PRESAS
DEFINICION: En ingeniería se denomina presa o represa a una barrera fabricada
con piedra, hormigón o materiales sueltos, que se construye habitualmente en
una cerrada o desfiladero sobre un río o arroyo con la finalidad de embalsar el
agua en el cauce fluvial para su posterior aprovechamiento en abastecimiento o
regadío, para elevar su nivel con el objetivo de derivarla a canalizaciones de
riego, o para la producción de energía mecánica al transformar la energía
potencial del almacenamiento en energía cinética, y ésta nuevamente en mecánica
al accionar la fuerza del agua un elemento móvil.
con piedra, hormigón o materiales sueltos, que se construye habitualmente en
una cerrada o desfiladero sobre un río o arroyo con la finalidad de embalsar el
agua en el cauce fluvial para su posterior aprovechamiento en abastecimiento o
regadío, para elevar su nivel con el objetivo de derivarla a canalizaciones de
riego, o para la producción de energía mecánica al transformar la energía
potencial del almacenamiento en energía cinética, y ésta nuevamente en mecánica
al accionar la fuerza del agua un elemento móvil.
La energía mecánica puede aprovecharse
directamente, como en los antiguos molinos, o de forma indirecta para producir
energía eléctrica, como se hace en las centrales hidroeléctricas.
directamente, como en los antiguos molinos, o de forma indirecta para producir
energía eléctrica, como se hace en las centrales hidroeléctricas.
PARTES QUE CONFORMAN LA PRESA:
CORONA: Parte superior de la estructura, generalmente revestida para
prevenir el secado del corazón impermeable y proporcionar una vía para el
tránsito de vehículos.
prevenir el secado del corazón impermeable y proporcionar una vía para el
tránsito de vehículos.
ALTURA: Diferencia entre las elevaciones de la corona y el punto más bajo
de La cimentación.
de La cimentación.
BORDO LIBRE: Distancia vertical entre el nivel de la corona y el de las aguas
máximo extraordinarias (NAME); este último se alcanza cuando el vertedor
trabaja a su capacidad límite de descarga. El bordo libre debe de proteger a
una presa, con cierto margen de seguridad, de los efectos del oleaje generado
por el viento o sismos y tomar en cuenta el asentamiento máximo de la corona.
máximo extraordinarias (NAME); este último se alcanza cuando el vertedor
trabaja a su capacidad límite de descarga. El bordo libre debe de proteger a
una presa, con cierto margen de seguridad, de los efectos del oleaje generado
por el viento o sismos y tomar en cuenta el asentamiento máximo de la corona.
NAMO: Nivel de aguas máximas ordinarias. Coincide con la elevación de la
cresta del vertedor en el caso de una estructura que derrama libremente; si se
tienen compuertas, es el nivel superior de estas.
cresta del vertedor en el caso de una estructura que derrama libremente; si se
tienen compuertas, es el nivel superior de estas.
TALUDES EXTERIORES: Están relacionados a la clasificación de suelos que se va a usar
en la construcción, especialmente suelos impermeables. El talud elegido es
estrictamente conservador, y dependen del tipo de cortina y de la naturaleza de
los materiales.
en la construcción, especialmente suelos impermeables. El talud elegido es
estrictamente conservador, y dependen del tipo de cortina y de la naturaleza de
los materiales.
NÚCLEO IMPERMEABLE: Pantalla impermeable de la cortina construida consuelo compactado
este núcleo puede estar al centro y ser vertical o inclinado, o bien,
localizado próximo al paramento de aguas arriba. Dichas alternativas van a
depender de los materiales del lugar.
este núcleo puede estar al centro y ser vertical o inclinado, o bien,
localizado próximo al paramento de aguas arriba. Dichas alternativas van a
depender de los materiales del lugar.
RESPALDOS: Partes de la cortina construidas con materiales permeables (enroca
miento, gravas o arenas), o bien, suelos limosos o arcillosos colocados aguas
abajo pero confinados por filtros.
miento, gravas o arenas), o bien, suelos limosos o arcillosos colocados aguas
abajo pero confinados por filtros.
FILTROS: Elementos de la sección formados con arena limpia, bien graduada,
destinados a colectar las filtraciones a través del núcleo y protegerlo de una
posible erosión interna; puede requerirse un filtro vertical al centro, unido a
otro en la base, aguas abajo: cuando el respaldo de aguas arriba debe de
construirse con un material de permeabilidad relativamente baja, suelen
intercalarse capas filtrantes horizontales.
destinados a colectar las filtraciones a través del núcleo y protegerlo de una
posible erosión interna; puede requerirse un filtro vertical al centro, unido a
otro en la base, aguas abajo: cuando el respaldo de aguas arriba debe de
construirse con un material de permeabilidad relativamente baja, suelen
intercalarse capas filtrantes horizontales.
PROTECCIONES: Para evitar la erosión causada por oleaje por el talud de aguas
arriba o por lluvias en el de aguas abajo, los paramentos respectivos se forman
con materiales capaces de resistir dicha acción. Aguas arriba es conveniente
usar una capa de enroca miento, pero la carencia de las rocas en el lugar puede
obligar el uso de losas de suelo cemento, concreto o de recubrimientos asfálticos.
Aguas abajo es frecuente cubrir con una capa de suelo y césped.
arriba o por lluvias en el de aguas abajo, los paramentos respectivos se forman
con materiales capaces de resistir dicha acción. Aguas arriba es conveniente
usar una capa de enroca miento, pero la carencia de las rocas en el lugar puede
obligar el uso de losas de suelo cemento, concreto o de recubrimientos asfálticos.
Aguas abajo es frecuente cubrir con una capa de suelo y césped.
TIPOS DE PRESAS:
Los diferentes tipos de presas
responden a las diversas posibilidades de cumplir la doble exigencia de
resistir el empuje del agua y evacuarla cuando sea preciso. En cada caso, las
características del terreno y los usos que se le quiera dar al agua,
condicionan la elección del tipo de presa más adecuado.
responden a las diversas posibilidades de cumplir la doble exigencia de
resistir el empuje del agua y evacuarla cuando sea preciso. En cada caso, las
características del terreno y los usos que se le quiera dar al agua,
condicionan la elección del tipo de presa más adecuado.
Existen numerosos tipos,
comenzando con que puede hablarse de presas fijas o móviles, pero primero
debemos clasificarlas en dos grandes grupos según su estructura y según los
materiales empleados en su construcción. Aunque existen cuatro tipos
fundamentales de
comenzando con que puede hablarse de presas fijas o móviles, pero primero
debemos clasificarlas en dos grandes grupos según su estructura y según los
materiales empleados en su construcción. Aunque existen cuatro tipos
fundamentales de
Ø De gravedad (de hormigón rodillada
o convencional)
o convencional)
Ø De contrafuertes
Ø De arco‐bóveda
Ø De escollera (de tierra o de
roca), y también llamadas de materiales sueltos (estas son todas de gravedad).
roca), y también llamadas de materiales sueltos (estas son todas de gravedad).
Ø Presa hinchable
Pudiendo tener un núcleo, de
diferentes formas, o incluso una pantalla asfáltica para sellar, o una parte de
arcilla.
diferentes formas, o incluso una pantalla asfáltica para sellar, o una parte de
arcilla.
Existen también presas hinchables,
basculantes y pivotantes pero son de mucha menor entidad o han caído en desuso,
por lo que no se consideran aquí.
basculantes y pivotantes pero son de mucha menor entidad o han caído en desuso,
por lo que no se consideran aquí.
SEGÚN SU ESTRUCTURA:
PRESAS DE GRAVEDAD: son todas aquellas en las que su propio peso es el encargado de
resistir el empuje del agua. El empuje del embalse es transmitido hacia el
suelo, por lo que éste debe ser muy estable capaz de resistir, el peso de la
presa y del embalse. Constituyen las represas de mayor durabilidad y que menor
mantenimiento requieren.
resistir el empuje del agua. El empuje del embalse es transmitido hacia el
suelo, por lo que éste debe ser muy estable capaz de resistir, el peso de la
presa y del embalse. Constituyen las represas de mayor durabilidad y que menor
mantenimiento requieren.
