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• Mijail Falla Llanos

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GAVIONES Los gaviones fueron utilizados ya por los romanos. En sus inicios, se construyeron muros de gaviones con mimbre trenzado y rellenos de piedra, con el propósito de proteger contra los desprendimientos de rocas. Hoy todavía, los gaviones rellenos de piedra, alineados y estibados se utilizan para estabilizar taludes. Pero su diversidad de uso se ha ampliado, multiplicando sus aplicaciones por la alta durabilidad del material (alambre de acero con galvanizado especial), por el modo de montaje rápido y estable y por formas y acabados especiales. 1. Definición En la ingeniería civil, un muro de gaviones es un muro de contención hecho de contenedores rectangulares (cestas), fabricados de alambre galvanizado en gran medida, estos son llenos de piedras apiladas, unas sobre otras. El uso más común de los gaviones, es estabilizar las costas contra la erosión. Otras aplicaciones incluyen muros de contención y muros de contención temporal. También es útil para la filtración de los sedimentos de la escorrentía de pequeñas presas, temporales o permanentes, así también como para la formación de ríos y revestimiento de un canal. Pueden ser utilizados para dirigir la fuerza de un flujo de agua, de una inundación alrededor de una estructura vulnerable. Los gaviones también se utilizan como barreras para peces en arroyos pequeños. Los gaviones tienen algunas ventajas debido a su modularidad y capacidad de apilar en diversas formas, son también resistentes a ser arrastrados por el agua en movimiento. Los Gaviones también tienen ventajas sobre las estructuras más rígidas debido a que puede ajustarse al movimiento de tierra, así como también, disipar la energía de la corriente de agua y el desagüe. Su fuerza y eficacia pueden aumentar con el tiempo en algunos casos. A veces se utiliza para mantener las piedras estáticas, evitando que puedan caer de un acantilado de corte o de poner en peligro el tráfico en la vía. Debido a las cualidades como flexibilidad, economía y eficacia, el uso de los gaviones se extiende cada día más hacia diferentes tipos de obras de construcción. 2. Características:  Flexible: El gavión una vez relleno con piedra sufre deformaciones, y aun así continúa sin perder eficiencia en el caso de presentarse una falla en el suelo.

 Permeable: El sistema, al no ser monolítico, facilita la integración en el paisaje, por las características intrínsecas de los materiales que las componen, son totalmente permeables y, por lo tanto autodrenantes, aliviando por completo el empuje hidrostático sobre la estructura permite el paso del aire y la luz, y facilita la colonización vegetal de su superficie.

 Resistencia: Proporciona dominio en todos los esfuerzos de compresión, tensión y torsión.

 Durabilidad: La materia prima del Gavión, esta provista de un recubrimiento que logra retrasar los efectos del medio ambiente sobre el acero. Por su triple torsión no se desarma en caso de ruptura accidental o intencional. Resiste la corrosión  Ecológicas: No causan impacto en el medio ambiente y restablecen el paisaje primitivo, proporcionando una óptima respuesta a los requisitos ambientales. Su capacidad de drenaje contribuye no solo a la estabilización del suelo, sino también propicia el crecimiento de la vegetación típica de la región, manteniendo incluso el equilibrio del ecosistema.

