Una barrera antiturbidez cuenta con un material geotextil (cortina) que flota en la parte superior, posee un peso en la parte inferior, y cuenta con un sistema de anclaje que minimiza el transporte de sedimentos de un área adyacente o dentro de un cuerpo de agua. La barrera provee una protección contra la sedimentación y la turbidez en un cause de agua y/o actividades con movimiento de tierras que esté cuesta arriba, en donde la erosión convencional y los controles de sedimento no puedan ser utilizados o donde se necesite un control adicional de sedimentos debido a operaciones de dragado o a operaciones de relleno dentro de un cause de agua. La práctica puede ser utilizada en causes de agua con o sin mareas en donde la intrusión debido a actividades de construcción en el cause de agua, se han permitido y los movimientos de sedimento subsecuentes son inevitables.
Consideraciones en Planeación
La pérdida de los suelos hacia una cause de agua, resulta en sedimentos suspendidos por mucho tiempo. Con el tiempo, los sedimentos suspendidos pueden viajar grandes distancias y afectar a áreas mucho más grandes. Una barrera antiturbidez está diseñada para desviar y contener el sedimento dentro de un área limitada, y al mismo tiempo proveer el tiempo suficiente de residencia para que las partículas caigan de la suspensión y no viajen hacia otras áreas.
Se deben seleccionar los tipos de barreras antiturbidez de acuerdo con las con dentro del cuerpo de agua, ya sea que un canal, laguna, pondo o un cause de agua con mareas. Las especificaciones dentro de esta práctica conciernen a condiciones de flujo mínimo -o moderado- en donde la velocidad del fujo puede alcanzar 5 pies por segundo (o aproximadamente 3 nudos). Para situaciones en donde hay velocidades de flujo mayores, se debe consultar con un fabricante de producto y un profesional calificado en el diseño.
Se debe considerar la dirección del movimiento del agua en las situaciones tipo canal. Las barreras antiturbidez no están diseñadas para actuar como represas y no se puede esperar que detengan el flujo de un volumen de agua significativo. Las barreras están diseñadas e instaladas para atrapar sedimentos, no para detener el movimiento del gua. En la mayoría de las situaciones, las barreras antiturbidez no deben ser instaladas a través de los flujos de un canal. Existe una excepción a esta regla. Esto ocurre cuando existe peligro de que se acumulen sedimentos en la mitad del cauce del agua, por ende, bloqueando el acceso o creando una barrera de sedimentos. Las barreras son efectivas en grandes áreas con movimiento de agua al formar una “V” larga y pronunciada para desviar el agua limpia alrededor del área de trabajo, confinando una gran parte del sedimento cargando el agua en el área de trabajo en la “V”, y dirigiendo los sedimentos hacia la línea costera. Sin embargo, se debe tener cuidado de no instalar la barrera de forma perpendicular a la corriente del agua.
En condiciones donde hay agua con movimiento o mareas, se deben realizar provisiones para permitir que el volumen del agua contenido dentro de la barrera pueda cambiar. Ya que el fondo de la barrera tiene peso, y frecuentemente se añaden anclajes exteriores, el volumen del agua contenida dentro de la barrera será mayor en marea alta que en marea baja, y se deben tomar medidas para prevenir que la barrera esté sumergida. Adicionalmente a permitir algo de holgura a la barrera para que se levante y baje, se debe permitir que el agua fluya a través de la barrera, si es que la barrera va a estar casi siempre en el mismo lugar y con la misma forma. Normalmente, esto se logra al construir una parte de la barrera con una lona de un tejido pesado. El tejido permite que el agua pase a través de la barrea, pero retiene partículas de sedimento. Se debe prestar atención al volumen de agua que debe pasar a través del tejido y el tamaño de las partículas de sedimento, cuando se especifica la permeabilidad del tejido.
El sedimento que ha sido desviado y asentado a causa de la barrera puede ser removido si se lo requiere por el inspector en el sitio o por una agencia que lo permita. Sin embargo, se debe considerar a las probabilidades de las consecuencias de este procedimiento, el cual puede crear más problemas de sedimentación al crear una nueva suspensión de las partículas, así como desechos accidentales hechos por el equipamiento involucrado. Por ende, se recomienda que se remuevan las partículas atrapadas por la barrera antiturbidez, solo si existe un cambio significativo en los contornos originales del área afectada en el cauce del agua. Sin importar la decisión que se tome, siempre se debe permitir que las partículas se asienten por un mínimo de 6-12 horas antes de quitar el equipamiento o de quitar la barrera antiturbidez.