DENTRO DE LAS PRESAS DE GRAVEDAD
SE PUEDE TENER:
SE PUEDE TENER:
·
Escollera ‐ Tierra homogénea, tierra zonificada, CFRD (grava con
losa de hormigón), de roca.
Escollera ‐ Tierra homogénea, tierra zonificada, CFRD (grava con
losa de hormigón), de roca.
·
De hormigón ‐ tipo RCC (hormigón rodillado) y hormigón
convencional.
De hormigón ‐ tipo RCC (hormigón rodillado) y hormigón
convencional.
· Su estructura recuerda a la de un triángulo isósceles ya que su
base es ancha y se va estrechando a medida que se asciende hacia la parte
superior aunque en muchos casos el lado que da al embalse es casi de posición
vertical. La razón por la que existe una diferencia notable en el grosor del
muro a medida que aumenta la altura de la presa se debe a que la presión en el
fondo del embalse es mayor que en la superficie, de esta forma, el muro tendrá
que soportar más fuerza en el lecho del cauce que en la superficie.
base es ancha y se va estrechando a medida que se asciende hacia la parte
superior aunque en muchos casos el lado que da al embalse es casi de posición
vertical. La razón por la que existe una diferencia notable en el grosor del
muro a medida que aumenta la altura de la presa se debe a que la presión en el
fondo del embalse es mayor que en la superficie, de esta forma, el muro tendrá
que soportar más fuerza en el lecho del cauce que en la superficie.
· La inclinación sobre la cara aguas arriba hace que el peso del
agua sobre la presa incremente su estabilidad.
agua sobre la presa incremente su estabilidad.
PRESAS DE BÓVEDA O PRESAS EN ARCO:
son
todas aquellas en las que su propia forma es la encargada de resistir el empuje
del agua. Debido a que la presión se transfiere en forma muy concentrada hacia
las laderas de la cerrada, se requiere que ésta sea de roca muy dura y
resistente. Constituyen las represas más innovadoras en cuanto al diseño y que
menor cantidad de hormigón se
son
todas aquellas en las que su propia forma es la encargada de resistir el empuje
del agua. Debido a que la presión se transfiere en forma muy concentrada hacia
las laderas de la cerrada, se requiere que ésta sea de roca muy dura y
resistente. Constituyen las represas más innovadoras en cuanto al diseño y que
menor cantidad de hormigón se
necesita para su construcción.
PRESA EL ATAZAR
Cuando
la presa tiene curvatura en el plano vertical y en el plano horizontal, también
se denomina de bóveda. Para lograr sus complejas formas se construyen con
hormigón y requieren gran habilidad y experiencia de sus constructores que
deben recurrir.
la presa tiene curvatura en el plano vertical y en el plano horizontal, también
se denomina de bóveda. Para lograr sus complejas formas se construyen con
hormigón y requieren gran habilidad y experiencia de sus constructores que
deben recurrir.
SEGÚN SU MATERIAL:
PRESAS DE HORMIGÓN: son las más utilizadas en los
países desarrollados ya que con éste material se pueden elaborar construcciones
más estables y duraderas; debido a que su cálculo es del todo fiable frente a
las producidas en otros materiales. Normalmente, todas las presas de tipo
gravedad, arco y contrafuerte están hechas de este material. Algunas presas
pequeñas y las más antiguas son de ladrillo, de sillería y de mampostería.
países desarrollados ya que con éste material se pueden elaborar construcciones
más estables y duraderas; debido a que su cálculo es del todo fiable frente a
las producidas en otros materiales. Normalmente, todas las presas de tipo
gravedad, arco y contrafuerte están hechas de este material. Algunas presas
pequeñas y las más antiguas son de ladrillo, de sillería y de mampostería.
En España, el 67% de las presas
son de gravedad y están hechas con hormigón ya sea con o sin armaduras de
acero. La presa de las Tres Gargantas situada en el curso del río Yangzi en
China es la planta hidroeléctrica y de control de inundaciones más grande del
mundo. Se terminó en el año 2009. Una docena de ciudades y miles de pueblos
fueron engullidos por las aguas, obligando a desplazarse a más de un millón y
medio de personas.
son de gravedad y están hechas con hormigón ya sea con o sin armaduras de
acero. La presa de las Tres Gargantas situada en el curso del río Yangzi en
China es la planta hidroeléctrica y de control de inundaciones más grande del
mundo. Se terminó en el año 2009. Una docena de ciudades y miles de pueblos
fueron engullidos por las aguas, obligando a desplazarse a más de un millón y
medio de personas.
PRESA DE LAS TRES GARGANTAS
PRESAS DE MATERIALES SUELTOS: son las más utilizadas en los
países subdesarrollados ya que son menos costosas y suponen el 77% de las que
podemos encontrar en todo el planeta. Son aquellas que consisten en un relleno
de tierras, que aportan la resistencia necesaria para contrarrestar el empuje
de las aguas. Los materiales más utilizados en su construcción son piedras,
gravas, arenas, limos y arcillas aunque dentro de todos estos los que más
destacan son las piedras y las gravas. En España sólo suponen el 13% del total.
países subdesarrollados ya que son menos costosas y suponen el 77% de las que
podemos encontrar en todo el planeta. Son aquellas que consisten en un relleno
de tierras, que aportan la resistencia necesaria para contrarrestar el empuje
de las aguas. Los materiales más utilizados en su construcción son piedras,
gravas, arenas, limos y arcillas aunque dentro de todos estos los que más
destacan son las piedras y las gravas. En España sólo suponen el 13% del total.
PRESAS ALCOVA
PRESAS DE ENROCAMIENTO CON CARA DE HORMIGÓN (O CONCRETO): Este tipo de cortinas en ocasiones
es clasificada entre las de materiales sueltos; por su forma de ejecución y su
trabajo estructural son diferentes. El elemento de retención del agua es una
cortina formada con fragmentos de roca de varios tamaños, que soportan en el
lado del embalse una cara de hormigón la cual es el elemento impermeable. La
pantalla o cara está apoyada en el contacto con la cimentación por un elemento
de transición llamado plinto, que soporta a las losas de hormigón. Este tipo de
estructura fue muy utilizada entre 1940 a 1950 en cortinas de alturas
intermedias y cayó en desuso hasta finales del siglo XX en que fue retomado por
los diseñadores y constructores al disponer de mejores métodos de realización y
equipos de construcción eficientes.
es clasificada entre las de materiales sueltos; por su forma de ejecución y su
trabajo estructural son diferentes. El elemento de retención del agua es una
cortina formada con fragmentos de roca de varios tamaños, que soportan en el
lado del embalse una cara de hormigón la cual es el elemento impermeable. La
pantalla o cara está apoyada en el contacto con la cimentación por un elemento
de transición llamado plinto, que soporta a las losas de hormigón. Este tipo de
estructura fue muy utilizada entre 1940 a 1950 en cortinas de alturas
intermedias y cayó en desuso hasta finales del siglo XX en que fue retomado por
los diseñadores y constructores al disponer de mejores métodos de realización y
equipos de construcción eficientes.
PRESA DE ENROCADO, EMBALSE DEL GUAVIO, COLOMBIA.
SEGÚN SU APLICACIÓN:
PRESAS FILTRANTES O DIQUES DE
RETENCIÓN: son
aquellas que tienen la función de retener sólidos, desde material fino, hasta
rocas de gran tamaño, transportadas por torrentes en áreas montañosas,
permitiendo sin embargo el paso del agua.
RETENCIÓN: son
aquellas que tienen la función de retener sólidos, desde material fino, hasta
rocas de gran tamaño, transportadas por torrentes en áreas montañosas,
permitiendo sin embargo el paso del agua.
