intro ducci on pres as

7/18/2019 Intro Ducci on Pres As

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INTRODUCCION

Las presas constituyen una delas obras de ingeniería de mayor importancia

para el desarrollo de un país, en sus distintas fnalidades: para regadío

,abastecimiento, control d aenidas y producci!n de energía el"ctrica #$%&

del suministro mundial ',entre otros m(ltiples usos, como abastecimiento deresiduos mineros) * crecimiento econ!mico est+ directamente relacionado

con la construcci!n de presas ,eistiendo m+s de -. /// grandes presas en

todo el mundo #a0uellas cuya altura superior de $. m1')la escase2 de

recursos 3ídricos es una de las mayores necesidades de niel mundial, m+s

de mil millones de personas no disponen de agua mínima

necesaria#./l4persona4día'mientras 0ue en los países industriali2ados se

consume entre - y $ eces la cantidad citada)

5aíses como C3ina, con m+s de 66)/// presas #./ & del total de las presasdel mundo', 7rente a las 66 0ue eistían en $%-%, est+n inmersos en

grandes proyectos 3idr+ulicos) 8in embargo, en *uropa y, en general en elmundo industriali2ado occidental, desde $%%/ se 3a producido un bruscodescenso en la construcci!n de presas, debido en gran parte a la oposici!nsocial a estas obras) *spa9a ocupa el cuarto lugar mundial con $)$% presasconstruidas 3asta el a9o 6///, siendo el tercer país en presas destinadas aabastecimiento)

Los problemas medioambientales son uno de los temas m+s debatidos paradescartar la construcci!n de nueas presas) ;lgunos de los problemas aconsiderar en este +mbito son la colmataci!n de sedimentos y lasalini2aci!n de suelos) La sedimentaci!n a7ecta a gran parte de los

embalses, estim+ndose 0ue anualmente se pierde entre el /,. y el $ & de lacapacidad total de embalse por sedimentaci!n en todo el mundo) Lasalini2aci!n de suelos, producida como consecuencia de la eleaci!n delniel 7re+tico, a7ecta al 6/& de las 2onas reguladas por embalses, lo 0ueimplica la improductiidad agrícola del suelo.

Otros 7actores medioambientales, como la erosi!n y perdida de suelo,desli2amientos, sismicidad inducida, eutrof2aci!n, e7ectos clim+ticos,modifcaci!n de la din+mica <uial, =unto a los impactos sociales #-/millonesde personas despla2adas en todo el mundo por causa de los embalses' yecon!micos #muc3os países endeudados por la construcci!n de presas', sonob=eto de la actual controersia entre las necesidades de recursos 3ídricos,

el desarrollo sostenible y las consecuencias medioambientales)

La segundad de las presas es otro 7actor importante 7recuentementedebatido entre los detractores de estas obras) 8in embargo, la seguridad delas presas es muy alta, 3abiendo aumentando notablemente en las (ltimasd"cadas, con un /,. & de roturas registradas a partir de $%./, 7rente al6,6& con anterioridad a $%./) No obstante, es signifcatio 0ue la mayoríade los 7allos 3an tenido su causa en problemas geol!gicos)*n las presas de 3ormig!n el 6$ & de las roturas 3an tenido su origen en lacimentaci!n, y en las presas de materiales sueltos el 1$ & de los 7allos se3an debido igualmente a causas del terreno #erosi!n internay cimentaci!n')



TI5O8 D* 5R*8;8 > *8TRUCTUR;8 ;U?ILI;R*8Las presas pueden clasifcarse en 7unci!n de sus material de construcci!nen dos grupos: presas de mariales sueltos y presas de 7abrica)

5R*8;8 D* @;T*RI;L*8 8U*LTO8La principal característica de las presas es el tipo de material utili2ado parasu construcci!n )*n principio l gran mayoría de materiales geol!gicos sonaceptables ,ecepto los 0ue se pueden alterar, disoler o eolucionarmodifcando su propiedades )*l sistema de construcci!n consiste en lacompactaci!n de materiales dispuestos)