 Instalación fácil y económica: No requiere mano de obra especializada, uso de herramienta básica 3. Desventajas del uso de gaviones  Obtención de la roca: Dependiendo de la ubicación de la obra, conseguir la piedra necesaria puede resultar costoso. En estos casos, el traslado de la piedra desde la cantera de origen hasta el lugar de colocación puede convertirse en una carga no asumible.  Tamaño y tolerancia: Existen tamaños que van desde uno a cuatro metros de longitud, de cincuenta centímetros a un metro de alto y proporciones similares para el ancho. También se permiten curvas con un radio amplio. Es factible realizar gaviones a medida para todo tipo de necesidades, aunque tienen un coste levado. Los proyectos realizados con gaviones deben observar gran flexibilidad en las tolerancias de ejecución y los diseños deben contar con un nivel de detalle donde no tenga excesiva importancia la precisión.  Deterioro: Existen multitud de tipos de alambre. Si los utilizados cuentan con un galvanizado pobre, el paso del tiempo acabará por deteriorarlos hasta provocar roturas irreversibles.  Colonización de plantas y animales: El relleno de los gaviones puede convertirse en un lugar donde proliferen las plantas o aniden diversos animales, si no es algo planeado puede resultar una desventaja 4. Composición del Gavión 4.1. Alambres galvanizados Actualmente se producen alambres galvanizados de los calibres y diámetros indicados en la Tabla 1. Proceso de galvanizado El alambre se somete a un tratamiento térmico de precocido que le da uniformidad al producto y luego se expone a un baño de zinc por inmersión en caliente o por métodos electrolíticos. Al recubrimiento con zinc se le denomina «galvanizado». El zinc es un metal anfótero que es capaz de reaccionar químicamente tanto con ácidos como con bases, formando sales de zinc; la reacción del zinc es lenta y se utiliza como protección contra la corrosión.

Tabla 1: Alambres Galvanizados

El zinc tiene gran resistencia a la corrosión, si el pH del agua en contacto con el zinc está entre 6 y 12.5 Debe observarse que el pH en las aguas servidas fluctúa entre seis y ocho y en aguas limpias entre siete y nueve. El principal problema de corrosión es el contacto de los alambres con suelos ácidos, o con agua salada. Los gaviones de alambres metálicos no deben utilizarse en áreas costeras. En años recientes se han desarrollado sistemas de galvanizado con mayor resistencia a la corrosión. Por ejemplo, la firma Maccaferri desarrolló un sistema que emplea una mezcla de Zinc y Aluminio del cual aseguran, aumenta la durabilidad de los alambres hasta en 5 veces la de un alambre normal, debido a que la camada oxidada formada sobre la superficie del alambre, después de los primeros años, actúa como elemento de protección que posteriormente reduce el proceso de oxidación del alambre.

4.2. Mallas: Estas pueden ser de las formas siguientes:   

Hexagonal o de torsión Eslabón simple Electrosoldada

4.2.1. Mallas hexagonales La malla hexagonal ha sido la tradicionalmente utilizada en todo el mundo. Estas tienen la forma de un hexágono. Las dimensiones de la malla se indican por su escuadría, la cual incluye el ancho entre los dos entorchados paralelos y la altura o distancia entre entorchados colineales. Los gruesos del alambre varían según las dimensiones de las mallas aumentando proporcionalmente con estas. Para este tipo de gaviones se emplean generalmente calibres del 12 al 15 y dimensiones de 12 x 14 y 8 x 10 centímetros. . La malla hexagonal de los gaviones de triple torsión permite el tolerar esfuerzos en varias direcciones, sin que se produzca la rotura, conservando una flexibilidad para movimientos en cualquier dirección. En el caso de romperse la malla en un punto determinado esta no se deshilachará, como ocurre con la malla eslabonada. Sin embargo, la presencia de esfuerzos en las dos direcciones que concluyen en los entorchamientos ha sido mencionada como el principal efecto con respecto a otros tipos de malla. La rotura de las mallas a triple torsión ocurre generalmente en uno de los alambres que concurren al entorchamiento y muy cerca de este último, o sea en el alambre que se ha desentorchado, el cual se rompe a una tensión menor que la carga de falla para el alambre simple. 4.2.2. Mallas eslabonadas En las mallas eslabonadas no existe unión rígida entre los alambres, obteniéndose una mayor flexibilidad ya que permite el desplazamiento relativo de los alambres. Su empleo en Europa se refiere a obras en zonas de gran socavación hidráulica,

