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FALLAS EN PRESAS O ESTRUCTURAS (PRESA AGUAMILPA)

TRABAJO FINAL DE SUELOS
by

Leonardo Chocare Lopez

on 4 July 2014

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Transcript of FALLAS EN PRESAS O ESTRUCTURAS (PRESA AGUAMILPA)

RIESGO EN OBRAS DE DESVÍO
Riesgo de falla en Presas

"Nada en el mundo es más flexible que el agua. Pero cuando ataca lo firme y fuerte, nada puede resistirla por que nada puede cambiarla".

Lao Tzu
Las presas hoy en día causan una gran controversia para su construcción y desarrollo desde el punto de vista social, ambiental y económico.

Se desplazan personas.
Se contamina el área inundada por los embalses
Se tienen costos que superan en promedio el 30% de lo presupuestado.

Pese a estos y más riesgos y detalles que surgen con la construcción de una presa, la energía hidroeléctrica contribuye con el 20% de la generación de energía en el mundo y con ello se ha evitado el consumo de millones de barriles de petroleo.
Consideraciones de seguridad
Según el Comité Internacional de Grandes pesas (ICOLD, 1995) se define como falla o ruptura:
"El colapso o movimiento de una parte de la presa que no puede retener el agua".

Cuando se construye una presa hay que considerar:
Avenidas excepcionales que contemplan los efectos del acarreo de grandes volúmenes de sólidos que transportan sedimentos.
Sismos de gran intensidad.
Deficiencias estructurales en el diseño y construcción.
La respuesta debe darse en el sentido de que para un alto rango de avenidas y sismos considerados como "máximos creíbles".
La seguridad de presas debe garantizarse sin exceder desde el punto de vista económico las medidas de seguridad.
Tres principales causas de falla en las presas
El desbordamiento.
La erosión interna. Los factores consecuentes son el movimiento de materiales y los vacíos que se generan son graduales que no permiten ser detectados hasta que se encuentran muy avanzados; la perforación regresiva por fugas; los suelos arcillosos; las fuerzas sísmicas; entre otros.
El debilitamiento de la cimentación. Los planos de diseño son débiles e inapropiados.
Estado actual de algunas presas
Hay varias presas en que han alcanzado su vida útil o están por hacerlo y a la fecha presentan problemas serios por asolvamiento.

Esto reduce necesariamente su capacidad de regulación y ocasionan sobre la cortina empujes estáticos y dinámicos no considerados en el diseño original.

Hay varias presas que fueron diseñadas hace más de 30 o 40 años, en las que las condiciones hidrológicas han cambiado o bien los criterios de diseño, no corresponden a los actuales.

Otras causas del fallo de las presas son: modificación y obstrucción de las obras de excedencias o de los vertederos; desarrollo de asentamientos humanos y zonas recreativas abajo de las cortinas; la necesidad de almacenar agua por arriba de los niveles establecidos; la falta de información hidrológica durante la etapa de diseño.
Conclusiones
El mayor número de deterioros ocurren en presas de tierra y enrocamiento.
Ante las fallas por desbordamiento, es urgente revisar las presas en construcción y operación que no hayan tomado en cuenta para el diseño una base de riesgo de falla.
Se requiere establecer un criterio que permita identificar presas construidas con un alto riesgo potencial de falla.
Se deben utilizar índices y parámetros de referencia para comparar los análisis teóricos.
Es urgente normal la seguridad de presas.
Como con otros países sucede, debe establecerse desde el punto de vista institucional y necesariamente, con organismos independientes que tengan la ejecutividad necesaria para que se corrijan los aspectos negativos encontrados en las inspecciones y análisis de detalle.
Habrá que revisar cuidadosamente el ordenamiento territorial en el país para tomar varias decisiones que son urgentes para garantizar vidas y propiedades que son invaluables.
Presa Chicoasén, México. con 262 mts de altura esta presa parece ser la más alta de toda América. Ubicada en el río Grijalva, en el municipio de Chicoasén, Chiapas, México.
Las obras hidráulicas se inician cuando el hombre se propone dominar los escurrimientos de los ríos, para protegerse de sus crecientes y aprovecharlos para su beneficio.