Es imperativo que se utilicen todas medidas en el plan de control de erosión para mantener el sedimento fuera del cause del agua. Sin embargo, cuando la proximidad al cauce del agua hace imposible la mitigación exitosa de la pérdida de sedimentos, el uso de la barrera antiturbidez es esencial durante los movimientos de tierra. En ninguna circunstancia se debe permitir que las actividades en los movimientos de tierra generen daños en los estándares de la calidad del agua.
Criterio para Diseño y Construcción
Las Barreras Antiturbidez se clasifican en tres tipos:
- Tipo 1 (ver Figura TB-1) se utiliza en áreas protegidas en donde no hay corriente y el área está protegida de vientos y oleaje.
- Tipo2 (ver Figura TB-2) se utiliza en áreas en donde puede haber corrientes pequeñas o moderadas (hasta 2 nudos o 3.5 pies por segundo) y/o vientos y oleaje que pueda afectar la barrera.
- Tipo 3 (ver Figura TB-3) se utiliza en áreas en donde existen corrientes considerables (de hasta 3 nudos o 5 pies por segundo), en donde exista oleaje y/o cuando la barrera está sujeta a vientos u oleajes potenciales.
Las barreras antiturbidez deben extenderse en la totalidad de la profundidad del cauce del agua, cuando este cauce esté sujeto a mareas y/o fuerzas significativas de viento y oleaje. Esto previene que el agua cargada de sedimentos se escape por debajo de la barrera, erosionando e incrementando sedimentos adicionales.
En las situaciones en donde hay mareas y/o vientos -y oleaje-, la barrera nunca debe ser tan larga que toque el fondo. Debe existir un mínimo de 1 pie entre la parte inferior, pesada, del faldón y el fondo a nivel medio de mareas bajas. El movimiento de la parte baja del faldón por sobre el fondo debido a la acción de mareas invertidas, oleaje o viento hechas en el sistema de flotación, pueden mover y revolver sedimentos que ya se hayan asentado.
En escenarios en donde exista oleaje, viento y/o mareas, es poco práctico extender la profundidad de la barrera antisargazo, más allá de 10 a 12 pies (3 a 3.6 metros) por debajo de la superficie, incluso en aguas profundas.
Las barreras que son instaladas con una mayor profundidad a esta estarán sujetas a grandes cargas con una presión consecuente en los materiales de la barrera y el sistema de anclaje. Adicionalmente, una barrera instalada de tal manera puede inflarse hacia la superficie bajo la presión del movimiento del agua, lo cual resultará en una profundidad que es significativamente menor que la profundidad del faldón.
Las barreras antisargazo deben ser colocadas paralelas a la dirección del flujo de un cuerpo de agua con movimiento. Las Barreras Antiturbidez no deben ser colocadas a través del flujo principal de un cuerpo de agua significativo.
Cuando se mide el largo de la barrera flotante, se permite una variación del 10-20% en la medida en línea recta. Esto permite un rango de errores en medición, hace la instalación más fácil y reduce el estrés de las acciones potenciales de oleaje cuando hay vientos fuertes.
Se debe hacer el intento de reducir un número excesivo de uniones en la barrera. Una buena regla es tener espacios continuos de 50 pies (12 metros) entre las uniones.
Por razones de estabilidad, una buena regla a seguir es permitir una longitud máxima de 100 pies (30 metros) entre la ubicación del ancla o estaca.
El extremo de la barrera, tanto en la parte de flotación superior como en su parte inferior con peso, debe extenderse correctamente en la orilla, especialmente si se esperan condiciones con el nivel de agua alto. Los extremos deben estar asegurados firmemente en la orilla para cerrar completamente el área en donde los sedimentos puedan entrar en el agua.
