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CUESTIONARIO DE PRESAS Y TÚNELES
Presentado por:
ALVITES TOCAS POOL
CHUQUIMANGO BUSTAMANTE JUAN
CUSQUISIBAN ASENCIO MOISES
TAPIA VASQUEZ HENRY
TERRONES LOZANO AMANCIO
Docente:
ING. M. SC. GILBERTO CRUZADO VÁSQUEZ
UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCAFACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVILCAJAMARCA
2014
Geología Aplicada
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TABLA DE CONTENIDO
1. Resumen.…………………………………………………………………………… 3
2. Introducción…………………………………………………………….………….. 4
3. Material y Métodos…………………………………………………………………. 5
3.1. Cuestionario de Presas y Canales……………………………………………… 5
4. Desarrollo…………………………………………………………………………… 6
5. Referencias Bibliográficas…………………………………………………………. 26
Geología Aplicada
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I. RESUMEN
Al construir una presa o canal, se encuentran diferentes problemas y preguntas que
interfieren con la construcción de estos, por ende se desarrolló en cuestionario de
Presas y Canales.
Se contó con una amplia cantidad de información de páginas web y libros, con los
cuales se fue desarrollando estos cuestionarios, empleando la lectura y
comprensión, se procedió a desarrollar dichos cuestionarios de manera concisa.
Se llegó a responder las preguntas y problemas que se encontraron y plantearon de
una manera eficaz. Además de dar a conocer contextos y detalles de lo que son las
presas, funciones, tipos y características.
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II. INTRODUCCIÓN
En ingeniería se denomina presa o represa a una barrera fabricada con piedra,
hormigón o materiales sueltos, que se construye habitualmente en un desfiladero
sobre un río o arroyo. Tiene la finalidad de embalsar el agua en el cauce fluvial para
su posterior aprovechamiento.
Represas. (s.f). En Wikipedia. Recuperado el 24 de Julio de 2014 de
http://es.wikipedia.org/wiki/Represa
Así también, las represas producen energía hidroeléctrica y los embalses situados
detrás almacenan el agua para su uso a largo plazo. La infraestructura hidráulica
como diques y canales, distribuye el agua a nuestros hogares y campos, además de
mantener los ríos fluyendo a través del cauce deseado, de tal manera que, desde
1950, el número de grandes represas ha ascendido de 5.000 a más de 45.000, una
media que equivale a construir dos grandes represas diarias durante medio siglo.
Represas, ingeniería y tecnología hidráulica. (s.f). Recuperado el 24 de Julio de 2014 de
http://nationalgeographic.es/medio-ambiente/aguas-dulces/dams-engineering
Sin embargo hasta la fecha existen muchos problemas al construir presas y
canales, por los diferentes problemas geológicos que presentan los suelos donde
serán construidos, por ende, se desarrolló un cuestionario sobre los diferentes
problemas que puedan existir, para así tener una mejor visión y conocimiento de lo
que son las presas y canales.
Geología Aplicada
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III. MATERIAL Y MÉTODOS
El trabajo se realizó de manera sencilla, buscando información en diferentes libros y
páginas web, leyendo y realizando el trabajo lo mejor posible.
Los datos obtenidos han sido seleccionados de fuentes confiables de las cuales se ha
extraído las ideas y conocimientos necesarios.
CUESTIONARIO DE PRESAS Y CANALES
1. Condiciones óptimas de ubicación de las presas. Tipos de presas en función de la
morfología del valle. Razones por las cuales se escogen uno u otro tipo de presa.
2. Cuáles son los usos que se les confiere a las presas. Sustentar su respuesta.
3. Que problemas geológicos y geotécnicos se presentan en los estudios y
construcción de las presas
4. En qué consisten los ensayos de: Lugeon, Lefranc, Gilg-Gavard, Matsuo y
Haefell. En qué casos se aplican en las presas.
5. Problemas geológicos, geotécnicos y de exploración en canales.
6. Cuáles son las características geológicas estructurales favorables y desfavorables
para la construcción de una presa y para los canales.
7. Explique en qué consiste el método sísmico y el de resistividad eléctrica y porque
son importantes en el estudio de presas.
