INTRODUCCIÓNINTRODUCCIÓN

Elección del tipo de presa.-Elección del tipo de presa.- LLa elección del tipo de presa depende de los a elección del tipo de presa depende de los siguientes factores:siguientes factores:

- Características hidrológicas de la hoya (caudal de aportes, sedimentos).- Características hidrológicas de la hoya (caudal de aportes, sedimentos).- Topografía.- Topografía.- Geología del sitio.- Geología del sitio.- Facilidad de obtención de materiales de construcción.- Facilidad de obtención de materiales de construcción.- Seguridad de la estructura.- Seguridad de la estructura.- Tamaño y ubicación del vertedero de demasías. La capacidad del vertedero de - Tamaño y ubicación del vertedero de demasías. La capacidad del vertedero de demasías la dictan las características del escurrimiento independientemente del demasías la dictan las características del escurrimiento independientemente del tipo y tamaño de la presa. El costo de la estructura de vertimiento es muy alto y tipo y tamaño de la presa. El costo de la estructura de vertimiento es muy alto y puede determinar el tipo de presa que se seleccione. La solución más económica puede determinar el tipo de presa que se seleccione. La solución más económica resulta combinando la presa y el vertedero en una sola estructura, lo que se resulta combinando la presa y el vertedero en una sola estructura, lo que se conoce como presa hidroaliviadora.conoce como presa hidroaliviadora.- Disponibilidad de equipo y mano de obra calificada.- Disponibilidad de equipo y mano de obra calificada.- Tiempo y época de construcción.- Tiempo y época de construcción.- Economía y presupuesto.- Economía y presupuesto.

DISEÑO DE PRESAS DE TIERRADISEÑO DE PRESAS DE TIERRA

Consideraciones generales para la ubicación de la presa:Consideraciones generales para la ubicación de la presa:

a)a) Consideraciones topográficas.-Consideraciones topográficas.- La presa debe tener la menor La presa debe tener la menor longitud posible, lo cual se logra ubicándola en cañones estrechos. En longitud posible, lo cual se logra ubicándola en cañones estrechos. En este caso la presa resultante suele ser de mayor altura para lograr el este caso la presa resultante suele ser de mayor altura para lograr el embalsamiento necesario que si se ubica en valles amplios. Cañones embalsamiento necesario que si se ubica en valles amplios. Cañones estrechos también dificultan la desviación del cauce para la construcción estrechos también dificultan la desviación del cauce para la construcción de las obras resultando que las ataguías y conducciones son más de las obras resultando que las ataguías y conducciones son más costosas y difíciles de construir. Es conveniente ubicar la toma de agua en costosas y difíciles de construir. Es conveniente ubicar la toma de agua en la parte externa de la curva del cauce en caso de que la presa se sitúe en la parte externa de la curva del cauce en caso de que la presa se sitúe en un tramo curvilíneo. Un valle amplio permite la construcción de las obras un tramo curvilíneo. Un valle amplio permite la construcción de las obras en etapas. Si existe un rápido en el cauce, resulta mejor localizar la presa en etapas. Si existe un rápido en el cauce, resulta mejor localizar la presa aguas arriba de él, en zonas de más bajas pendientes. En cauces aguas arriba de él, en zonas de más bajas pendientes. En cauces navegables, la presa debe tener la longitud suficiente para ubicar el navegables, la presa debe tener la longitud suficiente para ubicar el vertedero, las esclusas de navegación, y las escalas para peces.vertedero, las esclusas de navegación, y las escalas para peces.

b) Consideraciones geológicas.-b) Consideraciones geológicas.- La ubicación de la presa se fija por la La ubicación de la presa se fija por la necesidad de aprovechar una buena cimentación o estribación. Así necesidad de aprovechar una buena cimentación o estribación. Así mismo, se requiere estabilidad de las laderas del embalse creado.mismo, se requiere estabilidad de las laderas del embalse creado.