Presas de sección homogenea. Toda o casi toda la secci!n transersalesta constituida por un mismo material ,7ormado por tierras compactadasde ba=a permeabilidad )5ara controlar )las fltraciones a tra"s de la presa sepueden utili2ar di7erentes tipos de drenes

Presas de escollera. *n las cuales el material de 7orma la presa son

7ragmentos rocosos de di7erente granulometría)

Presas zonadas con núcleo impermeable de arcilla) Constan de dos omas tipos de materiales) La 2ona de menor permeabilidad o n(cleo e=ercelas 7unciones de elemento impermeable) La anc3ura del n(cleo y su posici!ndentro de la secci!n, respecto al resto de los materiales o espaldones,pueden ser muy diersos.

Presas de pantalla. *l elemento impermeable consiste en una pantallarelatiamente delgadao l+mina) Los materiales m+s empleados para pantallas son 3ormigonesas7+lticos, 3idr+ulicos,

@ateriales polim"ricos o bituminosos



PRESAS DE FABRICA.Las presas de 7+brica son todas actualmente, de 3ormig!n y puedenadoptar distinta geometría dependiendo del terreno de cimentaci!n y lmor7ología de la cerrada) Los tipos m+s importantes son:Presas de graedad )8u secci!n transersal es resistente por si sola sincolaboraci!n mec+nica de los estribos del alle) Re0uieren, en generalmayor olumen de 3ormig!n en comparaci!n con otras presas de 3ormig!n)Presas de contra!"ertes. 8on presas de graedad aligeradas 7ormadaspor elementos estructuras transersales de la secci!n, o contra7uertes ,conob=eto de reducir olumen de obra de 7abrica y disminuir subpresiones)Presas de arco#bóeda. constituyen las de mayor comple=idad dedise9o ,an+lisis y construcci!n ,pues se trata de estructura muy esbeltas deplanta y secci!n curas ,en 0ue se aproec3a la alta residencia del terrenode cimentaci!n para notablemente el olumen de 3ormig!n)Presa arco # graedad.para reducir la secci!n de las presas degraedadse dispone u planta de aarco ,con ob=etio de transmitir parte delas cargas alos estribos #apoyos laterales de la presa sobre los m+rgenes de

la cerrada'Presas de hormigón compactado) *n los (ltimos einte a9os se 3adesarrollado considerablemente la t"cnica del 3ormig!n compactado conrodillos #ACR', 0ue consiste en construir la presa con los e0uipos y t"cnicasde las presas)



ES$R%C$%RAS A%&I'IARES.

A$A(%IAS.8on construcciones a modo de di0ues de altura reducida, 0ue permiten ladesiaci!n temporal del rio durante la construcci!n de la presa) *n allesmuy estrec3os la desiaci!n se reali2a normalmente mediante un t(nel ot(neles ecaados en las laderas) *stas construcciones se adecuan a unautili2aci!n posterior para desagBe o alimentaci!n en caiga de una central3idroel"ctrica) *n alles de secci!n amplia pueden adoptarse otrassoluciones, como t(neles de desi!, canales o conductos 0ueposteriormente 0uedaran enterrados ba=o la presa como elementos7uncionales de desagBe o drena=e) *n presas de materiales sueltos es7recuente 0ue la ataguia 0uede incluida en la secci!n preista de la presa)

A'I)IADER*S



8on las estructuras 0ue permiten el aciado del embalse a tra"s de lapropia presa o por medio de estructuras independientes) 8e dise9an paracaudales m+imos estimados en base al estudio de las series 3ist!ricas deprecipitaci!n, conocidas o ealuadas, en la cuenca de recepci!n a7ectadapor la cerrada.

DESA(%ES DE F*+D*

8e utili2an para aciar el embalse desde los nieles 0ue no alcan2an lastomas, con el fn de eliminar en parte los sedimentos 0ue 3ayan podidoproducirse, re7or2ar la capacidad de desagBe o reali2ar inspecciones ycorregir fltraciones)

$*,AS DE A(%A.

