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MOVIMIENTO DE TIERRA (DISEÑO PRELIMINAR DE PRSAS)

INTEGRANTES DANILO JOSE MEZA ACOSTA SERGIO LUIS VILLALBA MERCADO JORGE CAMILO NAVARRO RAMOS JUAN JOSE NAVARRO RAMOS

DOCENTE ENALDO ELIAS GARRIDO ALVAREZ INGENIERO TOPOGRAFO

UNIVERSIDAD DE SUCRE FFACULTAD DE INGENIRIA PROGRAMA AGRICOLA 14/JUNIO/2018 SINCELEJO-SUCRE

TABLA DE CONTENIDO

PA G INTRODUCCION ___________________________________________________

3

OBJETIVOS _______________________________________________________

4

JUSTIFICACION____________________________________________________

5

PROCEDIMIENTO___________________________________________________

6

MARCO TEORICO___________________________________________________

7-11

CALCULOS Y RESULTADOS__________________________________________ 12-15 ANALISIS DE LOS RESULTADOS______________________________________

16

CONCLUSION______________________________________________________

17

BIBLIOGRAFIA_____________________________________________________

18

PLANOS Y ESQUEMAS______________________________________________

19

INTRODUCCION

Una presa es una obra de arte de la ingeniería cuya finalidad es almacenar grandes volúmenes de agua, las cuales se construyen para acopiar agua para usos de la comunidad e industrial, para irrigación y para regulación de corriente; para el desarrollo del poder hidroeléctrico, para canalización de ríos, y para retención de fango o material arrastrado. La presa es una estructura de concreto armado o "tierra" que se construye generalmente en el cauce de los ríos interrumpiendo el flujo normal del agua superficial y determinando el embalse de este caudal aguas arriba. Las presas pueden ser metálicas, de madera, de fábrica, de tierra (utilizada para el presente informe) y de escollera.

Para que las presas satisfagan su objeto deben

proyectarse de forma que con el mínimo coste no se produzcan filtraciones excesivas ni peligrosas, tanto a través de la propia presa como del terreno circundante. Las presiones transmitidas por la presa al terreno no deben originar el peligro de hundimiento de éste ni de asientos y deformaciones excesivas que puedan averiar la presa y comprometer su estabilidad. En el siguiente informe se mostrara como hacer un diseño preliminar de una presa, todo esto se dio gracias a los integrantes del grupo y a los equipos necesarios utilizados para dicho proceso, esto se realizó en una fracción de terreno del campus universitario Puerta Roja de la Universidad De Sucre.

OBJETIVOS

Objetivos generales 

Poner en práctica todo lo conocido en la teoría acerca del movimiento de tierra para el diseño preliminar de una presa.

Objetivos Específicos.

  

Conocer todos los procedimientos necesarios para el desarrollo de una presa Determinar los volúmenes de almacenamiento de una presa. Afianzar los conocimientos dados en la teoría por el docente.

JUSTIFICACION

La construcción de presas hoy en día es de gran utilidad, las que se construye a través de un río, arroyo o canal con la finalidad de almacenar el agua y elevar su nivel, con el fin de regular el caudal, para su aprovechamiento en el riego de terrenos, en el abastecimiento de poblaciones o en la producción de energía mecánica. La energía mecánica puede aprovecharse directamente como en los molinos (actualmente en desuso) o de forma indirecta para producir energía eléctrica como en las centrales hidroeléctricas. Dentro de las clases de presas las de material suelto de suelos constituyen el tipo más común y más antiguo de presas, dado que en su construcción intervienen materiales en su estado natural que requieren de un tratamiento mínimo. Además, los requisitos para su fundación son menos exigentes que para los otros tipos de obras. La elección de este tipo de presa surge de la consideración de todas las tipologías y sus relaciones con las características físicas del lugar, el relieve, los fines a los que va a servir la presa, la economía, seguridad y demás limitaciones que existen. La topografía, establece en gran medida el tipo de presa; en llanuras bajas, onduladas, surgen como las más convenientes las presas de suelos, con un vertedero separado o alejado de la zona de mayor altura Otro de los aspectos definitorios en la elección de la presa son las condiciones geológicas y de su fundación. Las fundaciones pueden llegar a limitar el tipo de presa o bien imponer condiciones de diseño acordes con el tipo de suelo en la base. La disposición de materiales en las inmediaciones para la construcción de la presa es otro de los aspectos definitorios, como factor físico, que gobierna la selección del tipo de presa, ya que implica la eliminación o reducción de los gastos de transporte de los materiales.