PRESA FILTRANTE DE
HORMIGÓN EN UN TORRENTE DE LOS ALPES
HORMIGÓN EN UN TORRENTE DE LOS ALPES
PRESAS DE CONTROL DE AVENIDAS: son aquellas cuya finalidad es la
de laminar el caudal de las avenidas torrenciales, con el fin de que no se
cause daño a los terrenos situados aguas abajo de la presa en casos de fuerte
tormenta.
de laminar el caudal de las avenidas torrenciales, con el fin de que no se
cause daño a los terrenos situados aguas abajo de la presa en casos de fuerte
tormenta.
PRESAS DE DERIVACIÓN: El objetivo principal de estas es
elevar la cota del agua para hacer factible su derivación, controlando la
sedimentación del cauce de forma que no se obstruyan las bocatomas de derivación.
Este tipo de presas son, en general, de poca altura ya que el almacenamiento
del agua es un objetivo secundario.
elevar la cota del agua para hacer factible su derivación, controlando la
sedimentación del cauce de forma que no se obstruyan las bocatomas de derivación.
Este tipo de presas son, en general, de poca altura ya que el almacenamiento
del agua es un objetivo secundario.
En
la foto, la bocatoma está en la margen derecha del río. La estructura que
atraviesa el río sirve para crear un pequeño represamiento para garantizar el
funcionamiento de la bocatoma.
la foto, la bocatoma está en la margen derecha del río. La estructura que
atraviesa el río sirve para crear un pequeño represamiento para garantizar el
funcionamiento de la bocatoma.
PRESAS DE ALMACENAMIENTO: El objetivo principal de éstas es
retener el agua para su uso regulado en irrigación, generación eléctrica,
abastecimiento a poblaciones, recreación o navegación, formando grandes vasos o
lagunas artificiales. El mayor porcentaje de presas del mundo, las de mayor
capacidad de embalse y mayor altura de cortina corresponden a este objetivo.
retener el agua para su uso regulado en irrigación, generación eléctrica,
abastecimiento a poblaciones, recreación o navegación, formando grandes vasos o
lagunas artificiales. El mayor porcentaje de presas del mundo, las de mayor
capacidad de embalse y mayor altura de cortina corresponden a este objetivo.
PRESA ALVARO OBREGON
PRESAS DE RELAVES O JALES (MÉXICO): Son estructuras de retención de
sólidos sueltos y líquidos de desecho, producto de la explotación minera, los
cuales son almacenados en vasos para su decantación. Por lo común son de
menores dimensiones que las presas que retienen agua, pero en algunos casos corresponden
a estructuras que contienen enormes volúmenes de estos materiales. Al igual que
las presas hidráulicas tienen cortina (normalmente del mismo tipo de material),
vertedero, y en vez de tener una obra de toma o bocatoma poseen un sistema para
extraer los líquidos.
sólidos sueltos y líquidos de desecho, producto de la explotación minera, los
cuales son almacenados en vasos para su decantación. Por lo común son de
menores dimensiones que las presas que retienen agua, pero en algunos casos corresponden
a estructuras que contienen enormes volúmenes de estos materiales. Al igual que
las presas hidráulicas tienen cortina (normalmente del mismo tipo de material),
vertedero, y en vez de tener una obra de toma o bocatoma poseen un sistema para
extraer los líquidos.
COMO AFECTA UN SISMO A UNA PRESA: Cuando se construye una presa,
se genera un embalse hacia aguas arriba, con lo cual las condiciones del sitio
varían considerablemente, las laderas del embalse y la presa misma se saturan,
de manera que cuando se produce un sismo, se generan vibraciones y fuerzas que actúan
en forma diferente a la que presentaba en sus condiciones naturales.
se genera un embalse hacia aguas arriba, con lo cual las condiciones del sitio
varían considerablemente, las laderas del embalse y la presa misma se saturan,
de manera que cuando se produce un sismo, se generan vibraciones y fuerzas que actúan
en forma diferente a la que presentaba en sus condiciones naturales.
LOS TIPOS DE FALLA QUE PUEDEN PRESENTARSE EN UNA PRESA CUANDO SE
PRODUCE UN SISMO SON LOS SIGUIENTES:
PRODUCE UN SISMO SON LOS SIGUIENTES:
a) Deslizamientos y distorsiones por
esfuerzos de corte en el terraplén o en la fundación. Al producirse un sismo,
se generan vibraciones, que originan el desarrollo de fuerzas verticales y
horizontales, con lo cual los esfuerzos de corte, tanto en la fundación como en
el, se incrementan, lo cual puede producir deslizamientos y fallas como las que
se ilustran el la figura N° 4.
esfuerzos de corte en el terraplén o en la fundación. Al producirse un sismo,
se generan vibraciones, que originan el desarrollo de fuerzas verticales y
horizontales, con lo cual los esfuerzos de corte, tanto en la fundación como en
el, se incrementan, lo cual puede producir deslizamientos y fallas como las que
se ilustran el la figura N° 4.
a) Tubificación (erosión interna) a
través de grietas en el terraplén, originada por movimientos diferenciales. Los
movimientos diferenciales ocasionados por asentamientos y desplazamientos del terraplén,
originan grietas a través de las cuales comienza a circular el agua, la cual
arrastra material hacia el exterior y va ensanchando la grieta hasta producir
un conducto que facilita la erosión interna del material, que migra hacia el
exterior, hasta producir el colapso de la presa. Ver figura N° 5.
través de grietas en el terraplén, originada por movimientos diferenciales. Los
movimientos diferenciales ocasionados por asentamientos y desplazamientos del terraplén,
originan grietas a través de las cuales comienza a circular el agua, la cual
arrastra material hacia el exterior y va ensanchando la grieta hasta producir
un conducto que facilita la erosión interna del material, que migra hacia el
exterior, hasta producir el colapso de la presa. Ver figura N° 5.
a) Pérdida de borde libre, debido al
asentamiento del terreplén o de la fundación. Los asentamientos del terraplén o
de la fundación, hacen que la cresta de la presa descienda, con lo cual el
borde libre (diferencia entre el nivel de aguas máximas y la cresta de la
presa) se reduce, facilitando el paso del agua sobre la cresta, con la consiguiente
erosión y colapso posterior del terraplén. Ver figura N° 6.
asentamiento del terreplén o de la fundación. Los asentamientos del terraplén o
de la fundación, hacen que la cresta de la presa descienda, con lo cual el
borde libre (diferencia entre el nivel de aguas máximas y la cresta de la
presa) se reduce, facilitando el paso del agua sobre la cresta, con la consiguiente
erosión y colapso posterior del terraplén. Ver figura N° 6.
a) Rotura de la presa por movimientos
de una falla geológica en la fundación. Un movimiento sísmico, puede provocar
el desplazamiento, tanto en sentido vertical, como en sentido horizontal, de
alguna falla existente en el lecho de del río, lo cual provocará su rotura del
terraplén de la presa y ocasionar su colapso.
de una falla geológica en la fundación. Un movimiento sísmico, puede provocar
el desplazamiento, tanto en sentido vertical, como en sentido horizontal, de
alguna falla existente en el lecho de del río, lo cual provocará su rotura del
terraplén de la presa y ocasionar su colapso.
a) Deslizamientos en el vaso de
almacenamiento. Los materiales que conforman el vaso de almacenamiento, se
saturan, con lo cual disminuyen su estabilidad al producirse un sismo, las
laderas pueden deslizarse súbitamente y caer en el embalse, provocando el
desplazamiento del agua y por lo tanto, sobrepasar la cresta de la presa. Ver
figura N° 8
almacenamiento. Los materiales que conforman el vaso de almacenamiento, se
saturan, con lo cual disminuyen su estabilidad al producirse un sismo, las
laderas pueden deslizarse súbitamente y caer en el embalse, provocando el
desplazamiento del agua y por lo tanto, sobrepasar la cresta de la presa. Ver
figura N° 8
a) Desbordamiento por oscilaciones de
período largo en el embalse (ola) La sacudida sísmica, hace que el agua dentro
del embalse, oscile hacia aguas arriba y aguas abajo respectivamente, pudiendo
provocar el desbordamiento del embalse sobre la cresta de la presa. Ver figura
N° 9.
período largo en el embalse (ola) La sacudida sísmica, hace que el agua dentro
del embalse, oscile hacia aguas arriba y aguas abajo respectivamente, pudiendo
provocar el desbordamiento del embalse sobre la cresta de la presa. Ver figura
N° 9.
