GIN. Un método de inyecciones del terreno.

Las inyecciones en el terreno es un mundo apasionante, pero más apasionantes son sus controversias. Hasta principio de los años 90 del siglo pasado, parecía que sólo existía un único método para realizar la inyección del terreno, ya fuera en suelos o en rocas, al que podemos llamarle el “tradicional o convencional”. Gracias a los trabajos del profesor Giovanni Lombardi, un nuevo método entró en escena, el llamado método GIN (Grouting Intensity Number).

Este último se ha aplicado en numerosas obras con mucho éxito, a la vez que ha sido objeto de numerosas críticas por parte de los partidarios del método tradicional, ya que según ellos, el ámbito de aplicación es muy limitado y por lo tanto su eficacia no queda garantizada. Como siempre, todos tienen su parte de razón. El intentar aplicar el método GIN a cualquier obra de inyección seguramente dé lugar a fracasos estrepitosos, pero sería injusto reconocer los éxitos que este método ha tenido.

El objetivo que tenemos hoy es el de mostrar las principales características de este método, ver su ámbito de aplicación, y dejaremos para futuros post comparativos con el método tradicional, detalles, aplicaciones, críticas, etc.

Filosofía del método GIN y diseño del proyecto

El método nació con el objetivo de encontrar un procedimiento que optimizara los trabajos de inyección en pantallas de impermeabilización  en presas. Los autores establecían que los métodos tradicionales, en los que el fin de la inyección se basa en alcanzar una “presión de cierre” o el “volumen de cierre”, eran excesivamente conservadores.

Diseño, GIN, mezclas

Los autores abogaron por  establecer una solución “de compromiso”. El final de la inyección, según el método GIN, se produce cuando la trayectoria (presión/volumen) corta la curva GIN.

Diseño, GIN, mezclas

Es aquí donde se produce uno de los avances. El número GIN es un valor que hace referencia a la intensidad de todo el programa de inyección. Echemos un vistazo a la gráfica anterior: un mismo valor de GIN sirve para inyectar fisuras abiertas que requieren altos volúmenes de mezcla a bajas presiones (se corresponden con trayectorias de pendiente baja), como fisuras cerradas, para la que será necesario usar altas presiones con volúmenes bajos (trayectoria con mayor valor de la pendiente).

Además de diseñar una mezcla adecuada (que veremos un poco más adelante), hay que planificar el número de fases, y la profundidad y el espaciamiento de los taladros, que dependerá de las condiciones geológicas y de las características del proyecto. Típicamente tendremos:

  • Entre 3 y 6 fases de perforación-inyección (primarios, secundarios, terciarios,…)
  • Entre 10 y 15m de espaciamiento entre taladros de una misma fase.
  • Profundidad de los taladros=0.75xH, siendo H la altura de la lámina de agua de la presa.

Partiendo de un determinado número GIN, es de esperar trayectorias distintas de la inyección dependiendo de la fase en la que nos encontremos.

Diseño, GIN, mezclas

Ámbito de aplicación del método GIN

Aunque también se ha aplicado en suelos (con escaso éxito), funciona razonablemente bien en macizos rocosos en los que tenemos familias de diaclasas o fracturación bien definidas. Cuando empezamos a salir de esta “zona de confort”, el método GIN comienza a funcionar peor.

Como curiosidad, comentar que fueron las empresas hidroeléctricas, las que movidas a reducir costos y plazos, presionaron a los ingenieros a desarrollar este método de inyección. Muchas críticas al método se basan en que detrás de la palabra “optimización” se encuentra un único objetivo, la reducción de costos.

Características de la mezcla GIN

Se emplea una única mezcla en todo el proyecto, la llamada “mezcla perfecta”. El objetivo es usar una mezcla que sea estable y así asegurar que se comporta como un fluido un fluido no newtoniano o  fluido de Bingham. La viscosidad determinará la velocidad del fluido, mientras que la cohesión influirá en la penetrabilidad de la lechada en las fisuras.

La idea es tener un fluido de inyección estable (que no decante) con un comportamiento “predecible” durante la inyección, menos peligroso frente a la hidrofracturación y tener un material endurecido de alta durabilidad y baja contracción.

Habrá que hacer pruebas y experimentos, pero como norma:

  • Mezclas espesas. Baja relación agua:cemento, esto es 0,6:1 a 0,8:1.
  • Usos de súper-plastificantes y micro-cementos para incrementar la penetrabilidad y así reducir las presiones de inyección. El uso de bentonita en lugar de aditivos da lugar a mezclas más cohesivas y menos estables.

Ligando con lo anteriormente comentado, esta mezcla espesa requerirá bajas presiones en fracturas abiertas y altas presiones para fracturas finas.

Procedimiento de la inyección

  • El método es aplicable tanto para la inyección por tramos descendente, como ascendente. También se puede hacer mediante el uso de tubo-manguito.
  • Velocidad de inyección relativamente baja, de manera que la presión se vaya incrementando gradualmente.
  • Control automático de la inyección, monitoreando en tiempo real la presión, la velocidad de bombeo, el volumen inyectado y la penetrabilidad, por medio de gráficos. Nos permitirá conocer si el comportamiento de la inyección se corresponde con el diseño.

Diseño, GIN, mezclas

  • Como hemos mencionado anteriormente, la inyección se da por terminada cuando la trayectoria corta la curva GIN predefinida.

Diseño, GIN, mezclas

Esto sería básicamente los aspectos principales del método. Independientemente de que se pueda estar de acuerdo con el planteamiento del Sr. Lombardi, creo que hay que poner en valor que se calentasen la cabeza en desarrollar un método que lo que busca es reducir costos sin ir en detrimento de la calidad. Existe una cierta tendencia en nuestro mundillo a estar muy del lado de la seguridad, sin más justificación muchas veces, que la de no calentarse la cabeza.

Espero que os haya resultado interesante, así que no dudéis en compartir si lo creéis conveniente.

Muchas gracias.

Desdeelmuretehttp://www.desdeelmurete.com
Blog de Geotecnia, cimentaciones y Tratamientos del terreno

5 COMENTARIOS

  1. Hola muy buenas te saluda Mauricio desde Honduras, las inyecciones por el metodo GIN son super interesantes desde la fase de diseño, pasando por la fase de cotización hasta la fase de ejecución. En la región centroamericana se estan desarrollando varios proyectos hidroeléctricos de mediano tamaño y en en el 60% de los casos son proyectos con tratamientos por medio del metodo GIN, sin embargo tu en tu articulo mencionas que son usados para el eje de la presa, sin embargo me gustaria saber si estos mismos metodos pueden ser utilizados para los cierres laterales de las mismas o si el metodo convencional puede ser usado y si existe alguna correlaración entre ambos metodos. De antemano mano muchas gracias por tu atención.

    • Hola Mauricio, gracias por participar.
      El eje de la presa incluye los estribos. Por supuesto, es perfectamente aplicable. La mejor o peor aplicación del método depende de la geología (tener familias de diaclasas/fracturas bien definidas) no de la infraestructura o de la parte de la misma.
      Saludos!

  2. Muy interesante y felicidades por el blog, me interesa poder obtener mayor informacion sobre el metodo y su aplicacion, te agradeceria puedas compartir mas informacion detallada. Saludos.

  3. Hola, buenos días.
    Para un trabajo que estoy por comenzar, me interesa enterarme un poco más a fondo del método GIN
    ¿tienes algunos artículos o más información que puedas compartirme?
    Saludos

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