Cuando existe una necesidad específica de extender la barrera hasta el fondo de un cauce de agua, en condiciones con mareas o agua con movimiento, se puede sustituir el tejido de lona pesado permeable con el recomendado geotextil impermeable. Esto crea un medio de flujo continuo que reduce significativamente la presión sobre la barrera y le ayuda a mantener la misma ubicación y forma relativa durante la subida y bajada de las mareas.
Los típicos planos de instalación de barreras antiturbidez pueden verse en la Figura TB-4. El número y espaciado de anclas externas variará dependiendo de las velocidades de las corrientes, y de la acción potencial de olas y viento. Se deben seguir las recomendaciones del fabricante.
En aguas navegables, puede que se requieran permisos adicionales del Cuerpo de Ingenieros de la Armada de los Estados Unidos (en Estados Unidos) u otras agencias regulatorias, si es que la barrera crea una obstrucción para la navegación.
Preparación del Lugar
Si una barrera antiturbidez está especificada en el plan de control de erosión y sedimentos, esta debe ser instalada antes de cualquier actividad de movimiento de tierra. Los puntos de anclaje en las orillas deben ser ubicados de acuerdo con el plan.
Materiales e Instalación
Las barreras deben ser de un color brillante (amarillo o anaranjado “internacional”) que llamen la atención de los navegantes cercanos. La lona o tela de la cortina debe cumplir con los requerimientos mínimos descritos en las especificaciones del proyecto.
Cuando se instala una barrera Tipo 1 en aguas calmadas, lagunas o pondos, normalmente es suficiente con colocar las estacas o puntos de anclaje (utilizando boyas de anclaje si se emplean anclas en la parte inferior), luego, se remolca la barrera mientras está plegada y se las conecta a estas estacas o puntos de anclaje. A continuación, se debe colocar cualquier estaca o boyas de anclaje adicionales requeridos para mantener la ubicación deseada para la barrera, y estos puntos de anclaje hechos se fijan a la barrera. Solo en este momento, se pueden cortar los amarres de la barrera que la mantienen plegada, para dejar que el faldón caiga.
Cuando se instalan barreras Tipo2 o Tipo 3 en ríos u otros cuerpos de agua con movimiento, es importante colocar todos los puntos para las barreras. Se debe tener cuidado para asegurar que el punto de anclaje tiene la fuerza suficiente para retener la barrera bajo las condiciones de corrientes esperadas, antes de colocar la barrera plegada en el agua. Se deben emplear boyas de anclaje en todas las anclas para prevenir que los flotadores de la barrera estén sumergidos en los puntos de anclaje. Si el movimiento del agua en donde se instala la barrera tiene mareas, y esta va a estar sujeta a las corrientes en ambas direcciones a medida que la marea cambia, es importante tener anclaje en ambos lados de la barrera por dos razones:
- El movimiento de la barrera se minimizará durante los cambios de la corriente.
- La barrera no sobrepasará las anclas, halándolas cuando la marea cambia.
Cuando las anclas estén aseguradas, la barrera plegada debe estar asegurada en el punto de anclaje contracorriente y luego, de manera secuencial, debe ser conectada a cada punto de anclaje con la corriente hasta que toda la barrera esté en posición. En este punto, y antes de desenrollar la barrera, la ubicación de la barrera debe ser analizada y se deben hacer los ajustes necesarios en los anclajes. Finalmente, cuando la ubicación está determinada como se desea, los amarres que sujetan la barrera pueden ser cortados para dejar que el faldón caiga.
La línea de anclaje conectada al dispositivo de flotación del lado de la corriente proveerá soporte a la barrera. Conectar las anclas a la parte inferior de la barrera puede causar una falla prematura de la barrera, debido a el estrés impartido en la sección media de la barrera.
Los sellos en la lona deben ser vulcanizados, soldados o cosidas, y deben desarrollar toda la resistencia de la lona.
Los dispositivos de flotación deben ser flexibles, las unidades flotantes deben estar contenidas en una manga individual o en un collar adjunto a la barrera. La flotación provista por las unidades de flotación debe ser suficiente para soportar el peso de la barrera y mantener un francobordo de al menos 3 pulgadas (8 cm) por sobre el nivel de la superficie del agua.