8. Haga un comentario sobre la práctica de la presa del Chonta.
9. Explicar: Índice de calidad de rocas (RQD), R.M.R., Índice Q de Barton (Rock
mass uality), Índice de resistencia geológica GSI, Índice SMR,
10. Metodología de los estudios geológicos y geotécnicos para presas.
11. Criterios Geológicos y Geotécnicos para seleccionar el tipo de presa.
12. Condiciones geológico-geotécnico para cimentar las presas.
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IV. DESARROLLO
CUESTIONARIO DE PRESAS Y CANALES
1. Condiciones óptimas de ubicación de las presas. Tipos de presas en función de
la morfología del valle. Razones por las cuales se escogen uno u otro tipo de
presa.
A. Condiciones óptimas de ubicación de las presas
La selección del emplazamiento de una presa depende fundamentalmente
de los siguientes factores:
- Capacidad del Vaso (volumen de embalse).
- Impermeabilidad del vaso.
- Condiciones geomorfológicas, geológicas y geotécnicas favorables.
- Valor de los terrenos inundados (poblaciones, infraestructuras, etc.).
- Disponibilidad de materiales de construcción próximos a la presa.
- Condiciones favorables para ubicar el aliviadero, ataguías y además
obras auxiliares.
Astier, J. L. (1975).
B. Tipos de presas en función de la morfología del valle
Por Marsal R y Resendiz N.D (1983).
a. En Valles Asimétricos
Cuando se tiene que construir una presa en un valle asimétrico en
el cual la presión activa se da en el fondo, se opta siempre por Presas
de Gravedad.
- Presas de tierra.
La profundidad del material suelto o flojo que está encima de la
roca no es más que de 6 a 9 metros, por lo tanto se debe evitar la
excavación.
El peso de la presa juega un rol dominante frente a la presión del
agua, donde W>P.
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Los principales materiales para construir son:
Cemento
Arena
Gravas
Rocas
Figura N° 1. Presa de tierraFuente: http://ingcivilperu.blogspot.com/2011/03/presas-de-embalse.html
- Presas de enrocamiento
Se usan rocas de alta densidad para incrementar el peso de la
presa. Se usa un material impermeable como forro aguas arriba
(capas de drenaje), son usadas para disminuir las filtraciones a través
de la presa.
Figura N° 2. Presa de enrocamiento con corazón vertical de arcillaFuente: http://ingcivilperu.blogspot.com/2011/03/presas-de-embalse.html
b. En Valles Simétricos
Cuando se tiene que construir una presa en un valle asimétrico se
opta siempre por Presas de Presión.
- Presas derechas:
En este tipo de presa, la presión se distribuye en el fondo; aquí el
peso de la estructura de embalse juega un papel poco importante en
la estabilidad.
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- Presas de arco simple:
Las presas de arco simple pueden construirse en valles o
gargantas angostas, donde las paredes son capaces de resistir grandes
presiones de agua como consecuencia de su almacenamiento.
Figura N° 3. Presa de enrocamiento con corazón vertical de arcillaFuente: http://ingcivilperu.blogspot.com/2011/03/presas-de-embalse.html
Figura N° 4. Presa de arco Agua del Toro - ArgentinaFuente: http://presasuba.wordpress.com/2013/12/08/presa-agua-del-toro-mendoza/
- Presas de arco múltiple:
La presión se da en el fondo y en las paredes. Se construye para
reducir el esfuerzo resultante tangencial en las paredes del valle. El
diseño se hace de la misma manera como en una presa de arco
simple.
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Figura N° 5. Presa Daniel Johnson Dam, Quebec, Canadá.Fuente: http://en.wikipedia.org/wiki/Daniel-Johnson_Dam
C. Razones por las cuales se escogen uno u otro tipo de presa
Se puede tomar en cuenta el valle en que se encontraría:
a) Valle Simétrico
- Ambas vertientes tiene la misma conformación de rocas.
- Se encuentran rocas de alta densidad.
- Se aconseja hacer PRESAS DE PRESIÓN, la presión del agua va a
las vertientes.
b) Valle Asimétrico:
- Se hace una limpieza de toda la zona para ver cómo está constituida
la parte interna.
- Se realizan PRESAS DE GRAVEDAD, en la cual la presión se
dirige por la pantalla, por lo que se busca que la presa pese más que
la presión del agua para construir la pantalla.