FALLAS EN LAS ESTRUCTURAS COMPLEMENTARIAS.
Las
estructuras complementarias tales como el aliviadero, torre toma y conductos subterráneos,
pueden sufrir daños de consideración debido a la ocurrencia de un sismo.(Ref. 3).
estructuras complementarias tales como el aliviadero, torre toma y conductos subterráneos,
pueden sufrir daños de consideración debido a la ocurrencia de un sismo.(Ref. 3).
CONSTRUCCIÓN DE PRESA DE
TERRAPLÉN.
TERRAPLÉN.
LIMPIEZA: Desarrollo de la cantera y caminos de acceso. El lugar de la
cantera debería ser determinado principalmente sobre la base de roca de
calidad, por ejemplo la roca fragmentada debe ser sana, con fuerza y limpia. Si
la ubicación no posee roca de calidad, entonces es deseable separar la cantera
y los caminos de acceso de otros trabajos como la entrada, el vertedero o
la de la central eléctrica. Se le debe
dar atención a factores ambientales como el ruido, la vibración de explosivos y
polvo. En el diseño de la carga de explosivos, la forma de montón debe ser
considerada. Los caminos de acceso deben ser construidos para satisfacer la
velocidad requerida de construcción, y esto implica el tamaño de las unidades
de transporte. Los caminos deberían ser al menos de 13 mts. de ancho, para
tráfico de doble vía, por preferencia, de modo que el tráfico debería ser
organizado para un trabajo grande. Los gradientes deben ser como dar el coste
mínimo para los vehículos involucrados.
cantera debería ser determinado principalmente sobre la base de roca de
calidad, por ejemplo la roca fragmentada debe ser sana, con fuerza y limpia. Si
la ubicación no posee roca de calidad, entonces es deseable separar la cantera
y los caminos de acceso de otros trabajos como la entrada, el vertedero o
la de la central eléctrica. Se le debe
dar atención a factores ambientales como el ruido, la vibración de explosivos y
polvo. En el diseño de la carga de explosivos, la forma de montón debe ser
considerada. Los caminos de acceso deben ser construidos para satisfacer la
velocidad requerida de construcción, y esto implica el tamaño de las unidades
de transporte. Los caminos deberían ser al menos de 13 mts. de ancho, para
tráfico de doble vía, por preferencia, de modo que el tráfico debería ser
organizado para un trabajo grande. Los gradientes deben ser como dar el coste
mínimo para los vehículos involucrados.
ESCOGENCIA Y COMPACTACIÓN DE LOS
MATERIALES:
MATERIALES:
FINOS: Los terraplenes de prueba deberían ser construidos para determinar
relaciones entre el contenido de humedad, el grosor de capa, el tipo de
rodillo, el número de pasadas de rodillo y la densidad resultante y la
permeabilidad del relleno. El agua adicional durante la consolidación por lo
general mejora la impermeabilidad de suelos residuales por un factor de al
menos diez comparado con la consolidación sobre el lado seco de contenido de
humedad óptimo.
relaciones entre el contenido de humedad, el grosor de capa, el tipo de
rodillo, el número de pasadas de rodillo y la densidad resultante y la
permeabilidad del relleno. El agua adicional durante la consolidación por lo
general mejora la impermeabilidad de suelos residuales por un factor de al
menos diez comparado con la consolidación sobre el lado seco de contenido de
humedad óptimo.
ARCILLAS PLÁSTICAS: Un poco más mojado que el contenido de humedad óptimo, pueden ser comprimidas
por rodillos de neumáticos, que tienen agua para el lastre. Una desventaja del
rodillo de neumáticos es aquella capa y planos de corte tienden a formarse en
algunos materiales. Ya que los materiales finos son por lo general sensibles a
la humedad el técnico debe ser sumamente meteorológico consciente. Si esperan
fuerte lluvia deberían hacer rodar la superficie del material fino y liso con
el gradiente suficiente para deshacerse el agua del área de trabajo.
por rodillos de neumáticos, que tienen agua para el lastre. Una desventaja del
rodillo de neumáticos es aquella capa y planos de corte tienden a formarse en
algunos materiales. Ya que los materiales finos son por lo general sensibles a
la humedad el técnico debe ser sumamente meteorológico consciente. Si esperan
fuerte lluvia deberían hacer rodar la superficie del material fino y liso con
el gradiente suficiente para deshacerse el agua del área de trabajo.
FILTRO O MATERIAL DE TRANSICIÓN: El grosor del filtro y zonas de
transición dependerán de la presión del agua para ser sostenida y los
materiales económicamente disponibles. Para una presa grande el filtro fino es
a menudo de roca aplastada, que es cara. Su ancho normalmente sería el más
estrecha que puede ser colocado y comprimido. El ajuste de las fronteras de la
zona es importante, sobre todo para presas curvas con un filtro delgado. El número
de pasadas debería ser determinado tal que la futura ubicación del centro y la zona
de filtro corresponderá lo más aproximadamente posible.
transición dependerán de la presión del agua para ser sostenida y los
materiales económicamente disponibles. Para una presa grande el filtro fino es
a menudo de roca aplastada, que es cara. Su ancho normalmente sería el más
estrecha que puede ser colocado y comprimido. El ajuste de las fronteras de la
zona es importante, sobre todo para presas curvas con un filtro delgado. El número
de pasadas debería ser determinado tal que la futura ubicación del centro y la zona
de filtro corresponderá lo más aproximadamente posible.
CONSOLIDACIÓN DE ROCA: El rodillo vibratorio de acero
normalmente es usado para la consolidación de roca. Sobre las caras inclinadas,
un rodillo de 1.5 toneladas es el más útil.
normalmente es usado para la consolidación de roca. Sobre las caras inclinadas,
un rodillo de 1.5 toneladas es el más útil.
El
grosor de la capa de relleno de roca y el tamaño máximo aceptable para rocas
debería ser considerado como factores pertinentes al diseño de la presa.
grosor de la capa de relleno de roca y el tamaño máximo aceptable para rocas
debería ser considerado como factores pertinentes al diseño de la presa.
AGUA PARA AYUDAR LA CONSOLIDACIÓN DEL RELLENO DE ROCA: La roca mojada compactará mejor bajo
rodamiento que la roca seca. En primer lugar, la fricción es menos entre las
rocas y en segundo lugar muchas rocas pierden la fuerza cuando mojadas de modo
que el aplastamiento ocurra en los puntos de contacto durante la tercera o
cuarta pasada de los rodillos.
rodamiento que la roca seca. En primer lugar, la fricción es menos entre las
rocas y en segundo lugar muchas rocas pierden la fuerza cuando mojadas de modo
que el aplastamiento ocurra en los puntos de contacto durante la tercera o
cuarta pasada de los rodillos.
PROVISIÓN PARA INSTRUMENTOS: Esto presentará inconvenientes a
la construcción y el fracaso de los equipos de trabajo representará una pérdida
financiera para el costo de su compra e instalación, y poco se puede hacer
sobre ello después de que la presa está construida. La información vital sobre
el comportamiento de la presa será perdida si no es tomado el cuidado en la
instalación.
la construcción y el fracaso de los equipos de trabajo representará una pérdida
financiera para el costo de su compra e instalación, y poco se puede hacer
sobre ello después de que la presa está construida. La información vital sobre
el comportamiento de la presa será perdida si no es tomado el cuidado en la
instalación.
