dos hileras con carga de cordón detonante. Tras la voladura, de manera coordinada con la misma y a través de una secuencia progresiva de disparo, el agua se pulveriza y asciende en una columna para generar una cortina de agua constante que adsorbiera la nube de polvo en la dirección hacia las vías del tren.

Para la preparación de la voladura de las torres, es esencial comenzar con el desamiantado de todos los elementos que la componen internamente. En estas estructuras, comúnmente se halla amianto no friable en placas horizontales, situadas por encima de los pilares de la estructura y colocados sobre una pequeña estructura metálica. Por otra parte, se retiran también los equipos de intercambio de calor compuestos por pulverizadores y diversas conducciones. En definitiva, se deben retirar todos los elementos que pudieran provocar una interferencia en la caída de las cáscaras de las torres, pues se calcula la energía necesaria para la dislocación de las mismas gracias al efecto de la explosión y de la caída.

Las perforaciones se llevaron a cabo sobre los pilares 72 pilares de la torre del Grupo I y los 64 de la torre del Grupo II y sobre ambas carcasas. Los pilares de las torres eran elementos estructurales de sección circular, con una longitud de 5 metros y sobre los cuales deben realizarse una serie perforaciones en función de la posición relativa de cada pilar respecto a la dirección de caída. Es decir, los pilares que se encuentran en la dirección de caída han de explosionar por completo, mientras que aquellos que se encuentran en la zona opuesta, solo poseerán una única carga en un único barreño en la sección inferior del pilar. En cuanto a la carcasa de las torres, el objetivo de la instalación de explosivos residía en el desmembramiento de la estructura previo al contacto con el suelo. Para instalar las cargas explosivas, era necesario realizar barreños de 30 mm de diámetro y con una profundidad variable en función de la posición del cartucho, que poseía 220 mm de largo y 28 mm de diámetro. Estas perforaciones debían realizarse a 45 grados de la generatriz y con una gran precisión para garantizar el buen funcionamiento del proceso.

Gracias a la realización de las perforaciones en los pilares y las carcasas, se pudieron instalar las 866 cargas elementales de dinamita gelatinosa repartidas a lo largo de ambas estructuras. Estos cartuchos de 200 gramos se sellaron en los barreños y se conectaron a los 130 metros de cordón detonante de 12 g/m, con una velocidad de detonación de 6.900 m/s. Finalmente, se instalaron 1.206 detonadores electrónicos, los cuales poseen un pequeño retardo de 25 ms, garantizando que la secuencia de disparo se pudiera llevar a cabo correctamente.

De esta manera, en tan solo 2 segundos, la secuencia de detonación fue ejecutada y poco después, las torres se redujeron a escombro. Primeramente, se detonaron los explosivos que se encontraban en la zona de caída, seguido de la explosión de aquellos que se situaban en la zona contraria. Esta diferencia de milisegundos garantiza el correcto abatimiento de las torres. Finalmente, se realizó la detonación en la envolvente del edificio, provocando la dislocación del hormigón de la estructura y garantizando que se tritura en un alto grado el material antes del contacto con el suelo. Además, esta secuencia hace que la carga instantánea sea baja, limitando así la sobrepresión aérea a un valor admisible y garantizando la seguridad de todo el proceso.

La ejecución de la voladura había resultado un éxito y se acercarían unos meses de tratamiento del RCD generado a través del proceso de demolición con explosivos. Y es que, tras la voladura, el hormigón que formaba las torres de refrigeración se vuelve a aprovechar. La gran cantidad de metros cúbicos de hormigón limpio se tritura mediante machaqueo con retroexcavadora y demoledor secundario, para después cargarlo sobre una machacadora y generar un árido de relleno de granulometría concreta. Esta planta de recuperación de hormigón móvil es una oportunidad de valorización de recursos enorme, pues permite rellenar los huecos que se han generado en el emplazamiento con los propios activos que la central térmica poseía.