Consisten en estructuras 0ue permiten desaguar el embalse a distintasalturas) 8u n(mero y capacidad dependen del olumen embalsado, de lossericios 0ue 3aya 0ue abastecer y de la pro7undidad del agua)

CIERRES DE DESA(%ES.

8on los sistemas 0ue permiten regular el 7uncionamiento de tomas y

desagBes de 7ondo)

C*,P%ER$AS DE A'I)IADER*S

8on instalaciones mec+nicas para el control del caudal de salida sobre el

aliiadero) 8on desaconse=ables en presas de materiales sueltos)

APR*)EC-A,IE+$*S -IDR*E'EC$RIC*SUn aproec3amiento 3idroel"ctrico para la generaci!n de energía el"ctrica

utili2ando las 3oras de menor demanda de potencia mediante el bombeo decaudales a un embalse superior, para despu"s generar energía con eldescenso del agua en 3oras punta de demanda)

,E$*D*'*(IA DE'*S ES$%DI*S (E*'*(IC*S (E*$EC+IC*S )

Los estudios geol!gicos y geot"cnicos de presas se desarrollan enconsonancia con las distintas 7ases del proyecto y construcci!n de unapresa)

. Est"dios preios / de !actibilidad. 8u ob=eto es establecer la iabilidad de la presa seg(n los siguientescriterios geologicos:

A"sencia de riesgos geológicos )signifcatios para la seguridadde la presa y el embalse #grandes desli2amientos, intensacertifcaci!n, 7allas activas en la cerrada en zonas de alta sismicidad, etc.).

Condiciones geomor7ol!gicas de la cerrada adecuadas para la posibleconstrucci!n de la presa)

0. Est"dios de sol"ciones / de antepro/ecto.Los ob=etios son aportar criterios geol!gicos para la selecci!n del tipo de

presa y la cerrada m+s adecuada, ba=o el punto de ista t"cnico, econ!mico



y medioambiental #la cerrada es el lugar de empla2amiento de la presa') Losaspectos geol!gicos y geot"cnicos a considerar son los siguientes:

E;8*8 *8TUDIO8 F*OLOFICO8 > G F*OT*CNICO8

*studios de iabilidad

de soluciones y de

anteproyecto

*studios

geol!gicos

regionales)

Inestigaci!n geol!gica) Impermeabilidad del

aso) *stabilidad de laderas) ;terramientos y

subsidencias 5r"stamos)

*studios preios

cerradas

*structura geol!gica Reconocimiento geo7ísico permeabilidad

5royecto de

construcci!n

Caracteri2aci!n

de la cerrada

@aci2os rocosos suelos

5roblemas

específcos

Resistencia y

de7ormabilidad 5ermeabilidad Obras auiliares Otros problemas

Desi! del rio

,ecaaciones

,construcci!n

*studios durante

la construcci!n

Cartogra7ía detallada Controles geo7ísicos *nsayos de resistencia y

de7ormabilidad *nsayos de inyectabilidad Otros reconociemientos ;rc3io t"cnico de la

presa

eplotaci!n

*studios de

ealuaci!n

5rimer llenado 8ituaciones de

emergencia Resoluci!n y an+lisis de la

seguridad 5resas con arc3io

t"cnico defciente ;bandono de presas



Disponibilidad de materiales de construcci!n ) Resistencia, estabilidad y permeabilidad de la cimentaci!n) *stabilidad de las laderas del embalse Aidrología del embalse ) Aidrología del embalse

Condiciones sismo tect!nicas1. Est"dios para el pro/ecto de constr"cción .8us ob=etio son aportar los criterio geol!gicoGgeot"cnico para el dise9o d

la presa y sus estructuras auiliares, tratamientos del terreno y

soluciones constructias) Los aspectos a estudiar son:

Caracteri2aci!n geot"cnica detallada de la cimentaci!n de la presa) *studio geot"cnico para el empla2amiento de las estructuras

auiliares *studi! sísmico y neotectonico) Tratamientos de me=ora e impermeabili2aci!n) Recomendaciones constructias)