Además se tiene en cuenta los siguientes criterios:
- Disponibilidad de materiales de construcción.
- El vaso no debe tener filtraciones.
- Que no haya problemas geodinámicos: fallas, deslizamientos,
derrumbes, asentamientos.
- Los taludes tienen que estar estables.
- Suficiente agua para llenar el vaso.
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2. Cuáles son los usos que se les confiere a las presas. Sustentar su respuesta.
Los principales usos que se les da a las presas en la actualidad son:
A. Irrigación y agua potable: actualmente el agua es canalizada desde fuentes
subterráneas o manantiales para ser depositadas en grandes presas, las
mismas que luego serán utilizadas gradualmente para la agricultura y los
usos domésticos, muchas veces a lo largo de varios kilómetros.
Figura N° 6. Irrigación por aspersión.Fuente: http://b2b.baeza-sa.com/blog/?p=45
B. Generación de energía eléctrica: La energía eléctrica es transformada u
obtenida de distintas maneras, entre las cuales se destaca en el Perú la central
hidroeléctrica la cual utiliza la energía potencial del agua embalsada en una
presa situada a más alto nivel que la central. El agua se lleva por una tubería
de descarga a la sala de máquinas de la central, donde mediante enormes
turbinas hidráulicas se produce la electricidad en alternadores.
Figura N° 7. Esquema de una Central Hidroeléctrica.Fuente: http://es.wikipedia.org/wiki/Central_hidroel%C3%A9ctrica
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Figura N° 8. Central Hidroeléctrica del Cañón del Pato - Perú.Fuente: http://www.cesel.com.pe/webes/hidraulica_irrigaciones_2_ch_canon_del_pato.html
C. Control de inundaciones: Cuando una tormenta aporta más agua al terreno
que la que éste puede absorber se produce un efecto de escorrentía,
inundando así las zonas aledañas al lugar.
D. Acuacultura: La acuacultura consiste en la producción de plantas o animales
acuáticos en sistemas controlados donde su crecimiento es manejado o
mejorado por el hombre. Los principales organismos cultivados son peces,
moluscos y crustáceos. Esto se ha convertido en algo muy trabajado a nivel
mundial con el uso de las presas que tienen ahora ya no solo una función.
Las PRESAS y El Agua en el Mundo. (s.f). Recuperado el 24 de Julio de 2014 de
http://www.spancold.es/Archivos/Las_presas_y_el_agua_en_el_mundo.pdf
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3. Que problemas geológicos y geotécnicos se presentan en los estudios y
construcción de las presas.
A. Problemas de geodinámica externa: son los problemas más serios que se
presentan en los lugares de construcción de una presa. En geodinámica
externa muchas veces nos encontramos con la presencia de fallas, las mismas
que se convierten en una amenaza incontrolable que condiciona el cambio de
lugar de construcción.
B. Reptación y deslizamientos: la reptación de suelos y los deslizamientos
también son muy negativos para el emplazamiento de una presa debido a que
existe el peligro de una excesiva velocidad de colmatación.
C. Filtraciones: las filtraciones en las presas muchas veces se dan debido a la
existencia de cangrejeras, un lugar con suelos calcáreos siempre presenta el
problema de filtración.
D. Sedimentación: la sedimentación excesiva en las presas se da por las riadas
extremas d los ríos que casi siempre acarrean materiales sólidos en grandes
cantidades. Toda presa tiene una vida útil y al ser colmatada antes de lo
previsto genera grandes pérdidas económicas.
Ruiz Vázquez, M. (1957).
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4. En qué consisten los ensayos de: Lugeon, Lefranc, Gilg-Gavard, Matsuo y
Haefell. En qué casos se aplican en las presas
A. Ensayo Lugeon
El ensayo Lugeon, es un ensayo que se hace en el campo para estimar la
permeabilidad del suelo.
Se aplica principalmente en rocas fracturadas. Consiste en medir el
volumen de agua “V” que se consigue inyectar en el suelo durante un tiempo
determinado “t”, en otras palabras se mide el caudal Q = V/t, en un tramo de
una longitud determinada “L”, a una presión constante Ht.