empleando alambres de tres milímetros de diámetro. Su uso en Colombia se limita por lo general a alambres de calibres diez a doce. Para su construcción no se requieren equipos especiales pero su gran flexibilidad dificulta un poco su conformación en el campo. Aunque no existe pérdida de resistencia por entorchamiento de la malla; al romperse un alambre, se abre toda la malla. Los espaciamientos entre alambres varían por lo general de cinco a doce centímetros, empleándose mayor diámetro del alambre a mayor separación. 4.2.3. Mallas electrosoldadas La malla electrosoldada es más rígida que las eslabonadas y las hexagonales y su conformación se hace en cuadrículas de igual espaciamiento en las dos direcciones. Su comportamiento ha sido eficiente en Europa en obras donde se requiere de cierta rigidez. Su fácil conformación en el campo y su economía de construcción los ha hecho populares y su uso se ha extendido especialmente a obras de construcción de carreteras. Su diámetro de empleo varía de alambres calibre diez a doce con espaciamientos de siete a doce centímetros (10 cms es una dimensión típica para alambre calibre 10 y 7.5 cm para alambre calibre 12). Sus cualidades dependen del proceso de soldadura y en especial del control de temperatura en este proceso. Es común encontrar alambres frágiles o quebradizos por los puntos de unión o de uniones débiles o sueltas. Además la desaparición del Zinc en los puntos de soldado los hace susceptibles de corrosión en las uniones. Para garantizar una soldadura eficiente se recomienda exigir que esta cumpla con la norma ASTM A185. La malla electrosoldada recubierta de PVC ha sido una respuesta efectiva al problema de la corrosión. 5. Utilización de gaviones en distintos tipos de estructuras hidráulicas: Estructuras para contener la tierra, como recubrimientos para el fondo de los ríos, muros de contención para excavaciones y diques; para estructuras contra la erosión, en los bordes del mar, de los ríos y canales, en pequeñas represas, aliviaderos, azudes, rompeolas, y para protección de presas y orillas de los lagos. Para estructuras más grandes se pueden fabricar estructuras hidráulicas de gaviones, como soleras para el fondo de los ríos, incluso en distintas etapas, para permitir a los sedimentos depositarse tras la primera hilera de gaviones. Una vez consolidados, se coloca la segunda fila de gaviones sobre la primera y sobre los sedimentos ya depositados, y así hasta alcanzar la altura prevista de la solera. 6. Tipos de gaviones I.

Gaviones tipo caja El gavión tipo caja es una estructura metálica, en forma de paralelepípedo, producida a partir de un único paño de malla hexagonal de doble torsión, que forma la base, la tapa y las paredes frontal y trasera. A este paño base son unidos, durante la fabricación, paneles que formarán las dos paredes de las extremidades y los diafragmas.

Elementos constituyentes de los gaviones tipo caja

Después de retirado del fardo, cada elemento debe ser completamente desdoblado y montado en obra, asumiendo la forma de un paralelepípedo. Es posteriormente transportado e instalado, conforme a lo definido en el proyecto y amarrado, aún vacío, a los gaviones adyacentes.

Debe ser llenado con material pétreo, con diámetro medio nunca inferior a la menor dimensión de la malla hexagonal. La red, en malla hexagonal de doble torsión, es producida con alambres de acero con bajo contenido de carbono, revestidos con una aleación de zinc, aluminio (5%) y tierras raras (revestimiento Galfan), que confiere protección contra la corrosión. Cuando está en contacto con agua, es aconsejable que sea utilizada la malla producida con alambres con revestimiento adicional de material plástico, que ofrece una protección definitiva contra la corrosión.

Dimensiones: Largo: siempre múltiplo de 1 m, varía de 1 m a 4 m, con excepción del gavión de 1,5 m. Ancho: siempre de 1 m. Altura: puede ser de 0,5 m o 1,0 m. Son empleados en la protección de cauces, y como muros de contención.

II.

Gaviones tipo saco Los gaviones tipo saco son estructuras metálicas, con forma de cilindro, constituidos por un único paño de malla hexagonal de doble torsión que, en sus bordes libres, presenta un alambre especial que pasa alternadamente por las mallas para permitir el montaje del elemento en obra.

Elementos constituyentes de los gaviones tipo saco

Es un tipo de gavión extremadamente versátil debido a su formato cilíndrico y método constructivo, siendo que las operaciones de montaje y llenado son realizadas en obra para su posterior instalación, con el auxilio de equipos mecánicos. Generalmente es empleado como apoyo para estructuras de contención, en presencia de agua o sobre suelos de baja capacidad de soporte, debido a su extrema facilidad de colocación.