c) Consideraciones hidrológicas.-c) Consideraciones hidrológicas.- La disposición rectilínea de la presa La disposición rectilínea de la presa se usa cuando con ella se logra suficiente longitud del vertedero pues da se usa cuando con ella se logra suficiente longitud del vertedero pues da menor longitud y menores costos. En caso contrario se puede pensar en menor longitud y menores costos. En caso contrario se puede pensar en alineamientos curvos, tipo abanico, que permiten tener longitudes del alineamientos curvos, tipo abanico, que permiten tener longitudes del frente vertedero mayores y así poder disminuir la carga de agua sobre la frente vertedero mayores y así poder disminuir la carga de agua sobre la estructura y disminuir altura total de presa.estructura y disminuir altura total de presa.Es conveniente usar la disposición rectilínea en el caso de presas bajas Es conveniente usar la disposición rectilínea en el caso de presas bajas localizadas en ríos de aguas limpias en que no se tema por sedimentos localizadas en ríos de aguas limpias en que no se tema por sedimentos que produzcan islotes de forma que en épocas de estiaje no se logre la que produzcan islotes de forma que en épocas de estiaje no se logre la derivación del agua.derivación del agua.

d) Consideraciones hidráulicas.-d) Consideraciones hidráulicas.- El sitio escogido debe facilitar la El sitio escogido debe facilitar la desviación del cauce durante la construcción de las obras y la derivación desviación del cauce durante la construcción de las obras y la derivación del río durante la operación del proyecto. Si el cauce es navegable, la del río durante la operación del proyecto. Si el cauce es navegable, la presa debe tener la longitud suficiente de forma que se pueda ubicar el presa debe tener la longitud suficiente de forma que se pueda ubicar el vertedero y las esclusas.vertedero y las esclusas.

e) Consideraciones estructurales.-e) Consideraciones estructurales.- La disposición curva de la presa La disposición curva de la presa aumenta la distribución de los esfuerzos hacia los estribos pero resulta aumenta la distribución de los esfuerzos hacia los estribos pero resulta mas difícil constructivamente.mas difícil constructivamente.

f) Consideraciones generales.-f) Consideraciones generales.- Se busca ubicar la presa próxima al sitio Se busca ubicar la presa próxima al sitio de suministro. Esto no siempre es conveniente. Por ejemplo, la altura de de suministro. Esto no siempre es conveniente. Por ejemplo, la altura de carga sobre las turbinas puede mermar a medida que se acerca la presa a carga sobre las turbinas puede mermar a medida que se acerca la presa a la casa de máquinas. Para compensar ésto, tocaría aumentar la altura de la casa de máquinas. Para compensar ésto, tocaría aumentar la altura de la presa. Cuando la solución no es obvia, se requiere hacer la la presa. Cuando la solución no es obvia, se requiere hacer la comparación técnica y económica considerando aspectos tales como la comparación técnica y económica considerando aspectos tales como la altura de la presa, la longitud, tipo y dimensiones de la conducción, altura de la presa, la longitud, tipo y dimensiones de la conducción, pérdidas de carga y altura de presión disponible.pérdidas de carga y altura de presión disponible.

PRESAS DE MATERIALES PRESAS DE MATERIALES SUELTOSSUELTOS

Las presas de materiales sueltos son terraplenes artificiales construidos para permitir la contención de las aguas, su almacenamiento o su regulación. Este tipo de presa fue la más utilizada en la antigüedad. En los siglos XIX y XX han tenido uso bastante difundido debido al rápido desarrollo de la técnica para trabajos con tierra y roca, y por la gran variedad de esquemas constructivos que permite utilizar prácticamente cualquier suelo que se encuentre en la zona, desde materiales de grano fino hasta suelos rocosos previamente fracturados. Además de ésto, las presas de materiales sueltos tienen menos exigencias a la deformabilidad de la fundación que cualquier otro tipo de presa.Cualquier tipo de presa debe ofrecer condiciones de seguridad durante la construcción y en el transcurso de su operación. Para ello, es importante que exista una buena coordinación entre el diseño y la construcción para asegurar que se hagan las correcciones necesarias de manera que las obras se ajusten lo mejor posible a las condiciones reales de campo.