Figura N° 9. Diagrama del Ensayo de Lugeon.Fuente: http://es.wikipedia.org/wiki/Ensayo_Lugeon
Las mediciones se efectúan en 5 niveles de presión, en los cuales el agua
es inyectada. Antes de empezar, se define la presión máxima que va a ser
utilizada, esta no debe exceder la presión de confinamiento esperada de la
profundidad de la perforación.
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Para cada nivel de presión, el ensayo consiste en bombear la cantidad de
agua que sea necesaria para mantener constante la presión en la zona de
ensayo. Esta presión es incrementada en cada nivel subsecuente, hasta llegar
a la presión máxima ya establecida. Una vez ésta es alcanzada, la presión del
agua debe ser reducida pasando por las mismas presiones de los estados
anteriores.
Tabla N°1
Cinco estados de presión
Estado 1 Estado 2 Estado 3 Estado 4 Estado 5Bajo Medio Máximo Medio Bajo
0.50*PMAX 0.75*PMAX PMAX 0.75*PMAX 0.50*PMAX
Siendo PMAX la presión máxima definida a la cual el agua debe ser
inyectada.
La permeabilidad se determina con la fórmula:
Dónde:
R = radio de la perforación de prueba
Habitualmente la permeabilidad se mide en "Lungeones", unidad así
denominada en homenaje al geólogo Maurice Lugeon.
Estudios básicos para la construcción de puentes. (s.f). Recuperado el 24 de Julio de 2014
de http://es.wikipedia.org/wiki/Ensayo_Lugeon
B. Ensayo Lefranc
El ensayo Lefranc es uno de los ensayos de permeabilidad que se aplica
con mayor frecuencia en suelos sueltos.
Consiste en introducir, o bombear agua desde un sondaje, donde la
cavidad es mantenida constante, a una determinada profundidad. Existen dos
modalidades, con presión constante, o, con presión variable.
Estudios básicos para la construcción de puentes. (s.f). Recuperado el 24 de Julio de 2014 de
http://hidrologia.usal.es/temas/Slug_tests.pdf
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C. Ensayo con carga hidráulica constante
En el ensayo con carga hidráulica constante se introduce o bombea en un
pozo de sondeo el caudal necesario para mantener, en el pozo que se está
verificando, a un nivel constante. La interpretación del ensayo se basa en
algunas hipótesis que simplifican el problema, pero que no afectan
sustancialmente el resultado.
En estas condiciones el caudal “Q” es proporcional a la permeabilidad,
representada por el coeficiente de permeabilidad “k”, y a la carga hidráulica
“h”, es decir:
Q = k * C * h
Donde es un coeficiente característico de la cámara filtrante.
A Continuación se dan los coeficientes de forma de la cámara filtrante,
correspondiente a alguna de sus configuraciones posibles:
- Superficie filtrante limitada al fondo circular del diámetro interior de la
perforación
C = 5.7 * r, dónde “r” es el radio de la perforación.
- Superficie filtrante asimilable a una esfera de radio = al radio de la
perforación.
C = 4 * π * r
- Superficie filtrante conformada por un tramo filtrante del recubrimiento
de la perforación de longitud y de diámetro, igual al diámetro de la
perforación.
En el caso de que L >> D, la fórmula anterior se transforma en:
D. Ensayo con carga hidráulica variable
En el ensayo con carga hidráulica variable se introduce o se extrae un
determinado volumen de agua en la cavidad de infiltración y se mide la
variación del nivel piezométrico en el pozo a lo largo del tiempo. Este
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tipo de ensayo es, en general, utilizado para suelos poco permeables (k <
10-4 cm/s).
El coeficiente de permeabilidad k se determina mediante la expresión:
Dónde:
= coeficiente característico de la cámara filtrante.
= sección transversal del pozo
= carga hidráulica en el inicio del ensayo ≠
= carga hidráulica variable en función del tiempo
= logaritmo natural
E. Ensayos de Gilg-Gavard - Método de Nivel Variable
Una de las formas teóricas de resolver los ensayos tipo slug es la
propuesta por Gilg -Gavard, de nivel variable.
El método resulta ser aplicado en régimen transitorio y requiere un
volumen de agua relativamente pequeño.
La metodología de trabajo indica que se debe añadir un volumen de agua
hasta el borde del tubo piezométrico. Luego se miden tiempos y descensos a
partir del instante en que termina la inyección del agua.