PRESAS DE TIERRA: Las variables más importantes
que afectan la construcción de terraplenes de relleno de tierra son la
distribución de suelos, método de colocación, contenido de agua, y la
consolidación. Los suelos pueden ser clasificados por propiedades de ingeniería
en varios grupos. Estos grupos se caen en dos divisiones principales, los granos
de curso y los granos finos. Los granos de curso son aquellos más grandes que
los que pasan por un tamiz número 200 e incluye gravas y arena. Granos finos
son más pequeños que un tamiz número 200 e sedimentos y arcillas. El material
de grano de curso es usado para las zonas externas de un terraplén, y el material
de grano fino es usado para la parte impermeable principal o central de la
presa. Una prueba de análisis de tamiz determinará el por ciento de material
que pasa un tamaño de tamiz dado.
que afectan la construcción de terraplenes de relleno de tierra son la
distribución de suelos, método de colocación, contenido de agua, y la
consolidación. Los suelos pueden ser clasificados por propiedades de ingeniería
en varios grupos. Estos grupos se caen en dos divisiones principales, los granos
de curso y los granos finos. Los granos de curso son aquellos más grandes que
los que pasan por un tamiz número 200 e incluye gravas y arena. Granos finos
son más pequeños que un tamiz número 200 e sedimentos y arcillas. El material
de grano de curso es usado para las zonas externas de un terraplén, y el material
de grano fino es usado para la parte impermeable principal o central de la
presa. Una prueba de análisis de tamiz determinará el por ciento de material
que pasa un tamaño de tamiz dado.
El material de suelo debe ser
colocado en capas horizontales no más de 15 cm. de espesor después de ser
compactado. El suelo debería ser homogéneo y libre de material orgánico u otras
imperfecciones. Antes de la colocación, el material debería tener el contenido
de humedad óptimo requerido para el objetivo de compactación. El contenido de
humedad óptimo, o el contenido de agua que produce la densidad máxima, pueden
ser obtenidos por una prueba de Proctor de laboratorio. La consolidación buena
de un suelo cohesivo reduce la permeabilidad y aumenta la fuerza cortante y la
estabilidad de la presa. El equipo de consolidación incluye rodillos de pata de
oveja, rodillos neumáticos, y pisones de mano.
colocado en capas horizontales no más de 15 cm. de espesor después de ser
compactado. El suelo debería ser homogéneo y libre de material orgánico u otras
imperfecciones. Antes de la colocación, el material debería tener el contenido
de humedad óptimo requerido para el objetivo de compactación. El contenido de
humedad óptimo, o el contenido de agua que produce la densidad máxima, pueden
ser obtenidos por una prueba de Proctor de laboratorio. La consolidación buena
de un suelo cohesivo reduce la permeabilidad y aumenta la fuerza cortante y la
estabilidad de la presa. El equipo de consolidación incluye rodillos de pata de
oveja, rodillos neumáticos, y pisones de mano.
FILTRACIÓN A TRAVÉS DE LA PRESA: Para garantizar la seguridad y la
economía en una estructura del tipo de presa flexible, es indispensable conocer
la influencia del chorro de filtración sobre la presa, la posición de la curva de
filtración, el punto de salida del chorro de filtración, la altura de la
elevación por capilaridad del agua, la composición química de los suelos y del
agua que se filtra. Para la solución de los problemas de filtración en las
presas de suelos existen métodos hidromecánicos, hidráulicos y experimentales
que han sido obtenidos para el caso de propiedades isotrópicas, pero para casos
en que esta propiedad no se presente, habrá que introducir correctivos en las
soluciones obtenidas.
economía en una estructura del tipo de presa flexible, es indispensable conocer
la influencia del chorro de filtración sobre la presa, la posición de la curva de
filtración, el punto de salida del chorro de filtración, la altura de la
elevación por capilaridad del agua, la composición química de los suelos y del
agua que se filtra. Para la solución de los problemas de filtración en las
presas de suelos existen métodos hidromecánicos, hidráulicos y experimentales
que han sido obtenidos para el caso de propiedades isotrópicas, pero para casos
en que esta propiedad no se presente, habrá que introducir correctivos en las
soluciones obtenidas.
Para
el cálculo de la filtración se pueden aplicar varios métodos. Unos métodos son
más aproximados que otros, pero en general puede decirse: Toda red de
filtración se construye en la hipótesis de que el suelo de un estrato dado por
donde se filtra el agua es uniforme en su permeabilidad. En realidad, en los
estratos de suelos naturales, la permeabilidad varía de punto a punto, especialmente
a lo largo de líneas normales a los límites del estrato. Por ello, la
diferencia entre una red de filtración crudamente esquematizada y otra exacta
es comúnmente pequeña, comparada con la diferencia entre la fluencia del agua
en el suelo real y la que indica la red de filtración exacta. La universalidad
de esta circunstancia hace que los refinamientos en la construcción de redes de
filtración, como los estudios detallados sobre modelos físicos o matemáticos no
se justifiquen desde el punto de vista práctico para proyectos de presas pequeñas.
el cálculo de la filtración se pueden aplicar varios métodos. Unos métodos son
más aproximados que otros, pero en general puede decirse: Toda red de
filtración se construye en la hipótesis de que el suelo de un estrato dado por
donde se filtra el agua es uniforme en su permeabilidad. En realidad, en los
estratos de suelos naturales, la permeabilidad varía de punto a punto, especialmente
a lo largo de líneas normales a los límites del estrato. Por ello, la
diferencia entre una red de filtración crudamente esquematizada y otra exacta
es comúnmente pequeña, comparada con la diferencia entre la fluencia del agua
en el suelo real y la que indica la red de filtración exacta. La universalidad
de esta circunstancia hace que los refinamientos en la construcción de redes de
filtración, como los estudios detallados sobre modelos físicos o matemáticos no
se justifiquen desde el punto de vista práctico para proyectos de presas pequeñas.
ESTABILIDAD DE LA PRESA: La estabilidad de los taludes de
una presa se determina por su capacidad para resistir esfuerzos cortantes ya
que la falla se produce por deslizamiento a lo largo de una superficie de corte.
una presa se determina por su capacidad para resistir esfuerzos cortantes ya
que la falla se produce por deslizamiento a lo largo de una superficie de corte.
El análisis de estabilidad de la
presa consiste en determinar la estabilidad de sus taludes aguas arriba y aguas
abajo. Se hace por unidad de longitud de talud. Este es un proceso de tanteos en
que se suponen diferentes condiciones de carga a que puede estar sometida la
presa. Las fuerzas que producen el movimiento de la masa que constituye el
talud son: fuerzas de gravedad, fuerzas sísmicas, acción del oleaje, del hielo
y sobrecargas. Las fuerzas que se oponen al movimiento son las debidas a los parámetros
de resistencia del suelo que constituye el terraplén: cohesión y fricción
interna del material.
presa consiste en determinar la estabilidad de sus taludes aguas arriba y aguas
abajo. Se hace por unidad de longitud de talud. Este es un proceso de tanteos en
que se suponen diferentes condiciones de carga a que puede estar sometida la
presa. Las fuerzas que producen el movimiento de la masa que constituye el
talud son: fuerzas de gravedad, fuerzas sísmicas, acción del oleaje, del hielo
y sobrecargas. Las fuerzas que se oponen al movimiento son las debidas a los parámetros
de resistencia del suelo que constituye el terraplén: cohesión y fricción
interna del material.
Los terraplenes hechos de
materiales granulares son más estables ya que tienen mayor resistencia a la
fricción y por ser más permeables permiten la rápida disipación de las
presiones intersticiales. Por esto, presas homogéneas de materiales más o menos
impermeables llevan taludes más tendidos que las presas mixtas o las de
enrocado. El talud de aguas arriba por estar sometido a la permanente acción
del agua es más tendido que el de aguas abajo.
materiales granulares son más estables ya que tienen mayor resistencia a la
fricción y por ser más permeables permiten la rápida disipación de las
presiones intersticiales. Por esto, presas homogéneas de materiales más o menos
impermeables llevan taludes más tendidos que las presas mixtas o las de
enrocado. El talud de aguas arriba por estar sometido a la permanente acción
del agua es más tendido que el de aguas abajo.