Clasificación de las Presas Flexibles

I. De acuerdo a los materiales utilizadosI.1 Presas de tierra, en las cuales el volumen principal del cuerpo de la presa se hace con suelos arcillosos, arenosos, o areno-gravillosos de grano fino.I.2 Presas de roca-tierra, en las cuales el volumen principal del cuerpo de la presa se hace de suelos de grano grueso y los elementos antifiltrantes de suelos de grano fino.I.3 Presas de enrocados, en las cuales el cuerpo principal de la presa se hace de materiales con grano grueso y los elementos antifiltrantes de materiales aglutinados (pantallas antifiltrantes).

II. Según el esquema constructivo de la presaII.1 Presas homogéneas, con un solo material en contacto con el filtro.II.2 Presas heterogéneas, en las que el cuerpo se compone de dos o más clases de suelos. Las presa heterogéneas a su vez se dividen según la colocación del elemento antifiltrante, así: · Presas con núcleo vertical · Presas con núcleo inclinado · Presas con pantalla impermeable aguas arriba

III. Según el método de ejecución de los trabajosIII.1 TerraplenadoIII.2 Relleno hidráulicoIII.3 Material arrojado

IV. Según la condición de paso de los caudales de construcción y operaciónIV.1 Presas sordas: Son aquellas en que el caudal de filtración a través del cuerpo de la presa es mínimo en comparación con los caudales que son evacuados durante la construcción y la operación.IV.2 Presas filtrantes: Este tipo de presa puede hacerse de piedra (gaviones) sin elementos especiales antifiltrantes, permitiendo el paso de caudales apreciables a través de su cuerpo.IV.3 Presas auto-vertedoras: Son aquellas que tienen cresta y taludes dispuestos con estructuras de descarga de agua a flujo libre para permitir el paso de caudales de construcción o de operación.

TIPOS DE FALLASTIPOS DE FALLASLa 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, tenemos:

1. Falla local (por el talud)2. Falla de base.3. Falla de pie.

TIPOS DE FALLATIPOS DE FALLALas fallas graves o catastróficas en las presas de materiales locales, según el orden de mayor a menor ocurrencia, son las siguientes:

1. Rebase de la cortina.2. Sifonamiento mecánico.3. Agrietamiento transversal.4. Deslizamiento del talud aguas abajo.5. Temblores.6. Licuación.7. Pérdidas por filtración.

MECANISMOMECANISMOSSDE FALLA EN DE FALLA EN PRESAS DE PRESAS DE TERRAPLÉNTERRAPLÉN

Tomado de Estructuras Hidráulicas (Novak et al)

Aunque los tipos de falla catastrófica de taludes de tierra, laderas de montañas, presas y reservorios no pueden prevenirse totalmente, un buen drenaje no es uno de los caminos, sino el mejor, para prevenir muchas fallas que atentan contra la vida y causan gran daño a las propiedades. El reconocimiento de las condiciones que pueden llevar al deterioro o falla de las obras de ingeniería debido a agua subterránea y filtración son un importante paso en la prevención.Aproximadamente el 90% de todas las fallas en presas (no solamente de tierra sino en general) se han debido a la filtración y la saturación no controladas.

CRITERIOS DE DISEÑOCRITERIOS DE DISEÑO - Localización de la Obra- Cantidad y localización de materiales-Función de la Obra- Tipo de cimentación, presa y características del embalse- Clima y plazo de construcción- Geología de la zona y características sísmicas del lugar- Importancia de la obra Presa Geist, Philadelphia - USA.