PROCEDIMIENTO

1. Se escoge el terreno a levantar 2. Se escoge el punto de amarre o BM 3. Se empiezan abscisados de 10 metros desde el punto de inicio o punto A hasta el punto final o punto B. 4. Se leen los hilos taquimétricos tanto en el punto de BM y en los puntos abscisados con la mira y el nivel. 5. Se hallan las cotas de los puntos abscisados y la altura instrumental del BM. 6. Se realiza el plano a mano alzada de las curvas de nivel del levantamiento.

MARCO TEORICO DEFINICIÓN DE PRESA En ingeniería se denomina presa o represa a una barrera fabricada con piedra, hormigón o materiales sueltos, que se construye habitualmente en una cerrada o desfiladero sobre un río o arroyo con la finalidad de embalsar el agua en el cauce fluvial para su posterior aprovechamiento en abastecimiento o regadío, para elevar su nivel con el objetivo de derivarla a canalizaciones de riego, o para la producción de energía mecánica al transformar la energía potencial del almacenamiento en energía cinética, y ésta nuevamente en mecánica al accionar la fuerza del agua un elemento móvil. La energía mecánica puede aprovecharse directamente, como en los antiguos molinos, o de forma indirecta para producir energía eléctrica, como se hace en las centrales hidroeléctricas.

DISEÑO DE PRESAS   DE TIERRA 

Ubicación de la boquilla y del vaso; Utilizando una carta geográfica se ubica el eje de la boquilla y el área del espejo del vaso.



Geología de la boquilla y del vaso; Informe elaborado por un geólogo acerca de las formaciones geológicas, fallas, capa freática y estabilidad de   los taludes tanto del vaso como de la boquilla.



Topografía de la boquilla y del vaso. Plano topográfico a curvas de nivel, cada 1.00 m, del vaso y de la boquilla (hasta 300 m aguas abajo del eje).     - Ubicación del eje de la presa en el plano de la boquilla.

PARTES PRINCIPALES DE UNA OBRA DE REPRESAMIENTO

Ver ted or

Torre de contrCon ol duc to de des car ga

Terr aplé n Dre (Pre n sa) Cond ucciò n

Rà pi da

Hidrología del proyecto.

Información climatológica: Velocidad máxima del viento, evaporación diaria o mensual, temperatura máxima y mínima. Caudales de aporte de la cuenca al 75%   y 85% de persistencia. Caudales de demanda del proyecto (consumo poblacional, irrigación, pecuario, hidroenergía, industrial, etc.) Volúmenes del embalse: Volumen muerto, volumen muerto por cota de derivación, volumen inactivo, volumen útil, volumen de súper almacenamiento.

Tipos de Presas de tierra

Presa homogénea Presa heterogénea de núcleo central

Presa de pantalla central

presa de pantalla sobre el paramento Aguas arriba

DISEÑO GEOMETRICO (CRITERIOS DE DISEÑO) Altura de la presa Inicialmente, la altura de la presa se mide a partir del lecho del cauce en el eje de la boquilla, tomando en cuenta los niveles característicos del embalse (cota de derivación, nivel mínimo de operación, nivel de aguas máximas ordinarias, nivel de aguas máximas extraordinarias). Para mayor facilidad se utiliza la gráfica de curvas altura-volumen y altura-área del vaso. Una vez conocida la cota del NAMO, sobre ésta se incrementa el borde libre. Al fijar la magnitud total del borde libre de una presa de tierra y enrocamiento han de tenerse en cuenta el incremento del nivel del embalse por máximas avenidas, el oleaje por viento, los asentamientos progresivos de la cortina, la pérdida de altura por deslizamientos o por rodamiento de partículas del enrocamiento y el oleaje producido por los sismos.

Taludes El perfil transversal de una presa de tierra o enrocamiento se determina por los resultados que proporciona la experiencia, basada en presas existentes y teniendo en cuenta las otras que fallaron. El proceso puede ser: dimensionado con arreglo a la experiencia, comprobación de la estabilidad de sus taludes por las modernas teorías geotécnicas, previo conocimiento de

los materiales que la van a constituir, y control cuidadoso en la puesta en obra para que se cumplan las condiciones mínimas exigidas en la comprobación. Presas de sección homogénea.- Hay materiales que pueden reunir en grado suficiente las dos condiciones básicas de estabilidad e impermeabilidad. El caso más frecuente lo constituyen las mezclas bien proporcionadas de gravas y arenas con elementos finos más o menos arcillosos (7% - 20% de arcilla). Los suelos de origen morrénico son un ejemplo típico. Igualmente los limos y ciertos tipos de arcillas, aunque en estos casos se requieren taludes más suaves.