La situación más crítica para el
talud aguas arriba es el rápido desembalse que sigue a un largo periodo de
niveles altos en el embalse, y para el talud aguas abajo es la máxima
saturación del terraplén cuando el embalse está lleno.
talud aguas arriba es el rápido desembalse que sigue a un largo periodo de
niveles altos en el embalse, y para el talud aguas abajo es la máxima
saturación del terraplén cuando el embalse está lleno.
La
resistencia al esfuerzo cortante se obtiene por la ecuación de Coulomb:
resistencia al esfuerzo cortante se obtiene por la ecuación de Coulomb:
EN PRESIONES EFECTIVAS:
·
t = C´+stagf´
t = C´+stagf´
·
t = esfuerzo cortante
t = esfuerzo cortante
·
C =
cohesión
C =
cohesión
·
s = esfuerzo efectivo total normal a la superficie potencial de
deslizamiento
s = esfuerzo efectivo total normal a la superficie potencial de
deslizamiento
·
f = ángulo de fricción interna
f = ángulo de fricción interna
·
s = esfuerzo total normal a la superficie potencial de
deslizamiento
s = esfuerzo total normal a la superficie potencial de
deslizamiento
· m = presión del agua en los poros, determinada por medio de
piezómetros, red de flujo, teorías de consolidación.
piezómetros, red de flujo, teorías de consolidación.
Las
anteriores ecuaciones indican que la resistencia al esfuerzo cortante se reduce
por la presencia del agua. En un principio las cargas son absorbidas por el
agua pero si se da tiempo a que el material consolide, la presión de poro se
disipa y empieza a actuar el suelo.
anteriores ecuaciones indican que la resistencia al esfuerzo cortante se reduce
por la presencia del agua. En un principio las cargas son absorbidas por el
agua pero si se da tiempo a que el material consolide, la presión de poro se
disipa y empieza a actuar el suelo.
El
análisis de estabilidad se puede hacer considerando esfuerzos efectivos o
totales. El análisis de las presiones efectivas se usa para chequear el
comportamiento a largo plazo de la presa dando lugar a que el exceso depresión
de poros se disipe. Se tienen en cuenta f´ y C´.
análisis de estabilidad se puede hacer considerando esfuerzos efectivos o
totales. El análisis de las presiones efectivas se usa para chequear el
comportamiento a largo plazo de la presa dando lugar a que el exceso depresión
de poros se disipe. Se tienen en cuenta f´ y C´.
ASENTAMIENTO DE LA PRESA: El asentamiento de la presa es del
mayor interés para su estabilidad. El mayor asentamiento se produce durante la
construcción de la presa y durante los primeros meses de su operación.
mayor interés para su estabilidad. El mayor asentamiento se produce durante la
construcción de la presa y durante los primeros meses de su operación.
Los
asentamientos ocurren en la presa y la fundación por diferentes causas tales
como compactación inadecuada de la presa y la fundación, preparación incorrecta
de la fundación, empleo de materiales de mala calidad. Los asentamientos pueden
llevar a la falla de una presa al causar el rompimiento de la membrana
impermeable, del núcleo o de los filtros. Otra causa de fallas es el
aplastamiento de materiales por las cargas actuantes encima de ellos.
asentamientos ocurren en la presa y la fundación por diferentes causas tales
como compactación inadecuada de la presa y la fundación, preparación incorrecta
de la fundación, empleo de materiales de mala calidad. Los asentamientos pueden
llevar a la falla de una presa al causar el rompimiento de la membrana
impermeable, del núcleo o de los filtros. Otra causa de fallas es el
aplastamiento de materiales por las cargas actuantes encima de ellos.
EL ASENTAMIENTO SE PRODUCE EN DOS
ETAPAS:
ETAPAS:
1. El principal, que ocurre durante
la construcción, lo que no afecta la membrana impermeable a menos que se
construya al mismo tiempo que el cuerpo de la presa.
la construcción, lo que no afecta la membrana impermeable a menos que se
construya al mismo tiempo que el cuerpo de la presa.
2. El secundario, que ocurre al
llenarse el vaso y se produce la transmisión de las fuerzas del agua al enroca
miento.
llenarse el vaso y se produce la transmisión de las fuerzas del agua al enroca
miento.
Cuanto
mayor sea el tamaño de los bloques, es menor el número de puntos sujetos a aplastamiento.
Presas de escollera hechas de granito o caliza no asientan más del 2%, aunque
se puede llegar al 5%. El valor del asentamiento vertical durante el período de
explotación de una presa de arcilla usualmente no es mayor del 1.0% de la
altura pero puede llegar al 3% o más.
mayor sea el tamaño de los bloques, es menor el número de puntos sujetos a aplastamiento.
Presas de escollera hechas de granito o caliza no asientan más del 2%, aunque
se puede llegar al 5%. El valor del asentamiento vertical durante el período de
explotación de una presa de arcilla usualmente no es mayor del 1.0% de la
altura pero puede llegar al 3% o más.
Como recomendación general en presas pequeñas
se puede proporcionar la siguiente altura adicional por asentamientos:
se puede proporcionar la siguiente altura adicional por asentamientos:
FUNDACIÓN Y TERRAPLÉN % DE ALTURA
TOTAL
TOTAL
Ø Materiales no compresibles 2%
Ø Materiales compresibles 5%
FALLAS MÁS COMUNES EN LA
CONSTRUCCIÓN DE PRESAS FLEXIBLES
CONSTRUCCIÓN DE PRESAS FLEXIBLES
|
Causa Porcentaje de
fallas |
Porcentaje de fallas
|
|
Hidrología e hidráulica
|
45
|
|
Diseño y construcción
|
30
|
|
Geología y mecánica de
suelos |
8
|
|
Operación y
mantenimiento Ambientales |
6
|
|
Otras
|
5
|
|
Falla
|
Problemas
|
|
Hidráulica:
(20% corresponden a
presas altas y 50% a presas bajas) |
∙ Asentamientos debido a la compresibilidad del
terreno de fundación.
∙ Paso del agua por encima de la cresta de la presa
debido a asentamientos o a la poca capacidad del vertedero.
∙ Acción de las olas sobre el paramento aguas
arriba.
∙ Fallas del filtro.
∙ Erosión al pie de la presa si la descarga de agua
del vertedero y la salida de fondo queda muy próxima a la estructura.
∙ Erosión de los taludes debido a la lluvia.
|
|
Filtración:
(50% corresponden a
presas altas y 30% a presas bajas) |
∙ Pérdida de agua debido a la erosión, o a
terraplenes permeables desde el principio.
∙ Raíces formando parte del terraplén.
∙ Filtraciones a lo largo de conductos que cruzan el
terraplén.
∙ Fallas por expansión y contracción de suelos plásticos.
∙ Animales que excavan el terraplén.
|
|
Estructural:
(33% corresponden a
presas altas y 20% a
presas bajas)
|
∙ Deslizamientos de la fundación.
∙ Alta velocidad de construcción.
∙ Deslizamiento de los taludes debido a materiales
inadecuados de construcción, desembalses rápidos, cambios en la posición de las líneas de flujo, factores atmosféricos.
∙ Angulo de fricción interna del suelo menor del
esperado.
∙ Desembalse rápido.