ASPECTOS DEL DISEÑOASPECTOS DEL DISEÑO 1.     Zonificación de los rellenos de los taludes 2.     Localización del vertedero 3.     Borde libre 4.     Control de infiltración en la cimentación 5.     Obras de desagüe 6.     Protección del talud aguas arriba

Para el diseño es completamente necesario realizar minuciosos

análisis de: 

·        Infiltración·        Estabilidad

·        Fracturamiento hidráulico·        Agrietamientos

·        Sismicidad·        Asentamientos y

deformación

DETERMINACIÓN DE LA ALTURADETERMINACIÓN DE LA ALTURA

CONSIDERACIONES HIDRÁULICAS

La siguiente tabla resume recomendaciones dadas por E. Razvan con relación a la La siguiente tabla resume recomendaciones dadas por E. Razvan con relación a la frecuencia del caudal mínimo del río según diferentes usos.frecuencia del caudal mínimo del río según diferentes usos.

La siguiente figura presenta un ejemplo de curva de duración de caudales que La siguiente figura presenta un ejemplo de curva de duración de caudales que permite la estimación de una caudal asociado a una determinada frecuencia.permite la estimación de una caudal asociado a una determinada frecuencia.

Altura total de la presaAltura total de la presa

La altura de la presa está condicionada por los siguientes factores:La altura de la presa está condicionada por los siguientes factores:a) Las exigencias del proyecto a construir y requerimientos de agua.a) Las exigencias del proyecto a construir y requerimientos de agua.b) Altura de los terrenos que se pueden inundar y su costo. Usos del suelo aguas b) Altura de los terrenos que se pueden inundar y su costo. Usos del suelo aguas arriba.arriba.c) La altura posible del remanso, de forma que no se obstaculice la descarga de c) La altura posible del remanso, de forma que no se obstaculice la descarga de alcantarillas y desagües. El remanso es mayor en cuanto menor sea la pendiente alcantarillas y desagües. El remanso es mayor en cuanto menor sea la pendiente del cauce y mayor la altura de la presa vertedora.del cauce y mayor la altura de la presa vertedora.d) Las dimensiones de la estructura vertedora. Es conveniente que la longitud del d) Las dimensiones de la estructura vertedora. Es conveniente que la longitud del frente vertedero sea grande pues la lámina de agua será menor y la sección sorda frente vertedero sea grande pues la lámina de agua será menor y la sección sorda de la presa podrá tener mayor altura permitiendo así el almacenamiento de mas de la presa podrá tener mayor altura permitiendo así el almacenamiento de mas agua.agua.e) La naturaleza del terreno de cimentación y apoyo de los estribos. Una presa e) La naturaleza del terreno de cimentación y apoyo de los estribos. Una presa puede apoyarse teóricamente en cualquier material desde arena o roca sólida con puede apoyarse teóricamente en cualquier material desde arena o roca sólida con tal que se de suficiente ancho a la base y se tomen las medidas adecuadas.tal que se de suficiente ancho a la base y se tomen las medidas adecuadas.f) Posibilidad de situar la casa de máquinas al pie de la presa, lo que puede f) Posibilidad de situar la casa de máquinas al pie de la presa, lo que puede requerir una altura de presa mayor.requerir una altura de presa mayor.g) Obras de navegación requeridas limitan la altura de la presag) Obras de navegación requeridas limitan la altura de la presa

La altura total de la presa esta determinada por el Nivel Muerto del Embalse, Nivel La altura total de la presa esta determinada por el Nivel Muerto del Embalse, Nivel Mínimo de Operación del Embalse, Nivel Normal del Embalse (NNE), Nivel Mínimo de Operación del Embalse, Nivel Normal del Embalse (NNE), Nivel Forzado del Embalse, y el borde libre.Forzado del Embalse, y el borde libre.