Bajo esas premisas se cumple que:
K = (1.308 * d2 * ∆h) / (A * hm * ∆t)
Dónde:
K = permeabilidad del terreno en cm/seg.
d = diámetro del sondeo en cm.
∆h = descenso de nivel en m en el intervalo de tiempo (∆t) en minutos.
A = coeficiente definido en el genomograma adjunto o en la fórmula indica.
Hm = altura media del nivel del agua en el intervalo (∆t).
Estudios básicos para la construcción de puentes. (s.f). Recuperado el 24 de Julio de 2014 de
http://hidrologia.usal.es/temas/Slug_tests.pdf
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5. Problemas geológicos, geotécnicos y de exploración en canales.
Por Gonzales de Vallejo, Luis (2003).
A. Estabilidad del canal
El canal debe estar asegurado a nivel de sus márgenes así como también
en el suelo de fundación, las márgenes son en zanja, es decir, en desmonte.
Vemos interferir aquí, como un factor a tomar en consideración, La
Cohesión Natural Del Terreno, que será reconocido por el examen de
afloramiento y por medio de sondajes, entonces la densidad estará en
función de la variabilidad más o menos rápida de los suelos sujetos de
estudio.
De otra parte, si la roca se encuentra cerca de la superficie, los sondajes
definirán en el perfil exactamente, de tal manera que se puede considerar o
simplemente modificar el trazo para evitar problemas geodinámicas.
6.
B. Perturbación de napas subterráneas
La estanqueidad de un canal es asegurado si éste pasa dentro de un
terreno favorable, ya sea por un revestimiento o por un terreno firme.
La permeabilidad del perímetro mojado es evidentemente necesario cuando
el canal es construido por encima de la superficie topográfica, con el riesgo
de tener pérdidas importantes de agua, asimismo es necesario tomar en
cuenta el riesgo de inundar los terrenos vecinos.
C. Problemas de construcción y de explotación
Los resultados del reconocimiento nos permitirán definir la construcción
de un canal, según la constitución y las propiedades del subsuelo. Los puntos
a tomar en consideración serán:
1. La manera de terreno apropiado.
2. El tipo de cimentación de obras anexas.
3. El tipo de sección del canal.
4. El tipo de revestimiento necesario dentro de las secciones que exige
cada tramo.
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7. Explique en qué consiste el método sísmico y el de resistividad eléctrica y
porque son importantes en el estudio de presas
A. Métodos Sísmicos
Los métodos sísmicos son un tipo de método geofísico, y constituyen
pruebas realizadas para la determinación de las características geotécnicas
de un terreno.
Las ondas sísmicas que atraviesan un terreno pueden ser:
- Longitudinales o de compresión (ondas P)
- Transversales o de cizallamiento (ondas S)
- Superficiales.
La velocidad de propagación de las ondas sísmicas en el terreno
depende de sus características de deformabilidad.
Las ondas longitudinales (Ondas P) son más rápidas que las transversales
(Ondas S), lo que dificulta la detección de estas últimas en campo. Por ello,
en general se obtiene el módulo elástico a partir de la velocidad
longitudinal, estableciendo hipótesis respecto al valor del coeficiente de
Poisson. El módulo dinámico tiene un valor mayor que el estático, ya que
se obtiene para incrementos tensionales pequeños como son los producidos
por ondas sísmicas. La relación entre el módulo dinámico y el estático se
considera normalmente de 4, pero el rango puede estar entre 1 y 20. (Cantos
Figuerola, J. 1987).
B. Métodos Eléctricos
Los métodos eléctricos son otro tipo de método geofísico, y constituyen
pruebas realizadas para la determinación de las características geotécnicas
de un terreno, como parte de las técnicas de reconocimiento de un
reconocimiento geotécnico.
Permiten evaluar la resistividad media del subsuelo mediante la
medición de una diferencia de potencial entre dos electrodos situados en la
superficie.
Geología Aplicada
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El flujo de corriente a través del terreno discurre gracias a fenómenos
electrolíticos, por lo que la resistividad depende básicamente de la
humedad del terreno y de la concentración de sales en el agua intersticial.
El método consiste en colocar cuatro electrodos alineados a igual
distancia entre sí (d). Se conecta una batería a los electrodos exteriores
midiendo la intensidad que circula entre ellos, así como el voltaje entre los
electrodos intermedios. Resistividad viene definida por el cociente entre el
voltaje y la intensidad de la corriente medidos, multiplicado por 2 Π d.