Estas características hacen del gavión saco una herramienta fundamental en obras de emergencia. Después de montado, es llenado con rapidez, cerca del lugar de utilización. Su llenado es realizado por el extremo (tipo saco) o por el costado (tipo bolsa). Después de concluidas estas etapas, los gaviones tipo saco pueden ser almacenados para su posterior aplicación o pueden ser inmediatamente colocados en el lugar de aplicación con el auxilio de una grúa. El llenado con piedras no depende de una colocación tan cuidadosa como en los gaviones tipo caja, debido a las características y funciones que desempeñan en las obras en que son empleados. La menor dimensión de las piedras nunca debe ser menor que la abertura de la malla. Los amarres entre los gaviones tipo saco no son necesarios.

La red, en malla hexagonal de doble torsión, es producida con alambres de acero con bajo contenido de carbono, revestidos con una aleación de zinc, aluminio (5%) y tierras raras (revestimiento Galfan), que confiere protección contra la corrosión. Como estos elementos trabajan en contacto constante con agua y en ambientes normalmente agresivos, se utiliza, para la producción de los gaviones tipo saco, la malla producida con alambres con revestimiento adicional de material plástico, que ofrece una protección definitiva contra la corrosión.

Dimensiones: Largo: siempre múltiplo de 1 m, varía de 1 m a 6 m; Diámetro: es siempre de 0,65 m.

Este tipo de gavión por lo general son utilizados principalmente en obra de emergencia o condiciones difíciles, por lo general este tipo de gaviones se suelen armar fuera de la obra y con maquinaria pesada se colocan es su posición final

Sus principales aplicaciones son las de encauzamiento de ríos. Se utiliza en lugar de los costales de yute llenos de arena. También es un producto muy práctico como base para muros en terrenos blandos o con presencia de agua.

III.

Gaviones tipo colchón reno El colchón Reno es una estructura metálica, en forma de paralelepípedo, de gran área y pequeño espesor. Es formado por dos elementos separados, la base y la tapa, ambos producidos con malla hexagonal de doble torsión.

Elementos constituyentes de los gaviones tipo reno.

El paño que forma la base es doblado, durante la producción, para formar los diafragmas, uno a cada metro, los cuales dividen el colchón en celdas de aproximadamente dos metros cuadrados. En obra, el colchón es desdoblado y montado para que asuma la forma de paralelepípedo. Posteriormente es transportado y ubicado conforme a lo especificado en el proyecto y, cosido, aún vacío, a los colchones Reno. Debe ser llenado con material pétreo, con diámetro medio nunca inferior a la menor dimensión de la malla hexagonal.

Son estructuras flexibles adecuadas para la construcción de obras complementarias tales como plataformas de deformación para proteger la base de los muros, canal etas de drenaje, revestimiento de taludes además de su función principal, que es actuar como revestimiento flexible de márgenes y fondos de cursos de agua. La red, en malla hexagonal de doble torsión, es producida con alambres de acero con bajo contenido de carbono, revestido con una aleación de zinc, aluminio (5%) y tierras raras (revestimiento Galfan), que confiere protección contra la corrosión. Como estos elementos trabajan en contacto constante con agua y en ambientes normalmente agresivos, utilizándose, para la producción de colchones Reno, la malla producida con alambre con revestimiento adicional de material plástico, que ofrece una protección definitiva contra la corrosión. Se debe recordar que, aun cuando en la fase de diseño el - Elementos constituyentes de los colchones Reno, es casi imposible hacer previsiones sobre cuáles serán su calidad después de algunos años Cuando sea necesario, los colchones Reno pueden ser montados, pre armados y posteriormente colocados en agua, con el auxilio de equipos mecánicos

Dimensiones: Longitud: siempre es múltiplo de 1 m, varía entre 3 m y 6 m. Ancho: es siempre de 2 m. Espesor: puede variar entre 0,17 m, 0,23 m y 0,30 m. Dichos gaviones se utilizan en las obras de protección de lechos y orilla, tanto en ríos como en torrentes.