P P = Altura total de la presa= Altura total de la presaP P = Cota= Cotacoronacorona - Cota - Cotafondofondo

P’ P’ = Altura de la sección vertedora= Altura de la sección vertedoraP' P' = = NNE - NNE - CotaCotafondofondo (sin compuertas). (sin compuertas).P = P' + H + BLP = P' + H + BLH = H = carga de agua sobre el vertederocarga de agua sobre el vertederoBL BL = borde libre= borde libre

Borde libre (Borde libre (BLBL))El borde libre o resguardo, es la distancia vertical entre el nivel máximo del agua y El borde libre o resguardo, es la distancia vertical entre el nivel máximo del agua y la corona de la presa. Sirve para evitar que se presente rebosamiento por oleaje, la corona de la presa. Sirve para evitar que se presente rebosamiento por oleaje, prever cualquier contingencia como asentamientos no previstos, aportes de la hoya prever cualquier contingencia como asentamientos no previstos, aportes de la hoya superiores a los estimados, obstrucciones en el aliviadero que reduzcan su superiores a los estimados, obstrucciones en el aliviadero que reduzcan su capacidad. Su valor para presas pequeñas va de 0.5 m a 3.0 m.capacidad. Su valor para presas pequeñas va de 0.5 m a 3.0 m.

El borde libre debe tener en cuenta los siguientes aspectos de acuerdo con V. I. El borde libre debe tener en cuenta los siguientes aspectos de acuerdo con V. I. Ziparro y H. Hazen (1993):Ziparro y H. Hazen (1993):a) Altura de la ola generada por el vientoa) Altura de la ola generada por el vientob) Altura de trepada de la ola sobre la superficie de la presab) Altura de trepada de la ola sobre la superficie de la presac) Margen adicional de seguridad considerado necesario para tener en cuenta c) Margen adicional de seguridad considerado necesario para tener en cuenta especialmente asentamientos de la presa, y subdimensionamiento del vertedero de especialmente asentamientos de la presa, y subdimensionamiento del vertedero de rebose.rebose.La acción de las olas se considera significativa para embalses muy grandes, e.g La acción de las olas se considera significativa para embalses muy grandes, e.g mayores de 200 km2.mayores de 200 km2.Si se tiene información sobre la altura de la ola, el borde libre se puede estimar en Si se tiene información sobre la altura de la ola, el borde libre se puede estimar en la siguiente forma:la siguiente forma:

BL BL = borde libre= borde libre4/3 = factor que considera la altura de trepada de la ola sobre el paramento de la 4/3 = factor que considera la altura de trepada de la ola sobre el paramento de la presapresaFs Fs = factor de seguridad. Puede tomarse igual a 1.5= factor de seguridad. Puede tomarse igual a 1.5ho ho = altura de la ola= altura de la ola

Tabla 6. Borde libre para presas pequeñas. Bureau de Reclamación de los Estados Tabla 6. Borde libre para presas pequeñas. Bureau de Reclamación de los Estados Unidos.1,987.Unidos.1,987.

CONSIDERACIONES PARA DETERMINAR LA ALTURA DE UNA PRESACONSIDERACIONES PARA DETERMINAR LA ALTURA DE UNA PRESA

a)a) Nivel Máximo Normal de Agua (Hn).Es el máximo nivel de agua almacenado en Nivel Máximo Normal de Agua (Hn).Es el máximo nivel de agua almacenado en un reservorio, sin considerar la ocurrencia de avenidas.un reservorio, sin considerar la ocurrencia de avenidas.b)b) Nivel de Sobrecarga (Hs).Es el máximo nivel en el cual la masa de una Nivel de Sobrecarga (Hs).Es el máximo nivel en el cual la masa de una determinada avenida se almacena temporalmente más allá del nivel máximo determinada avenida se almacena temporalmente más allá del nivel máximo normal de agua.normal de agua.c)c) Nivel Durante la Ocurrencia de la Avenida de Diseño (Hd).Es el máximo nivel de Nivel Durante la Ocurrencia de la Avenida de Diseño (Hd).Es el máximo nivel de agua que ocurre cuando el exceso de agua proveniente de la avenida de diseño agua que ocurre cuando el exceso de agua proveniente de la avenida de diseño fluye a través del vertedero de demasias.fluye a través del vertedero de demasias.d)d) Nivel Mínimo de Agua.Es el mínimo nivel de agua respecto al volumen neto del Nivel Mínimo de Agua.Es el mínimo nivel de agua respecto al volumen neto del reservorio y a la capacidad por debajo de este nivel que corresponde al volumen reservorio y a la capacidad por debajo de este nivel que corresponde al volumen muerto.muerto.e)e) Altura de las Olas Producidas por el Viento (hV) Altura de las Olas Producidas por el Viento (hV)