∙ Taponamiento del filtro.
|
MATERIALES PARA LA CONSTRUCCIÓN DE
UNA PRESA DE TIERRA
UNA PRESA DE TIERRA
El criterio empleado para escoger
una tipología de materiales sueltos frente a una de hormigón radica, bien en la
escasa calidad del cimiento natural del terreno (baja capacidad portante) o
bien en el hecho de que resulte más rentable proceder a la recogida y
tratamiento (machaqueo y clasificación) del material local para configurar la
presa, que fabricar el hormigón con similares intenciones. En cualquier caso,
deberá someterse el caso particular a un profundo análisis que comprenda tanto
la caracterización de las propiedades geológicas y geotécnicas del entorno,
como otros factores entre los que destacan: calidad de los materiales autóctonos,
posibilidad de instalar una planta de machaqueo de piedra, distancias de transporte,
sensibilidad medioambiental, etc.
una tipología de materiales sueltos frente a una de hormigón radica, bien en la
escasa calidad del cimiento natural del terreno (baja capacidad portante) o
bien en el hecho de que resulte más rentable proceder a la recogida y
tratamiento (machaqueo y clasificación) del material local para configurar la
presa, que fabricar el hormigón con similares intenciones. En cualquier caso,
deberá someterse el caso particular a un profundo análisis que comprenda tanto
la caracterización de las propiedades geológicas y geotécnicas del entorno,
como otros factores entre los que destacan: calidad de los materiales autóctonos,
posibilidad de instalar una planta de machaqueo de piedra, distancias de transporte,
sensibilidad medioambiental, etc.
Las
presas de materiales sueltos pueden construirse casi con cualquier material con
equipo de construcción rudimentario. Las presas de tierra se han construido con
éxito utilizando grava, arena, limo, polvo de roca y arcilla. Si se dispone de
gran cantidad de material permeable como arena y grava y hay que importar
material arcilloso, la cortina tendría un corazón o núcleo pequeño de arcilla
impermeable y el material local constituiría el grueso de la cortina.
presas de materiales sueltos pueden construirse casi con cualquier material con
equipo de construcción rudimentario. Las presas de tierra se han construido con
éxito utilizando grava, arena, limo, polvo de roca y arcilla. Si se dispone de
gran cantidad de material permeable como arena y grava y hay que importar
material arcilloso, la cortina tendría un corazón o núcleo pequeño de arcilla
impermeable y el material local constituiría el grueso de la cortina.
CONSIDERACIONES QUE HAY QUE TOMAR
EN CUENTA EN EL DISEÑO:
EN CUENTA EN EL DISEÑO:
El
diseño de presas de tierra ha progresado en las últimas décadas, debido al
avance de los programas de computación. De los métodos pesado estáticos, se han
pasado a los métodos de elementos finitos, no obstante, el buen juicio y la
experiencia, aunado a una adecuada investigación de campo, es lo que puede
permitir éxito en el diseño y construcción de las presas.
diseño de presas de tierra ha progresado en las últimas décadas, debido al
avance de los programas de computación. De los métodos pesado estáticos, se han
pasado a los métodos de elementos finitos, no obstante, el buen juicio y la
experiencia, aunado a una adecuada investigación de campo, es lo que puede
permitir éxito en el diseño y construcción de las presas.
ESTUDIOS GEOLÓGICOS REGIONALES
Estos estudios, debe determinarse
el sistema de fallas así como de las principales unidades estratigráficas, a
fin de establecer una correlación con los sitios que se van a estudiar.
el sistema de fallas así como de las principales unidades estratigráficas, a
fin de establecer una correlación con los sitios que se van a estudiar.
ESTUDIOS GEOLÓGICOS DEL VASO DE
ALMACENAMIENTO
ALMACENAMIENTO
Una
vez llenado un embalse, las condiciones generales del sitio variarán, por los
tanto, deberán estudiarse todos aquellos problemas que puedan derivarse del
almacenamiento de un volumen importante de agua en la región. Por lo tanto, los
estudios geológicos que se realicen, deberán considerar los problemas que se
puedan presentar, por la presencia de dicha agua, entre los cuales es
importante destacar, los originados en laderas inestables, durante el descenso
de las aguas, por cuanto éstas son propensas a deslizarse dentro del embalse,
en especial, cuando ocurra un sismo, con lo cual, además reducirse el volumen
de agua almacenada, pudiera poner en peligro la estabilidad de la presa, debido
a la formación de olas que rebosen la cresta de la presa. Es necesario
determinar la influencia que puedan tener las principales fallas que atraviesan
el embalse, en la construcción de las obras, investigar si alguna de ellas
pueda tener alguna actividad y cuál sería el comportamiento en caso de ocurrir
un sismo.
vez llenado un embalse, las condiciones generales del sitio variarán, por los
tanto, deberán estudiarse todos aquellos problemas que puedan derivarse del
almacenamiento de un volumen importante de agua en la región. Por lo tanto, los
estudios geológicos que se realicen, deberán considerar los problemas que se
puedan presentar, por la presencia de dicha agua, entre los cuales es
importante destacar, los originados en laderas inestables, durante el descenso
de las aguas, por cuanto éstas son propensas a deslizarse dentro del embalse,
en especial, cuando ocurra un sismo, con lo cual, además reducirse el volumen
de agua almacenada, pudiera poner en peligro la estabilidad de la presa, debido
a la formación de olas que rebosen la cresta de la presa. Es necesario
determinar la influencia que puedan tener las principales fallas que atraviesan
el embalse, en la construcción de las obras, investigar si alguna de ellas
pueda tener alguna actividad y cuál sería el comportamiento en caso de ocurrir
un sismo.
ESTUDIO DE LAS CARACTERÍSTICAS
SÍSMICAS DE LA REGIÓN
SÍSMICAS DE LA REGIÓN
En
el estudio de presas, se hace imperativo tomar en cuenta la actividad sísmica
de la región, a fin de adecuar el diseño de la presa y estructuras
complementarias, a los problemas sísmicos que puedan presentarse. Para ello es
necesario determinar el grado de sismicidad del área.
el estudio de presas, se hace imperativo tomar en cuenta la actividad sísmica
de la región, a fin de adecuar el diseño de la presa y estructuras
complementarias, a los problemas sísmicos que puedan presentarse. Para ello es
necesario determinar el grado de sismicidad del área.
ESTUDIO DETALLADO DEL SITIO DE
PRESA
PRESA
Las investigaciones que se
realicen en el sitio de presa, son realizadas con la finalidad de determinar
los tipos y distribución de suelos y rocas que existen en la fundación y los
estribos, y determinar sus propiedades, desde el punto de ingeniería, en
especial el esfuerzo de corte, la compresibilidad y la permeabilidad. Se debe
estudiar la susceptibilidad de las fundaciones y los estribos, a sufrir
deformaciones importantes durante la ocurrencia de un sismo, así como también estudiar
las fundaciones blandas, por cuanto estas pueden sufrir deformaciones
importantes durante un movimiento sísmico; debe estudiarse también la presencia
de limos y arenas saturadas porque éstas pueden ser afectadas por el fenómeno
de licuación durante la ocurrencia de un sismo.
realicen en el sitio de presa, son realizadas con la finalidad de determinar
los tipos y distribución de suelos y rocas que existen en la fundación y los
estribos, y determinar sus propiedades, desde el punto de ingeniería, en
especial el esfuerzo de corte, la compresibilidad y la permeabilidad. Se debe
estudiar la susceptibilidad de las fundaciones y los estribos, a sufrir
deformaciones importantes durante la ocurrencia de un sismo, así como también estudiar
las fundaciones blandas, por cuanto estas pueden sufrir deformaciones
importantes durante un movimiento sísmico; debe estudiarse también la presencia
de limos y arenas saturadas porque éstas pueden ser afectadas por el fenómeno
de licuación durante la ocurrencia de un sismo.
PREVIAMENTE AL DISEÑO DE UNA PRESA
DE TIERRA, ES CONVENIENTE TENER EN MENTE LAS SIGUIENTES MEDIDAS PREVENTIVAS O
NORMAS, PARA PREVENIR FALLAS EN CASO DE UN SISMO O CUALQUIER MOVIMIENTO DE
TIERRA:
DE TIERRA, ES CONVENIENTE TENER EN MENTE LAS SIGUIENTES MEDIDAS PREVENTIVAS O
NORMAS, PARA PREVENIR FALLAS EN CASO DE UN SISMO O CUALQUIER MOVIMIENTO DE
TIERRA:
·
Dejar suficiente borde libre
Dejar suficiente borde libre
·
Usar transiciones amplias de material no susceptible al
agrietamiento.