Las pendientes fuertes de los estribos producen grietas por asentamiento del terraplén de la presa, especialmente en la parte más alta de la presa.

CALCULOS Y RESULTADOS 1. Calculo de las distancias de ubicación de las cotas redondas

X 1=

( CM −CR )∗d (CM −Cm)

X 1=

( 609.302−609.3 )∗10 =0.048 m ( 609.302−608.888 )

X 2=

( CM −CR )∗d (CM −Cm)

X 2=

( 609.561−609.3 )∗10 =2.46 m (609.561−608.498)

2. Calculo de las altura

h=CR−CN h(k 0+0,048)=609.3−609.3=0 h ( k 0+ 010 )=609.3−608.880=0.42 h ( k 0+ 020 )=609.3−608.523=0.796 h ( k 0+ 030 )=609.3−608.504=0.786 h ( k 0+ 040 )=609.3−608.485=0.815 h ( k 0+ 050 )=609.3−608.480=0.82 h ( k 0+ 060 )=609.3−608.498=0.802 h ( k 0+ 069,8 )=609.3−609.3=0

3. Calculo de la distancia horizontal de ubicación del chaflán seco (ds).

ds=b+(ss∗h)

ds ( k 0+0,048 )=1.5+ ( 1.5∗0 )=1.5 ds ( k 0+010 )=1.5+ ( 1.5∗0.42 ) =2.13 ds ( k 0+020 )=1.5+ ( 1.5∗0.796 )=2.694 ds ( k 0+030 )=1.5+ ( 1.5∗0.786 )=2.679 ds ( k 0+040 )=1.5+ ( 1.5∗0.815 )=2.723 ds ( k 0+050 )=1.5+ ( 1.5∗0.82 ) =2.73 ds ( k 0+060 )=1.5+ ( 1.5∗0.802 ) =2.703 ds ( k 0+069,8 )=1.5+ ( 1.5∗0 )=1.5

4. Calculo de la distancia horizontal de ubicación del chaflán húmedo (dh).

dh=b+(sh∗h) dh ( k 0+ 0,048 )=1.5+ ( 2.00∗0 ) =1.5 dh ( k 0+ 010 )=1.5+ ( 2.00∗0.42 )=2.34 dh ( k 0+ 020 )=1.5+ ( 2.00∗0.796 ) =3.092 dh ( k 0+ 030 )=1.5+ ( 2.00∗0.786 ) =3.072 dh ( k 0+ 040 )=1.5+ ( 2.00∗0.815 )=3.13 dh ( k 0+ 050 )=1.5+ ( 2.00∗0.82 )=3.14 dh ( k 0+ 060 )=1.5+ ( 2.00∗0.802 )=3.104 dh ( k 0+ 069,8 )=1.5+ ( 2.00∗0 ) =1.5

5. Calculo de la base de la presa (D).

D=ds+ dh D ( k 0+0,048 ) =1.5+1.5=3 D ( k 0+010 )=2.13+2.34=4.47 D ( k 0+020 )=2.694+3.092=5.786 D ( k 0+030 )=2.679+3.072=5.751

D ( k 0+040 )=2.723+3.13=5.853 D ( k 0+050 )=2.730+3.14=5.87 D ( k 0+060 )=2.703+3.104=5.807 D ( k 0+069,8 ) =1.5+1.5=3