hhVV= 0.00086 V= 0.00086 V1.11.1FF0.450.45 [m] [m]F = Fetch, es la máxima distancia medida desde la presa, hasta el otro extremo del F = Fetch, es la máxima distancia medida desde la presa, hasta el otro extremo del reservorio, durante la ocurrencia de la avenida de diseñoreservorio, durante la ocurrencia de la avenida de diseñoV = Velocidad del vientoV = Velocidad del vientof)f) Altura de las olas debido a sismos (h Altura de las olas debido a sismos (hSS). Fórmula de Seiichi Sato:). Fórmula de Seiichi Sato:

hhSS= (K·Τ/2π) (g·H= (K·Τ/2π) (g·Hnn))1/21/2

K = Coeficiente sísmico de diseñoK = Coeficiente sísmico de diseñoΤ= Ciclo del terremoto, segΤ= Ciclo del terremoto, seg

ALTURA DE LA PRESA (H)ALTURA DE LA PRESA (H)

En Japón se recomienda que la altura H de la presa debe ser el mayor valor que En Japón se recomienda que la altura H de la presa debe ser el mayor valor que dan las siguientes relaciones:dan las siguientes relaciones:

2. CONSIDERACIONES SOBRE LA DETERMINACION DEL VOLUMEN DEL 2. CONSIDERACIONES SOBRE LA DETERMINACION DEL VOLUMEN DEL RESERVORIORESERVORIO

La determinación de la capacidad total de un reservorio está en función de tres La determinación de la capacidad total de un reservorio está en función de tres principales componentes:principales componentes:a) El almacenamiento activo, o volumen neto requerido para la regulación del flujo a) El almacenamiento activo, o volumen neto requerido para la regulación del flujo de un río.de un río.b ) El volumen muerto requerido para el almacenamiento de sedimentosb ) El volumen muerto requerido para el almacenamiento de sedimentosc ) La capacidad de almacenamiento para regulación de inundaciones.c ) La capacidad de almacenamiento para regulación de inundaciones.

Cada uno de estos componentes, que forma la capacidad total del reservorio, Cada uno de estos componentes, que forma la capacidad total del reservorio, pueden ser modelados y estudiados separadamente, y después sumados para pueden ser modelados y estudiados separadamente, y después sumados para determinar el volumen total del vaso de almacenamiento.determinar el volumen total del vaso de almacenamiento.

2.1 Almacenamiento Activo o Volumen Neto2.1 Almacenamiento Activo o Volumen Neto

Los caudales que discurren por un río no son constantes en el tiempo.Los caudales que discurren por un río no son constantes en el tiempo.

Es posible regular el comportamiento del regimen de un río almacenando parte del Es posible regular el comportamiento del regimen de un río almacenando parte del volumen de agua mediante la construcción de una presa. La determinación del volumen de agua mediante la construcción de una presa. La determinación del volumen de almacenamiento S se hace mediante un estudio de operación de volumen de almacenamiento S se hace mediante un estudio de operación de reservoriosreservorios S S tt + Q + Qtt – D – Dtt – L – Ltt= S= St+1t+1

SStt= Volumen del reservorio en el tiempo t= Volumen del reservorio en el tiempo tSSt+1t+1= Volumen del reservorio en el tiempo t + 1= Volumen del reservorio en el tiempo t + 1QQtt = Caudales de entrada no regulados = Caudales de entrada no reguladosDDtt= Caudales de salida del reservorio de acuerdo alas demandas= Caudales de salida del reservorio de acuerdo alas demandasLLtt = Pérdidas por evaporación e infiltración = Pérdidas por evaporación e infiltración

