Fallas En Las Presas

Obras Hidráulicas

Fallas Graves de Presas

Introducción

El diseño y construcción de una presa de materiales locales se realiza con el objetivo de garantizar que no se produzcan fallas graves o catastróficas a lo largo de su vida útil. Las principales características de las fallas graves o catastróficas en presas de materiales locales según el orden de ocurrencia son: el rebase de la cortina, sifonamiento mecánico, agrietamiento transversal, deslizamiento del talud aguas abajo, sismos, licuación y perdidas por filtración. La prioridad y ordenamiento a tener en cuenta en el diseño va a depender de muchos factores, pero entre lo más comunes y determinantes esta la selección del tipo de suelo a utilizar en la construcción de la cortina y la forma de colocar estos en cuando a humedad, peso específico seco, energía y tipo de compactación a emplear en la construcción.

a) Rebase de la cortina.

La descarga normal por vertedor no es una falla, pero si esta estructura es modificada reduciendo su capacidad, puede ocasionar derrames por la cortina que son considerados como incidentes y si la cortina se rompe, es una falla.

En el caso de descarga de agua por ruptura de la cortina, las causas pueden ser:

• Efectos naturales como sismos y avenidas

• Mal diseño o construcción

• Mala selección de los materiales

• Envejecimiento y falta de mantenimiento

• Inestabilidad de cimentación y empotramientos

• Filtraciones y supresiones

• Fallas en equipo mecánico (vertedores)

• Mal funcionamiento u operación (del vaso y vertedor).

b) Sifonamiento mecánico

Cuando el agua fluye a través del suelo, su carga hidráulica se disipa venciendo las fuerzas viscosas inducidas y que se oponen al flujo en los canalículos formados entre las partículas; recíprocamente, el agua que fluye genera fuerzas erosivas que tienden a empujar las partículas, arrastrándolas en la dirección del flujo. En el momento en que este arrastre se produce, ha comenzado el sifnoamiento mecánico del suelo.

c) Agrietamiento transversal.

Las grietas pueden aparecer casi en cualquier orientación; sin embargo, las más peligrosas son las que se presentan transversalmente al eje de la cortina y se llenan de agua; se presentan cuando los estratos tienen diferente compresibilidad, en cambios bruscos en la boquilla que provocan asentamientos en el corazón impermeable y tensiones en la zona de la corona. El riesgo de agrietamiento transversal aumenta cuando se disminuye el espesor del corazón impermeable, por lo que se recomienda para cortinas de altura media, que éste no sea inferior al quince o veinte por ciento de la carga hidráulica.

d) Deslizamiento de talud.

El diseño de cortinas de materiales naturales se basa en evitar este tipo de fallas debido a que es la falla más vulnerable a la que se enfrentan. Afortunadamente, los estudios de estabilidad de taludes proporcionan métodos para el análisis y cuantificación de la estabilidad ante este tipo de fallas. Este tipo de fallas se presentan ya sea durante la construcción de la cortina, en la operación de la presa o debido a un vaciado rápido de la misma. Los deslizamientos del talud aguas arriba, no traen consigo el colapso de la cortina, los principales efectos que ocasionan es tapar los conductos o galerías. El método más utilizado para hacer este análisis es el de los círculos de falla.

e) Sismos

La presencia de un sismo, favorece la aparición de algunas fallas ya antes mencionadas, las más comúnmente encontradas son la aparición de grietas, licuación y asentamientos. En base a comportamientos previos de este tipo de cortinas durante sismos, se ha observado una tendencia más destructiva en cortinas bajo una frecuencia sísmica baja

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