Las presas se han construido y se requieren para:
Modificar la desigual distribución en el tiempo.
Con los acueductos y las conducciones, la mala distribución en el espacio.
Indudablemente guardar el agua cuando hay para utilizarla cuando sea necesaria.
El control de avenidas con la consecuente protección a visas y propiedades.
Utilizarla y distribuirla por medio de canales en distritos de riego y acueductos.
Generar energía eléctrica tan vital hoy en día.
Las presas a pesar de la controversia, hoy en día son muestra de desarrollo regional o nacional en muchos países del mundo.
Suministro y distribución del agua
4% de la población utiliza de 300 a 400 litros por habitante/día.
67% de la población utiliza menos de 50 litros por habitante/día.
1,400 litros se requieren incrementar al día por habitante/día.
En México el 80% de la población se asienta donde existen el 20% de los recursos hidráulicos y viceversa.
La seguridad en las presas
Se ha despertado una preocupación plenamente justificada a nivel mundial. La súbita liberación de miles de toneladas de agua sobre asentamientos humanos puede causar enormes pérdidas humanas y materiales, además de graves daños al medio ambiente.

La seguridad de las presas depende de tres factores:
Diseño
Calidad de construcción
Mantenimiento - operación
Diseño. Los criterios usuales de factores de seguridad, empleados a la fecha, están empezando a ser cuestionados, usándose cada vez más los criterios probabilísticos, los cuales son más científicos y en los que está inherente el concepto de confiabilidad.
Construcción. Es probablemente el aspecto más difícil de todos, ya que en la mayoría de ellas, existen compromisos políticos y sociales que obligan a cumplir un programa en tiempo y costo que en muchas ocasiones no son compatibles con la calidad requerida en las bases de diseño. Además, el aspecto de supervisión presenta variaciones o cambios aún en los mismos países e instituciones.
Mantenimiento y operación. El grupo diseñador y consultor, así como el supervisor deben formar parte del comité de inspección de las presas que se están revisando, ya que conocen y están íntimamente ligados al proyecto y los detalles que lo componen; lamentablemente estos aspectos pocas veces se toman en cuenta.
Presa Tuxpango, Veracruz
Riesgo de fallo en la Presa Hidráulica Aguamilpa, Nayarit
Presa Aguamilpa, Nayarit
Mecánica De Suelos I

Presenta:

Leonardo Chocare Lopez
Dany Chanta Muños
Cesar Zuta Quirohuayo
Jorge Mañuico Muchaypiña

Julio, 2014.
Los eventos relevantes de la avenida de 1990 fueron:

Se inundó el recinto entre la ataguía y la presa retrasándose la construcción por no haberse terminado la pantalla impermeable.
No se había terminado la ataguía aguas abajo.
Se presentó un caído de 20,000 m3 de roca en el túnel que provocó un golpe de ariete de 250m de altura el cual salió por la lumbrera de cierre provisional, afortunadamente la misma sobrepresión y el gran caudal ayudaron a retirar el material producto del derrumbe.
Esta condición no estaba prevista en el diseño de la ataguía y puso en entredicho su estabilidad.
Por otra parte causó estragos en la cortina que estaba parcialmente cubierta con losas de concreto.
Comportamiento de la ataguía:
El agua se almacenó en el lado aguas debajo de la ataguía, lo cual no estaba previsto en el diseño original.
El nivel máximo de agua que se alcanzó fue la123.60msnm.
Deformaciones:
La deformación máxima de la ataguía fue de 15cm en el centro y la zona donde se ubica el aluvión; estos asentamientos se incrementaron en 5cm en el siguiente mes.
Las inundaciones produjeron un retraso cercano a tres meses en la construcción de las obras del proyecto.
La decisión de haber construido el dique fusible permitió no perder la ataguía aguas arriba, recuperar la obra de desvío y tener el retraso de solo unos meses en el programa de construcción de la obra contra la posibilidad de haber perdido más de un año de construcción.

Las condiciones de la presa en las obras de contención eran:

 Las losas de concreto estaban colocadas hasta la elevación 94 msnm.
 La cara de la presa estaba protegida con un riego de asfalto hasta la cota 120 msnm.
 De la 120 a la 124 estaba protegida con plástico en espera de ser protegida con asfalto.

ESTRUCTURA
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