El valor obtenido representa la resistividad media de un gran volumen
de suelo, ya que la red de corriente se extiende en profundidad.
El ensayo puede realizarse en forma de sondeo eléctrico, para ello se
hacen diferentes medidas variando la distancia entre los electrodos y
manteniendo el centro de la alineación de los cuatro electrodos en un punto
fijo.
Al incrementar la distancia aumenta la profundidad alcanzada por las
líneas de corriente. Si la resistividad crece, puede concluirse que hay un
estrato profundo de mayor resistividad, sucediendo lo contrario si la
resistividad decrece al aumentar la separación. La profundidad hasta la que
puede aplicarse es de unos 20 metros. (Cantos Figuerola, J. 1987).
C. Importancia De Los Métodos Geofísicos En El Estudio De Presas Y
Diques En Embalses De Aguas
a) Represas Nuevas
- Evaluación de materiales de la fundación (suelo y roca),
- Localización y evaluación de fallas, estructuras en la zona del dique
y frente de la represa, en el estribo o próximas a una represa
propuesta.
- Evaluación de otros riesgos geológicos como el sísmico y estabilidad
de pendientes.
- Definición de las características de impermeabilidad de los diferentes
sectores y continuidad secuencia estratigráficas.
- Evaluación de ingeniería sobre la integridad de filtros e
identificación de zonas de posibles fugas de agua.
Geología Aplicada
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- Estudio de características físicas de suelos. Estudios de resistividad/
conductividad para la definición de la conductividad en diseño de
tierra en infraestructuras eléctrica, y análisis de corrosividad de
suelos. (Cantos Figuerola, J. 1987).
b) Represas Existentes
- Evaluación de los materiales (nivel de resistencia) en represas
existentes para ver si ellos cumplen con las expectativas del plan.
Esto incluye medidas de sísmica y radar de pozos en las fundaciones,
y medidas de resistencia del concreto.
- Búsqueda de zonas de deslizamiento (desplazamientos de fallas) en
diques del terraplén que indicarían daño a causa de terremotos o
zonas de fracturas incipientes.
- Localización de cavidades, socavación, áreas afectadas por bachacos,
deslaves y zonas de hundimiento. (Cantos Figuerola, J. 1987).
8. Haga un comentario sobre la práctica de la presa del Chonta.
El lugar del proyecto de la presa del Chonta está ubicada en el caserío Tres
Tingos, caserío en el que el rio se origina en la confluencia de tres ríos: Río
Quinuario, río Azufre y río Grande. Este proyecto de interés social iniciado hace
varios años tiene desde el punto de vista técnico – geológico, muchos problemas
entre los cuales los más importantes son:
- Ubicación de la presa
- Presencia de suelos con filtración
- Rocas con gran cantidad de fisuras que también producen filtración del
agua.
Estos problemas se presentaron en la primera parte visitada.
En la parte intermedia solo existía un problema pero de gran importancia, y es
que el vaso es muy pequeño para los intereses del proyecto.
Sin embargo, la tercera parte de la visita en la cual es ahora el lugar para la
futura construcción presenta características óptimas que se requieren para la
elección del sitio de una presa.
Geología Aplicada
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Estos son:
- Agua suficiente para el llenado del vaso.
- Libre de contaminación.
- Lugar sin derrumbes, deslizamientos, asentamientos, sin filtraciones
excesivas.
- Confluencia de por lómenos dos ríos.
- Presencia de un gran vaso.
- Presencia de material para la construcción de la presa, etc.
9. Explicar: Índice de calidad de rocas (RQD), R.M.R., Índice Q de Barton
(Rock mass uality), Índice de resistencia geológica GSI, Índice SMR.
9.1. Índice De Calidad De Rocas
El índice RQD (Rock Quality Designation) desarrollado por Deere
entre 1963 y 1967, se define como el porcentaje de recuperación de
testigos de más de 10 cm de longitud (en su eje) sin tener en cuenta las
roturas frescas del proceso de perforación respecto de la longitud total del
sondeo.