Finalmente, cabe destacar un caso que Lezama Demoliciones realizó hace más de 15 años, en 2005, cuando el sector energético no estaba integrado en su cartera de clientes. Así, se llevó a cabo el desmantelamiento de la planta de tetrahidrofurano (THF) para el cliente Dupont en Asturias. Dentro de todos los trabajos de demolición, se abatieron torres de destilación y chimeneas, se desmantelaron equipos rotativos y, como broche final, se procedió con la voladura de una torre BUOX, para así terminar con la demolición completa de la instalación química. En este caso concreto, se utilizaron únicamente las cargas de corte lineal para cortar los pilares circundantes al eje de abatimiento debido a que se trataba de una estructura más ligera que una caldera de una central térmica. De esta manera, una estructura cercana a los 80 metros pasaba a situarse horizontalmente con una altura de menos de 15 metros.

Trabajos de desmantelamiento de la planta de tetrahidrofurano (THF) para el cliente Dupont en Asturias.

En definitiva, ejecutar voladuras en edificaciones concretas posee una serie de beneficios que superan considerablemente a algunos impactos negativos que estas traen consigo. Sin embargo, no se puede dejar de lado la demolición mecánica sin explosivos. En ocasiones, sin embargo, se han dado diversos casos en los que por algún motivo las estructuras a demoler no han podido ser voladas. Condicionantes como la urbanización del espacio adyacente o el entorno natural provocan que las voladuras no sean seguras o técnicamente viables.

En el caso del desmantelamiento de la Central Térmica de Foix, el emplazamiento se encontraba encajonado entre viviendas y unas vías de tren, lo que imposibilitaba cualquier tipo de voladura. Los servicios esenciales ferroviarios y la existencia de suelo urbano son factores limitantes a la hora de aplicar demolición mediante explosivos. Otro gran condicionante se da cuando se realiza un desmantelamiento de uno o varios grupos de generación de una central, mientras otra parte de la misma sigue en funcionamiento. Por motivos de seguridad operativa de la propia planta, se debe descartar por completo, como sucede en el desmantelamiento del Grupo II de la Central Térmica de Soto de Ribera. Esta situación es más habitual en los sectores químico o petroquímico y diversos sectores productores, donde es habitual el cierre o demolición de una sola parte de la producción, para adaptarse y mejorar en sus procesos.

Cuando se dan estos casos, se deben realizar otros métodos de desmantelamiento. Para el caso de la caldera, se lleva a cabo el denominado 'top down'. Este método consiste en retirar todos los elementos de la caldera comenzando por la parte inferior de esta y ascendiendo por ella, realizando cortes interiores. Estos cortes se deben planificar y estudiar individualmente y llevar a cabo de una manera técnica y cuidadosa. Una vez retirados todos los elementos de la caldera se demuele la estructura de ésta; siguiendo un orden inverso al anterior, es decir, comenzando desde la parte superior y descendiendo hasta cota 0.

Otro ejemplo son las chimeneas o torres de refrigeración. En el caso que no pueda realizarse su voladura, se hace uso de un robot equipado con implementos de demolición y controlado de manera remota, con un aspecto similar al de una araña. Estos robots llevan a cabo la demolición realizando giros sobre la estructura, mientras que van rompiendo la propia estructura hacia el interior y descienden sobre esta. Se trata de un proceso laborioso que requiere de muchas horas de trabajo, pero que es realmente efectivo en las ocasiones en la que no es posible utilizar explosivos, como sucedió con la Central Térmica de Foix en el municipio de Cubelles (Barcelona).

La satisfacción del cliente siempre ha sido un objetivo que Lezama Demoliciones ha perseguido a lo largo de todas las obras que ha ejecutado, y así lo corroboran los trabajos continuados que vamos realizando desde 2017 con el desmantelamiento y la demolición de la Central Térmica de Foix, seguidos de las centrales térmicas de Anllares, La Robla, Narcea, Soto de Ribera y, por último, Litoral.

Un presente cargado de retos y un futuro prometedor para Lezama Demoliciones, con la vista puesta en la mejora de la calidad de sus servicios gracias a su apuesta por el I+D+i, la economía circular y la seguridad y salud de sus trabajadores.