Usar transiciones amplias de material no susceptible al
agrietamiento.
· Usar zonas de drenaje adecuadas, que permitan evacuar rápidamente
el flujo de agua a través de las grietas.
el flujo de agua a través de las grietas.
·
Usar filtros bien gradados aguas abajo del núcleo de la presa.
Usar filtros bien gradados aguas abajo del núcleo de la presa.
·
Ensanchar el núcleo en el contacto con los estribos.
Ensanchar el núcleo en el contacto con los estribos.
·
Usar en el núcleo, materiales plásticos no susceptibles al
agrietamiento.
Usar en el núcleo, materiales plásticos no susceptibles al
agrietamiento.
· Evitar ubicar las presa, en aquellos sitios donde las laderas del
vaso de almacenamiento sean susceptibles a deslizarse.
vaso de almacenamiento sean susceptibles a deslizarse.
·
Proporcionar un conducto para permitir la rápida evacuación de las
aguas embalsadas, en caso de que la presa sufra daños.
Proporcionar un conducto para permitir la rápida evacuación de las
aguas embalsadas, en caso de que la presa sufra daños.
·
Hay autores que recomiendan no ubicar presas sobre fallas activas,
no siempre esto es posible, por lo cual en el diseño habrá que tomar todas las
precauciones, para que no falle la presa cuando se produzcan desplazamientos en
las fallas.
Hay autores que recomiendan no ubicar presas sobre fallas activas,
no siempre esto es posible, por lo cual en el diseño habrá que tomar todas las
precauciones, para que no falle la presa cuando se produzcan desplazamientos en
las fallas.
· Será necesario primero hacer un análisis estático de la presa y
una vez seleccionada la sección a utilizar, deberán realizarse análisis
dinámicos.
una vez seleccionada la sección a utilizar, deberán realizarse análisis
dinámicos.
·
Cuando el material de la presa no tiene drenaje libre, las
presiones de poro se incrementan con lo cual se reduce la estabilidad de la
misma. Por esto es necesario hacer una estimación de las posibles presiones que
se producen.
Cuando el material de la presa no tiene drenaje libre, las
presiones de poro se incrementan con lo cual se reduce la estabilidad de la
misma. Por esto es necesario hacer una estimación de las posibles presiones que
se producen.
·
Los materiales permeables como las gravas o los enrocamiento,
permiten una rápida disipación de la presión de poros dinámica. Cualquier
disipación de la presión de poros, resultará necesariamente, en una mayor
resistencia al desarrollo de deformaciones y en una menor susceptibilidad a la
licuación.
Los materiales permeables como las gravas o los enrocamiento,
permiten una rápida disipación de la presión de poros dinámica. Cualquier
disipación de la presión de poros, resultará necesariamente, en una mayor
resistencia al desarrollo de deformaciones y en una menor susceptibilidad a la
licuación.
VENTAJAS DE LA PRESA DE TIERRA:
· Las presas de tierra presentan varias ventajas con respecto a las
presas de concreto o mampostería, entre ellas que se pueden utilizar suelos que
se pueden obtener de la misma zona ya sea naturales o mezclándolos con otro
tipos de suelos de mejores características para mejorar sus propiedades.
presas de concreto o mampostería, entre ellas que se pueden utilizar suelos que
se pueden obtener de la misma zona ya sea naturales o mezclándolos con otro
tipos de suelos de mejores características para mejorar sus propiedades.
·
Se puede aplicar en muchos sitios como lo son valles amplios o
gargantas estrechas.
Se puede aplicar en muchos sitios como lo son valles amplios o
gargantas estrechas.
· Su costo es mucho menor que las presas hechas con otros
materiales, al igual que el nivel de inflación de los precios del material.
materiales, al igual que el nivel de inflación de los precios del material.
·
Se puede utilizar el mismo material de la zona, evitando el
transporte del mismo desde otro sitio.
Se puede utilizar el mismo material de la zona, evitando el
transporte del mismo desde otro sitio.
·
Además, este tipo de presas se pueden construir sobre suelos con
capacidades de soporte bajas ya que las cargas que se transmiten a la fundación
se distribuyen sobre un área mayor que en cualquier otro tipo de presa.
Además, este tipo de presas se pueden construir sobre suelos con
capacidades de soporte bajas ya que las cargas que se transmiten a la fundación
se distribuyen sobre un área mayor que en cualquier otro tipo de presa.
· Una de las ventajas importantes de las estructuras de tierra es
que se integran armoniosamente de forma natural a su entorno, permitiendo el
crecimiento de vegetación conservando el ecosistema preexistente.
que se integran armoniosamente de forma natural a su entorno, permitiendo el
crecimiento de vegetación conservando el ecosistema preexistente.
· Las presas de tierra tienen varias ventajas en comparación con
otros sistemas constructivos, entre ellos que se posibilita la construcción de
macizos de gran volumen y peso, por consiguiente resistentes a ser desplazados
por el flujo a partir de materiales de pequeñas dimensiones.
otros sistemas constructivos, entre ellos que se posibilita la construcción de
macizos de gran volumen y peso, por consiguiente resistentes a ser desplazados
por el flujo a partir de materiales de pequeñas dimensiones.
DESVENTAJAS DE LAS PRESAS DE
TIERRA:
TIERRA:
·
Vulnerables al sobre vertido.
Vulnerables al sobre vertido.
·
Garantizar el realce para crecida.
Garantizar el realce para crecida.
·
Vertederos suficientes.
Vertederos suficientes.
·
Vertederos separados.
Vertederos separados.
·
Vulnerables a la infiltración y a la erosión interna en la presa y
fundaciones.
Vulnerables a la infiltración y a la erosión interna en la presa y
fundaciones.
CONCLUSIONES:
ü Las presas de tierra son de las primeras en
aparecer en la historia de contención de aguas debido a la necesidad de almacenarla
no importaba que tan rudimentarias fueran.
aparecer en la historia de contención de aguas debido a la necesidad de almacenarla
no importaba que tan rudimentarias fueran.
ü En la actualidad se pueden ser de material
homogéneo pera controlar con mayor eficiencia las filtraciones verticales que
se producen a lo largo de ellas. Estas se deben de tener un mantenimiento
preventivo para evitar deslaves a futuro y evitar que vuelque.
homogéneo pera controlar con mayor eficiencia las filtraciones verticales que
se producen a lo largo de ellas. Estas se deben de tener un mantenimiento
preventivo para evitar deslaves a futuro y evitar que vuelque.
ü Se estableció que una presa de tierra tiene
que contar con los requisitos de estabilidad y durabilidad por la complejidad
de la obra ya sea funcionalidad, materiales, cimentación, desviaciones de los
ríos que intervienen, oleaje, clima, y demás factores para garantizar que las
presas no sean obsoletas en corto tiempo.
que contar con los requisitos de estabilidad y durabilidad por la complejidad
de la obra ya sea funcionalidad, materiales, cimentación, desviaciones de los
ríos que intervienen, oleaje, clima, y demás factores para garantizar que las
presas no sean obsoletas en corto tiempo.
ü La calidad de la información es vital para
realizar los cálculos en el diseño de cualquier presa, ya que de no ser así se
realizará un diseño de presa que no se ajuste a las necesidades y alcance los
fines para los que fue destinada su construcción. La ubicación de una presa de
ser bien analizado y estudiado, teniendo como consideración un balance de
aspectos positivos y negativos, con las soluciones respectivas. La ubicación es
el resultado de un conjunto intersección de diferentes condicionantes o
limitantes físicas (analizadas previamente).
realizar los cálculos en el diseño de cualquier presa, ya que de no ser así se
realizará un diseño de presa que no se ajuste a las necesidades y alcance los
fines para los que fue destinada su construcción. La ubicación de una presa de
ser bien analizado y estudiado, teniendo como consideración un balance de
aspectos positivos y negativos, con las soluciones respectivas. La ubicación es
el resultado de un conjunto intersección de diferentes condicionantes o
limitantes físicas (analizadas previamente).