RQD. (s.f). Recuperado el 24 de Julio de 2014 de http://es.wikipedia.org/wiki/RQD
9.2. Índice Q De Barton
Se calcula la velocidad de avance PR a través del índice QTBM.
En esta clasificación se catalogan los macizos rocosos según el
denominado índice de calidad Q (Bartonl, 1974):
Basado en los seis parámetros siguientes:
- R.Q.D. (Rock Quality Designation)
- Jn: Número de familias de juntas
- Jr.: Rugosidad de las juntas
- Ja: Meteorización de las juntas
- Jw: Agua en las juntas
- S.R.F. (Stress Reduction Factor
Geología Aplicada
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Rynine D y Judd W (1961)
9.3. Índice De Resistencia Geológica (Gsi, Hoek, 1994)
El índice de resistencia geológica, GSI, fue desarrollado por Hoek
(1994) para subsanar los problemas detectados con el uso del índice
RMR para evaluar la resistencia de macizos rocosos según el criterio
generalizado de Hoek-Brown. Este índice de calidad geotécnica se
determina en base a dos parámetros que definen la resistencia y la
deformabilidad de los macizos rocosos.
RMS es la “estructura del macizo rocoso”, definida en términos de su
blocosidad y grado de trabazón.
Respecto al uso del índice GSI para caracterizar geotécnicamente el
macizo rocoso, es conveniente indicar lo siguiente:
1. No es aplicable en aquellos casos en que el comportamiento del
macizo rocoso presenta un claro control estructural.
2. No considera la resistencia en compresión uniaxial de la roca
intacta, ya que al evaluar la resistencia del macizo se incluyen los
parámetros que definen el criterio de Hoek-Brown.
3. No considera el espaciamiento entre estructuras, ya que éste está
implícitamente incluido al evaluar la blocosidad del macizo
rocoso
4. No considera la condición de aguas porque el criterio de Hoek-
Brown se define en términos de esfuerzos efectivos.
Rynine D y Judd W (1961)
9.4. El Índice SMR
El Índice SMR para la clasificación de taludes se obtiene del índice
RMR básico sumando un "factor de ajuste", que es función de la
orientación de las juntas (y producto de tres sub-factores) y un "factor de
excavación" que depende del método utilizado.
La clasificación SMR es un método de determinación de los factores
de ajuste adecuados para aplicar la clasificación RMR de BIENIAWSKI
a los taludes. Rynine D y Judd W (1961)
Geología Aplicada
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10. Metodología de los estudios geológicos y geotécnicos para presas
Por Ruiz Vázquez, M. (1957).
Para realizar un estudio geológico o un estudio geotécnico se requiere
principalmente:
Recopilación bibliográfica. Mapas y planos geológicos. Fotografía aérea.
Cartografía geológica del área de estudio.
Realización de calicatas con toma de muestras.
Ensayos de laboratorio sobre las muestras de las calicatas para identificar
el medio sub-superficial y, posteriormente, determinar su aptitud como
relleno.
11. Criterios para la selección del tipo de Presas
Tabla N°2
Criterios para la selección de Presas
Tipo de
Presa
Topografía del
Sitio de Presa
Características
de la Fundación
Materiales
Disponibles
Otras
Características
Tierra
Zonificada No limitante,
salvo en casos de
presas estrechas
donde pudiese
dificultarse el
movimiento de
maquinaria
pesada.
Se adaptan a
cualquier tipo de
fundación, si no
son aconsejables
tampoco lo es
ningún otro tipo.
Se adaptan bien a
los sismos.
Cantidades
adecuadas de
materiales
permeables,
impermeables o
semipermeables,
bien diferenciados
o enrocado.
No tiene
limitaciones
razonables de
altura, requiere de
aliviadero y
tomas por lo
general
separados.
Homogénea Usualmente en
sitios llanos, no
es limitante salvo
por las
dificultades con
maquinaria
pesada.
Similar a las
zonificadas;
menor
adaptabilidad a
los sismos.
Que posean
proporciones
adecuadas de finos
y gruesos,
apropiados para
filtros, drenes, y
protección de
Usualmente son
bajas por
limitaciones del
volumen y
comportamiento
de los materiales.
Geología Aplicada
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taludes.
Enrocado
Enrocado No limitante,
similares a las de
tierra.
Mayor capacidad
de soporte que las
de tierra,
Excelente
adaptabilidad a
los sismos.