2. Control geológico#geotectónico d"rante la constr"cción.8u ob=etio es erifcar las condiciones geol!gicas encerradas durante laconstrucci!n ,adaptar las soluciones de proyecto y controlar lostratamientos del terreno) desarroll+ndose los siguientes traba=os)

Herifcaci!n de alas condiciones de proyecto y adaptaci!n a la obra) 8eguimiento y control de los traba=os de ecaaci!n, cimentaci!n y

tratamientos del terreno)3. Seg"imiento d"rante la e4ploración.

8u ob=etio es la obseraci!n y igilancia del comportamiento del terrenoy l presa durante su eplotaci!n ,en particular) Interpretaci!n geot"cnica de los resultados de las medidas deinstrumentaci!n y auscultaci!n durante el llenado del embalse y puestaen sericio de la presa) Control de fltraciones subpresiones,moimientosen laderas y sismicidad inducida, entre otros)

REC*+*CI,IE+$*S (E*'*(IC*S E I+)ES$I(AC*+ES I+ SI$%.Las inestigaciones in situ para presas dependen tanto de las condicionesgeol!gicas como del tipo de presa, sus dimensiones y estructuras auiliares,

debiendo adaptar en cada caso los reconocimientos a las condiciones delproyecto)Como ya se 3a mencionado, la seguridad de las presas est+ directamenterelacionada con las condiciones geol!gicas, por lo 0ue el estudio geol!gicoen todos sus aspectos #geot"cnicos, 3idrogeol!gicos, geoambientales, etc)'es 7undamental) La inestigaci!n geol!gica debe asegurar 0ue los 7actoresgeol!gicos o geot"cnicos 0ue pueden incidir en la seguridad de la presasean sufcientemente inestigados y conocidos)

*l presupuesto destinado a estos estudios depende de la comple=idadgeologica, tipo de presa, dimensiones y estructuras auiliares)



*n t"rminos generales las presas de materiales sueltos eigen menosinestigaciones 0ue las presas de 3ormig!n, pero las primeras precisanestudiar con mayor detalle las obras auiliares #aliiaderos, tomas, etc)', asicomo las características de los materiales de construcci!n) Las presas degraedad eigen estudios muy detallados de las cimentaciones) Lospresupuestos mínimos dedicados a los estudios geol!gicos e inestigacionesin situ oscilan entre el /,. & del coste total de la obra en presas demateriales sueltos, 3asta el 6 & en presas de 3ormig!n, porcenta=es 0ue enocasiones se duplican si las condiciones geol!gicas son comple=as)

*n la 7ase de estudios preios las primeras actiidades consisten en elreconocimiento geol!gico de la posible cerrada, aso y 2onas de pr"stamopara materiales) 8e incluye el an+lisis de toda la in7ormaci!n eistente y elestudio de 7otos a"reas e im+genes de sat"lite) *n 2onas con escasosa<oramientos 3ay 0ue proceder a reali2ar calicatas, ro2as, etc) 0ue permitanla obseraci!n de la litología, estado de alteraci!n y estructura del maci2orocoso)

Los estudios correspondientes a la 7ase de anteproyecto tienen comoob=etio establecer una 2onifcaci!n del terreno de cimentaci!n en base alos par+metros geomecanicos m+s signifcatios para cada tipo de presa) *nesta 7ase las t"cnicas m+s 7recuentes son la prospecci!n geo7ísica #sísmicade re7racci!n y el"ctrica' y los sondeos, 0ue adem+s son utili2ados paraensayos en su interior ,en especial ensayos de permeabilidad)



Fase de est"dio $ipos de inestigaciones in sit" Presas

de

hormig

ón

Presas de

materiale

s s"eltos

@apas geol!gicos regionales 8 8



*studios preios y

de 7actibilidad

Eotointerpretaci!n e im+genes

de sat"lite

8 8

Reconocimientos geol!gicos

de superfcie y cartogra7ía

geol!gicoGgeot"cnica

preliminar

8 8

anteproyecto

Cartogra7ía geologicoG

geotecnica de detalle #$)6///

G$:$////'

