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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

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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.

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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.

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El peso de la presa juega un rol dominante frente a la presión del agua, donde W>P.

Los principales materiales para construir son: 

Cemento



Arena



Gravas



Rocas

Figura N° 1. Presa de tierra Fuente: 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 arcilla Fuente: 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. -

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Presas derechas:

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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. -

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 arcilla Fuente: http://ingcivilperu.blogspot.com/2011/03/presas-de-embalse.html

Figura N° 4. Presa de arco Agua del Toro - Argentina Fuente: 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.

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-

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 Bajo 0.50*PMAX

Estado 2 Medio 0.75*PMAX

Estado 3 Máximo PMAX

Estado 4 Estado 5 Medio Bajo 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.

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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.

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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.

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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

Rynine D y Judd W (1961)

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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 HoekBrown 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)

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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

Topografía del

Características

Materiales

Otras

Presa

Sitio de Presa

de la Fundación

Disponibles

Características

Tierra Zonificada

Homogénea

No limitante,

Se adaptan a

Cantidades

No tiene

salvo en casos de

cualquier tipo de

adecuadas de

limitaciones

presas estrechas

fundación, si no

materiales

razonables de

donde pudiese

son aconsejables

permeables,

altura, requiere de

dificultarse el

tampoco lo es

impermeables o

aliviadero y

movimiento de

ningún otro tipo.

semipermeables,

tomas por lo

maquinaria

Se adaptan bien a

bien diferenciados

general

pesada.

los sismos.

o enrocado.

separados.

Usualmente en

Similar a las

Que posean

Usualmente son

sitios llanos, no

zonificadas;

proporciones

bajas por

es limitante salvo

menor

adecuadas de finos

limitaciones del

por las

adaptabilidad a

y gruesos,

volumen y

dificultades con

los sismos.

apropiados para

comportamiento

maquinaria

filtros, drenes, y

de los materiales.

pesada.

protección de taludes.

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Enrocado Enrocado

No limitante,

Mayor capacidad

Canteras

Similares a las de

similares a las de

de soporte que las

explotables y

tierra zonificadas.

tierra.

de tierra,

suficientes

Excelente

enrocadas

adaptabilidad a

disponibles al igual

los sismos.

que materiales para filtros.

Concreto Gravedad

Este aspecto no

Roca sana o

Prácticamente no

No tiene

es limitante,

relativamente

son limitantes salvo

limitación de

usualmente se

sana y poco

en sitios donde no

altura razonable,

escoge para sitios

fracturada. Para

se encuentren

no requiere de

no demasiado

presas bajas

cercanos agregados

espacio adicional

estrechos.

(menores a 15 m

para el concreto.

para ubicar

de altura) se

aliviaderos y

puede utilizar en

tomas.

fundaciones permeables. Arco

Son ideales en

Roca sana o que

Similares a las de

Usualmente son

valles

pueda sanearse a

gravedad, pero

presas altas, es

relativamente

bajo costo, tanto

requieren de

algo más

estrechos (En

en el cauce como

menores

limitante que las

forma de “U” o

en los estribos; se

volúmenes de

de gravedad para

“V”).

adaptan a los

material.

ubicar aliviaderos

sismos.

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y tomas.

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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

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V.

REFERENCIAS BIBLOGRAFICAS  Astier, J. L. (1975). Geofísica Aplicada a la Hidrogeología.

Paraninfo, Madrid.

 Blyth F.G.H y Freitas (1998). Geología para Ingenieros, Edit.Continetal, México.440.  Cantos Figueroa, J. (1987). Tratado de prospección geofísica aplicada. (3ª ed.). Escuela de Minas, Madrid.  Gonzales de Vallejo, L. (2003). Ingeniería Geológica, Edit. Prentice Hall, Madrid, España, 744p.  Krynine D. y Judd W. (1961). Geología, Mecánica del Suelo y de las Rocas y Otras 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?registro=19113&anio=2011&numero_rev ista=352  http://www.apuntesingenierocivil.blogspot.com/2010/10/estudios-basicos-para-laconstruccion.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

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