Canteras
explotables y
suficientes
enrocadas
disponibles al igual
que materiales para
filtros.
Similares a las de
tierra zonificadas.
Concreto
Gravedad Este aspecto no
es limitante,
usualmente se
escoge para sitios
no demasiado
estrechos.
Roca sana o
relativamente
sana y poco
fracturada. Para
presas bajas
(menores a 15 m
de altura) se
puede utilizar en
fundaciones
permeables.
Prácticamente no
son limitantes salvo
en sitios donde no
se encuentren
cercanos agregados
para el concreto.
No tiene
limitación de
altura razonable,
no requiere de
espacio adicional
para ubicar
aliviaderos y
tomas.
Arco Son ideales en
valles
relativamente
estrechos (En
forma de “U” o
“V”).
Roca sana o que
pueda sanearse a
bajo costo, tanto
en el cauce como
en los estribos; se
adaptan a los
sismos.
Similares a las de
gravedad, pero
requieren de
menores
volúmenes de
material.
Usualmente son
presas altas, es
algo más
limitante que las
de gravedad para
ubicar aliviaderos
y tomas.
Geología Aplicada
25
12. Condiciones geológico-geotécnico para cimentar las presas.
Los requisitos de cimentación de presas de hormigón (CVC, RCC,
hardfill) se suelen definir cualitativamente: “roca sana”, “roca compacta”,
“por debajo de la zona de descompresión”…Eso deja un margen de
interpretación al juicio ingenieril del responsable de la construcción de la
presa.
Romana Ruiz, M. (2011). Cimentaciones de presas de gravedad: requisitos geomecánicos.
Revista de Obras Públicas, Recuperado de http://ropdigital.ciccp.es/detalle_articulo.php?
registro=19113&anio=2011&numero_revista=352
Por otra parte los requisitos dependen del tipo de presa y material (el
hormigón CVC tiene un módulo de deformación mayor que el hormigón
RCC y el hardfill y, por lo tanto, requiere una cimentación menos
deformable).
Romana Ruiz, M. (2011). Cimentaciones de presas de gravedad: requisitos geomecánicos.
Revista de Obras Públicas, Recuperado de http://ropdigital.ciccp.es/detalle_articulo.php?
registro=19113&anio=2011&numero_revista=352
Sin embargo, los requisitos mínimos del terreno para la cimentación de
presas de gravedad de hormigón (CVC, RCC, hardfill) se expresan en
términos cuantitativos de parámetros de Mecánica de Rocas: velocidad
longitudinal (“celeridad”) sísmica, determinada mediante geofísica; grado de
meteorización según la escala de la Sociedad Internacional de Mecánica de
Rocas; resistencia a compresión simple de la matriz rocosa; módulo de
deformación de la masa rocosa; clases de las clasificaciones geomecánicas.
Romana Ruiz, M. (2011). Cimentaciones de presas de gravedad: requisitos geomecánicos.
Revista de Obras Públicas, Recuperado de http://ropdigital.ciccp.es/detalle_articulo.php?
registro=19113&anio=2011&numero_revista=352
V. REFERENCIAS BIBLOGRAFICAS
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Geología Aplicada
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Blyth F.G.H y Freitas (1998). Geología para Ingenieros, Edit.Continetal, México.440.
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España, 744p.
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Ciencias Geológicas Empleadas en Ingeniería Civil. Edit. Omega, Barcelona, 828p.
Marsal R. y Reséndiz N.D. (1983). Presas de Tierra y Enrocamiento. Edit.Limusa,
México, 546p.
Ruiz Vázquez, M. (1957). Estudios Geológicos en el Proyecto y Construcción de las
obras de Riego. México. Sociedad Geológica Mexicana
http://es.wikipedia.org/wiki/Represa
http://ropdigital.ciccp.es/detalle_articulo.php?
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http://www.apuntesingenierocivil.blogspot.com/2010/10/estudios-basicos-para-la-
construccion.html
http://www.hidrologia.usal.es/temas/Slug_tests.pdf
http://www.nationalgeographic.es/medio-ambiente/aguas-dulces/dams-engineering
http://www.spancold.es/Archivos/Las_presas_y_el_agua_en_el_mundo.pdf
Geología Aplicada