2.2 Volumen Muerto para el Almacenamiento de Sedimentos2.2 Volumen Muerto para el Almacenamiento de Sedimentos

El destino final de todos los reservorios es llenarse con los sedimentos que El destino final de todos los reservorios es llenarse con los sedimentos que transporta el río.transporta el río.En base a los cálculos de transporte de sedimentos y al período de vida del En base a los cálculos de transporte de sedimentos y al período de vida del reservorio, que puede ser de 50, 10, 200 años, etc, se determina un volumen reservorio, que puede ser de 50, 10, 200 años, etc, se determina un volumen muerto, que será llenado por los sedimentos durante el periodo de vida del muerto, que será llenado por los sedimentos durante el periodo de vida del reservorioreservorio

3. Transito de avenidas a traves de embalses3. Transito de avenidas a traves de embalses

Este análisis es importante para la determinación de la altura de la presa y de las Este análisis es importante para la determinación de la altura de la presa y de las dimensiones del vertedero de demasías y compuertasdimensiones del vertedero de demasías y compuertasEn caudal que sale por el vertedero de demasía, y a través de las compuertas es En caudal que sale por el vertedero de demasía, y a través de las compuertas es meno que el caudal de avenida que entra al reservorio, debido al efecto regulador meno que el caudal de avenida que entra al reservorio, debido al efecto regulador del embalsedel embalseLa curva A representa el hidrograma de laavenida de diseñoLa curva B es el La curva A representa el hidrograma de laavenida de diseñoLa curva B es el hidrograma de salida a través del vertedero y de las aberturas de las compuertas, hidrograma de salida a través del vertedero y de las aberturas de las compuertas, determinada en base a un estudio de tránsito de avenidas a través del embalsedeterminada en base a un estudio de tránsito de avenidas a través del embalse..

DIMENSIONAMIENTO DE LA DIMENSIONAMIENTO DE LA CORTINACORTINA

Dimensionamiento de la Corona.-El ancho mínimo que se da a las presas pequeñas en su corona obedece a los siguientes factores:· Dar mayor volumen a la presa para mejorar su seguridad y estabilidad.· Establecer los servicios necesarios sobre la presa, utilizándola como vía de mantenimiento e inspección.· Facilitar la construcción con los equipos disponibles.

Hay diversos criterios para el dimensionamiento de la Hay diversos criterios para el dimensionamiento de la corona:corona:

Ancho de corona mínimo según el Código de Arizona.

El HIMAT (1984) dice:· Ancho mínimo cuando no se usa como vía = 3.0 m· Ancho mínimo cuando se usa como vía = 3.60 m.

Altura de la presa [m] Ancho de corona [m]< 12 3.012 a 45 4.5> 45 6.0

NÚCLEONÚCLEO

Diseño del Núcleo.-

· El espesor del núcleo debe establecerse teniendo en cuenta consideraciones de filtración de agua y erosión interna.. En general el espesor del núcleo debe ser igual o mayor al 25% de la altura de agua en el sitio.· El espesor mínimo de núcleos, filtros o zonas de transición debe ser de 3.0 metros.· Es común el diseño de un núcleo el cual esta rodeado de filtros y de materiales mas gruesos y resistentes.

El ancho mínimo usado en Italia es de 2.5 m.

Una recomendación práctica es tomar el ancho de la corona igual a ¼ de la altura.

El drenaje superficial de la corona se logra dando un bombeo así:· Pendiente transversal cuando el talud seco está revestido: 2% hacia ambos lados a partir del centro .· Pendiente transversal cuando el talud seco no está revestido: 2% hacia el lado aguas arriba.

· La protección para evitar erosión cuando no se usa como vía consiste en 0.10 m. de afirmado o grava.· Si se usa como vía se hace el diseño teniendo en cuenta parámetros de diseño de carreteras y las especificaciones de la carretera que conecta. Se suele colocar mínimo 0.20 m. de afirmado carreteable.