6. Calculo del área (A)

A=

( D+ B )∗h 2

A ( k 0+0,048 )=

( 3+3 )∗0 =0 2

A ( k 0+010 )=

( 4.47+3 )∗0.42 =1.569 2

A ( k 0+020 )=

( 5.786+3 )∗0.796 =3.497 2

A ( k 0+030 )=

( 5.751+3 )∗0.786 =3.44 2

A ( k 0+040 )=

( 5.853+ 3 )∗0.815 =3.608 2

A ( k 0+050 )=

( 5.87+3 )∗0.82 =3.637 2

A ( k 0+060 )=

( 5.867+3 )∗0.802 =3.556 2

A ( k 0+069,8 )=

( 3+3 )∗0 =0 2

7. Calculo de volumen (V).

1 V (1)=( ∗A ( K 0+ 010 ))∗d 3

( 13 ∗1.569 )∗0.052=0,027

V ( 1 )=

( A ( K 0+010 ) + A ( K 0+020 ) )∗d

V ( 2 )=

2

( 1.569+ 3.497 )∗10 =25.33 2

V ( 2 )=

( A ( K 0+020 ) + A ( K 0+030 ))∗d

V ( 3 )=

2

( 3.497+3.44 )∗10 =34.685 2

V ( 3 )= V ( 4 )= V ( 4 )= V ( 5 )= V ( 5 )= V ( 6 )= V ( 6 )=

( A ( K 0+030 ) + A ( K 0+040 ) )∗d 2

( 3.44+3.608 )∗10 =35.24 2

( A ( K 0+040 ) + A ( K 0+050 ))∗d 2 (3.608+3.637)∗10 =36.225 2

( A ( K 0+050 )+ A ( K 0+060 ) )∗d 2

( 3.637+3.556 )∗10 =35.935 2

V ( 7 )=¿ V ( 7 )=

( 13 ∗3.556 )∗9.8=11.616

VT =V 1+V 2+V 3 … Vn VT =0.027+25.330+34.685+35.240+ 36.225+ 35.935+ 11.616 VT =179.058 m3

ANALISIS DE RESULTADOS

Esta práctica fue muy satisfactoria ya que se basó en uno de los procesos más utilizados por la ingeniería como es la acumulación de agua la cual es utilizada para diferentes campos de la ingeniería agrícola. En este caso se trabajó en una parte muy buena para la realización de dicha práctica, esto fue muy fundamental para una buena realización de la práctica puesto que cumple con todo lo necesario para esta práctica. En esta práctica al final se leyó mal unos hilos taquimétricos por esa razón no se realizó el informe con todos los abscisados de la práctica. A pesar de todo eso se puede decir que la práctica como el informe son muy buenos ya que nos arrojó unos resultados muy buenos, todo lo ocurrido nos enseñó la importancia de los hilos taquimétricos en este ámbito. No se realiza la práctica de nuevo por falta de tiempo por eso no se continua con todos los procesos correspondientes cuando existe un error. Una presa de tierra tiene muchos factores que influyen al momento de su realización como lo es el tipo de suelo, el volumen de agua a almacenar y el flujo de agua en esa zona.

CONCLUSION

Esta práctica es fundamental para la ingeniería agrícola, abarca varios campos de la ingeniería agrícola como es el tema aguas entre otros. La práctica en general puso en práctica todo lo visto en la teoría, se cumplieron todos los objetivos previstos y puestos por el docente, el terreno utilizado fue el mejor para su realización. Este informe mostrado anteriormente hizo referencia a todos los métodos que se utilizan para el diseño preliminar de una presa los cuales son muy efectivos para su realización ya que gracias a ellos se puede realizar una presa.

BIBLIOGRAFIA



http://www.ingetec.com.



NOVAK, P., MOFFAT, A.I.B., NALLURI, C., NARAYAN, R. Estructuras Hidráulicas, Segunda Ediciòn, Mc Graw Hill.



http://www.covenpre.org.ve/presas.html



Separata de Diseño de Presas Ing. Francisco Huamán Vidaurre.



Apuntes de la clase.

CARTERA DE CALCULOS Abs.

CR

CN

K0+0,04 8

609.3

609.3

K0+010

609.3

K0+020

h

s h

s s

B

b

ds

dh

D

A

Vl

0

2

1. 5

3

1. 5

1.5

1.5

3

0

0.027

608.8 88

0.42

2

1. 5

3

1. 5

2.13

2.34

4.47

1.569

25.33

609.3

608.5 23

0.79 6

2

1. 5

3

1. 5

2.69 4

3.09 2

5.78 6

3.497

34.68 5

K0+030

609.3

608.5 04

0.78 6

2

1. 5

3

1. 5

2.67 9

3.07 2

5.75 1

3.44

35.24

K0+040

609.3

608.4 85

0.81 5

2

1. 5

3

1. 5

2.72 3

3.13

5.85 3

3.608

36.22 5

K0+050

609.3

608.4 80

0.82

2

1. 5

3

1. 5

2.73

3.14

5.87

3.637

35.93 5

K0+060

609.3

608.4 98

0.80 2

2

1. 5

3

1. 5

2.70 3

3.10 4

5.80 7

3.556

11.61 6

K0+069, 8

609.3

609.3

0

2

1. 5

3

1. 5

1.5

1.5

3

0

TOTAL

179.0 58