Las líneas de carga deben ser creadas en el fondo de todas las barreras antiturbidez. Las barreras Tipo 2 y Tipo 3 deben contar con líneas de carga incorporadas en la parte superior de la lona. La línea de carga superior debe consistir en un tejido entrelazado o un cable de acero cubierto de vinilo, y debe tener una resistencia a la ruptura de más de 10,000 libras (5 ton). La línea de carga suplementaria (la inferior) debe consistir en una cadena incorporada en un bolsillo inferior de la barrera, con suficiente peso para que sirva como lastre para mantener la barrera en posición vertical. Se debe proveer anclaje adicional si es necesario. Las líneas de carga deben tener dispositivos de conexión adecuados que desarrollen la máxima resistencia a la rotura para la conexión a líneas de carga, en secciones adyacentes.
Los anclajes externos pueden consistir en estacas o postes de madera con un diámetro mínimo de 2 x 4 pulgadas (5 x 10 cm) o 2 ½ pulgadas (8.9 cm), o un poste de acero de 1.33 libras/pies lineales cuando se utiliza una instalación de una barrera Tipo 1. Cuando se utilizan instalaciones Tipo 2 o Tipo 3, se deben utilizar anclajes inferiores.
Las anclas inferiores deben ser suficientes para mantener la barrera en la misma posición relativa al fondo del cauce del agua, sin que interfiera con la acción de la barrera. El ancla puede hundirse en el fondo (tipo gancho, arado) o también puede tener peso (tipo hongo) y debe ser conectada a una boya de anclaje mediante una línea de anclaje. La línea de anclaje va desde la boya hacia la línea de carga superior de la barrera. Cuando se utilizan instalaciones Tipo 3, estas líneas deben tener la holgura suficiente para permitir que la baliza y la barrera floten libremente con los cambios de la marea sin que halen la baliza o la barrera hacia abajo, y se deben revisar de forma frecuente para que no se enreden con escombros. Como se mencionó anteriormente, el espaciado entre los anclajes variará con la corriente y velocidad esperados debido a la acción del viento y oleaje. Se deben seguir las recomendaciones del fabricante.
Instalar dos barreras paralelas, separadas por tubos o tablas de 10 pies (3 m) de largo, en intervalos regulares, puede incrementar la efectividad de la barrera.
Verificación de la Construcción
Revisa el tipo de la barrera antiturbidez, la ubicación de la instalación, y los procedimientos de instalación y anclaje para cumplir con los planos estándares y la lista de materiales.
(Revisa el cumplimiento con las especificaciones si están incluidas en las especificaciones del contrato)
Remoción
Se debe tener cuidado para proteger el faldón de cualquier tipo de daño a medida que se arrastra la barrera fuera del agua.
El área seleccionada para llevar la barrera a la orilla debe estar libre de rocas con filo, cemento roto o quebrado, escombros, etc., para minimizar el daño cuando se arrastre la barrera sobre el área.
Si la barrera tiene un faldón profundo, esta puede ser protegida al navegar con un bote pequeño a lo largo, con personal que instale líneas de pliegue antes de intentar remover la barrera del agua.
Problemas Comunes
Consulte con un profesional en el diseño si sucede algo de lo siguiente:
- Variaciones en la topografía del lugar de trabajo muestran que la barrera antiturbidez no funcionará como se lo requiere.
- El sistema de anclaje especificado no funcionará como se planea.
- El agua turbia se escapa del cercado de la barrera.
- Los materiales especificados en el plan no están disponibles.
Mantenimiento
La barrera antiturbidez debe mantenerse durante todo el proyecto para asegurar la protección continua del cauce del agua. Las anclas, líneas de anclaje y balizas deben ser revisadas regularmente por si tienen escombros.
Si se hace necesaria la reparación del geotextil, los fabricantes suelen contar con kits de reparación. Siga las instrucciones del fabricante para asegurar la reparación adecuada.
Cuando se determina que la barrera ya no es necesaria por la persona que corresponda, la barrera y los componentes relacionados, deben ser removidos de tal manera que minimicen la turbidez. Si el contratista o persona responsable lo requiere, se puede remover el sedimento y se debe restaurar la profundidad original (o planificar una evaluación) antes de remover la barrera. Los sedimentos restantes deben estar los suficientemente asentados antes de remover la barrera. Se deben llevar y estabilizar los sólidos restantes en un área superior.