8 8

Datos 3idrogeol!gico y

ensayos de permeabilidad

8 8

8ísmica de re7racci!n y

sondeos el"ctricos erticales)

8 8

8ondeos geot"cnicos Instalaci!n de pie2!metros

8 8

*nsayos en el interior desondeos #doJn3ole y

dilat!metros'

8 O

*nsayos de materiales ) 8 8

proyecto

Cartogra7ía geot"cnica

complementaria

R O

8ondeos geot"cnicos

complementarios

R O

Falerías de reconocimiento 8 N

*nsayos in situ a gran escala

de de7ormabilidad y

resistencia)

R N

*nsayos de inyecciones *nsayos de permeabilidad

complementarios

R N

construcci!n

Cartogra7ía geot"cnica de las

ecaaciones y cimentaciones

8 8

*nsayos in situ de erifcaci!n

de tratamientos

8 8

*nsayos de control de

materiales

8 8

#s:necesario,R:recomendble,O:opcional,N:no es necesario'

CRI$RI*S PARA 'A I+)E$I(ACI*+ (E*$EC+ICA DE PRESAS

Los estudios y los traba=os de reconocimiento geot"cnico deben serreali2ados en 7ases, utili2ando los m"todos m+s sofsticados y demayor coste progresiamente, de acuerdo con el desarrollo delproyecto.

Como resultado de estos traba=os de prospecci!n se obtiene una

gran cantidad de datos correspondientes a cada una de laspropiedades inestigadas) *stos datos deben ser representatios



del maci2o y permitir su an+lisis estadístico, con la defnici!n de losalores medios de los par+metros m+s releantes)

Las inestigaciones in situ deben ser programadas con fnesm(ltiples, con lo 0ue se disminuyen los costes y pla2os para sue=ecuci!n)

La interpretaci!n con=unta de los par+metros geol!gicos,3idrogeol!gicos y geot"cnicos debe conducir a la 2onifcaci!ngeot"cnica del maci2o de cimentaci!n #Eigura ad=unta', 0ue serir+para la defnici!n de las condiciones de cimentaci!n de la presa yde las estructuras auiliares)

Las 2onas singulares del maci2o #7allas, 2onas de ci2alla, di0ues,2onas alteradas, etc)' se consideran como casos particulares y seestudian como 2onas geot"cnicas indiiduali2adas, independientesde la 2onifcaci!n general)

La e=ecuci!n de ensayos in situ a gran escala se circunscribe a la7ase de proyecto y solo en presas de 3ormig!n) 8u n(mero esreducido y la ubicaci!n responde a los puntos m+s críticos delmaci2o, con la fnalidad de defnir con detalle los par+metros dec+lculo de estabilidad del con=unto presaGcimentaci!n)



*l n(mero y la pro7undidad de las inestigaciones, asi como el tipode ensayos, aria con la naturale2a de la presa y sus dimensiones)*n los casos de presas de materiales sueltos, los estudios deselecci!n reali2ados en la 7ase de anteproyecto suelen sersufcientes para defnir a niel de proyecto las condiciones decimentaci!n, o bien se completan con algunos sondeos adicionalesen puntos singulares o en los empla2amientos de las estructurasauiliares) 5or el contrario, cuando se trata de presas de 3ormig!n,los traba=os de prospecci!n geot"cnica son muc3o m+s completos ydiersifcados, con ob=eto de defnir los par+metros dede7ormabilidad y resistencia del maci2o) Con respecto a lasinestigaciones m+s características,se destacan las siguientes:

Sondeos) *l n(mero mínimo de sondeos recomendados, a niel de

anteproyecto y para presas de menos de ./ m de altura, es de 1 a -en cada margen de la cerrada, y al menos 6 a 1 sondeos en el 7ondodel alle, pre7erentemente cru2ados)

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