Línea de infiltración o saturación de la presa de Tierra

Determinación de la línea de infiltración o saturación de la presa de Tierra

2222

2

222

cotcos

sin

cotcoscos

tansin

tansin

Hbbk

Hbbk

akq

ANÁLISIS DE ESTABILIDADANÁLISIS DE ESTABILIDAD

PASOS A SEGUIR:PASOS A SEGUIR:

En términos generales los pasos a seguir son (Cújar G., 1992):

1. Se supone una superficie de falla la cual puede ser: por el pie del talud, por la base o por el talud. Esto determina una masa deslizante y una superficie de deslizamiento. La masa deslizante define las fuerza motoras que producen el deslizamiento y la superficie de falla permite calcular las fuerzas que se oponen al deslizamiento.2. Se calculan los momentos resistentes y los momentos motores o deslizantes.3. Se calcula el factor de seguridad para la superficie de falla asumida.

PASOS A SEGUIR: (continuación)PASOS A SEGUIR: (continuación)Si la falla es de tipo traslacional, el factor de seguridad es:

Si la falla es de tipo rotacional el factor de seguridad es:

4. Asumir otras superficies de falla para obtener el factor de seguridad mínimo del talud.

EJEMPLOS DE ANALISIS TIPO UU(NO CONSOLIDADO - NO DRENADO)

τff = Su del núcleo de arcilla compactado

PRESA DE TIERRA GRANDE CONSTRUIDA RAPIDAMENTE SIN CAMBIO EN EL CONTENIDO DE

HUMEDAD DEL NUCLEO DE ARCILLA

EJEMPLOS DE ANALISIS TIPO CU(CONSOLIDADO - NO DRENADO)

τ ff = Su del núcleo correspondiente a consolidación bajo infiltración constante antes del desembalse

DESEMBALSE RAPIDO AGUAS ARRIBA. SIN DRENAJE DEL NUCLEO

EJEMPLOS DE ANALISIS TIPO CD(CONSOLIDADO - DRENADO)

τff = Sd del núcleo de arcilla

PRESA DE TIERRA CON ESTADO DE INFILTRACION CONSTANTE

REFERENCIASREFERENCIAS- Criterios para diseñar presas de tierra. Prioridad y secuencia. Rolando Armas Novoa, Ingeniero Civil, Máster en Ciencias, Profesor Auxiliar, Departamento de Ingeniería Civil, Instituto Superior Politécnico José A. Echeverría, Ciudad de La Habana e-mail: rarmasn@civil.cujae.edu.cu- Notas sobre Análisis de Estabilidad de Taludes. Jorge E. Alva Hurtado, PhD. Profesor Principal Facultad de Ingeniería Civil. Universidad Nacional de Ingeniería. Febrero, 1994- Presas. M. E. Guevara A. Colombia- Tesis "Diseño de Presas de Concreto“ para obtener eEl Título de Ingeniero Civil. Edgar Valencia García. Director de Tesis Dr. Humberto Marengo Mogollón. México, DF, Ciudad Universitaria. Universidad Nacional Autónoma de méxico. Facultad de Ingeniería.- Proyectos de Obras Hidráulicas. Jesús Villaseñor Contreras. Universidad Autnónoma de Chapingo. Chapingo – México. 1978.

REFERENCIASREFERENCIAS- Criterios para diseñar presas de tierra. Prioridad y secuencia. Rolando Armas Novoa, Ingeniero Civil, Máster en Ciencias, Profesor Auxiliar, Departamento de Ingeniería Civil, Instituto Superior Politécnico José A. Echeverría, Ciudad de La Habana e-mail: rarmasn@civil.cujae.edu.cu- Notas sobre Análisis de Estabilidad de Taludes. Jorge E. Alva Hurtado, PhD. Profesor Principal Facultad de Ingeniería Civil. Universidad Nacional de Ingeniería. Febrero, 1994-Presas. M. E. Guevara A. Colombia- Proyectos de Obras Hidráulicas. Jesús Villaseñor Contreras. U niversidad Autnónoma de Chapingo. Chapingo – México. 1978.