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PRACTICA N° 2 INFORME DEL ESTADO ACTUAL Y DE FUNCIONAMIENTO DE LAS OBRAS DEL PROYECTO “PRESA CALDERAS” Carrera: Ingeniería Civil Materia: TALLER II (CIV 300), Primer Semestre de 2017 Grupo 3 Docente: Ing. Henry Monzón de los Ríos 1.- INTRODUCCIÓN Y ANTECENDENTES 2.- OBJETIVOS 3.- IDENTIFICACIÓN DE OBRAS CON PROBLEMAS A. OBRA DE TOMA  Dique o azud derivador.  Bocatoma con dos rejillas.  Colchón disipador.  Sedimentador.  Compuerta del sedimentador.  Vertedero de admisión.  Canal de derivación.  Canal de limpieza.  Vertedero de excedencias.  Muros laterales.  Muros de gavión.  Escollera.  Losa puente.  Dentellones. B. OBRAS DE ADUCCIÓN  Trasvase.  Canal de aducción.  Desarenador.  Transiciones. C. PRESA CALDERAS  Cuerpo de la presa.  Desfogue de fondo.  Vertedero de excedencia o aliviadero.  Disipador de energía tipo esquí.  Puente de circulación peatonal.  Medidores de canaleta parshall.

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  

Pantalla de hormigón. Linimetro. Tomas de agua.

Las obras que poseen problemas en su funcionamiento son:      

La compuerta del sedimentador El canal de limpieza Vertedero de excedencias La escollera El desarenador Cuerpo de la presa.

4.- MATRIZ DEL ESTADO Y FUNCIONAMIENTO A. OBRA DE TOMA N°

COMPONENTE

1

Dique o azud derivador

2

Bocatoma con dos rejillas

DESCRIPCIÓN

FUNCIÓN

ESTADO ACTUAL

ESTADO DE FUNCIONAMIENTO

Es una obra de derivación realizada de H°C° y H°A° que ocupa todo el ancho del rio yesera, cuenta con un perfil curvo aguas abajo de la bocatoma y aliviaderos de supresión.

El dique o azud cumple la función de derivar el caudal del rio yesera a la bocatoma emplazada en el margen derecho del rio, el perfil curvo atenúa el paso del caudal de excedencia y los aliviaderos rebajan la presión ocasionada por el caudal subterráneo que circula por debajo del azud.

Presenta cierto desgaste por la erosión del caudal que circula por el perfil curvo, además se presume que tiene gran cantidad de sedimentos acumulados en la pantalla del azud, pero al final no presenta problemas estructuralmente.

El dique cumple su función de manera adecuada, no obstante, el dique no posee compuerta de purga lo que acarrea una acumulación de sedimentos en la pantalla del dique lo que a futuro puede generar un mal funcionamiento.

Los orificios reciben el caudal de demanda derivado por el azud y las rejas evitan la entrada de suelo aluvial al sedimentador.

Las rejillas presentan problemas de desgaste por la erosión provocada por el caudal que circula por estas, aunque a nivel estructural se encuentra estable.

Las rejillas cumplen con su funcionamiento puesto que en época de crecidas trabajaran como orificio y en época de estiaje trabajaran como vertedero.

Son dos orificios de forma rectangular que cuentan con rejillas de barras circulares de acero liso, la bocatoma se encuentra emplazada en el muro que se encuentra margen

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derecho del rio yesera. 3

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Colchón disipador

Sedimentador

Compuerta del sedimentador

Vertedero de admisión

No presenta problemas a nivel estructural no obstante se estima que presenta cierto desgaste por erosión y que se encuentra colmatado por los sedimentos.

El colchón disipador cumple con su funcionamiento de manera adecuada, no obstante, parte de este se encuentra colmatado por lo que se podría generar un mal funcionamiento a futuro.

Losa de H°C° fundada sobre el lecho aluvial del rio yesera que se encuentra emplazada aguas abajo del azud.

Cumple la función de amortiguar el caudal de excedencia protegiendo la obra del salto hidráulico generado por la obstrucción de su curso.

Estanque con muros de H°C° que cuenta con cierta pendiente, se encuentra ubicado en el margen derecho del rio después de la bocatoma.

Almacena los sedimentos que circulan por la reja de entrada por medio de la decantación de partículas finalidad de rebajar el caudal solido que circula por el canal de aducción.

No presenta problemas a nivel estructural no obstante tiene cierto desgaste en las paredes de hormigón.

El sedimentador cumple de manera regular con su funcionamiento aunque se observa que en época de crecidas el tirante logra rebalsar a la altura de la compuerta del sedimentador.

Es una compuerta metálica que se encuentra emplazada en la parte izquierda de la bocatoma, es adyacente al sedimentador.

Al abrir la compuerta del sedimentador debe eliminar todo el material acumulado en el sedimentador asumiendo el objetivo de preservar el sedimentador

Presenta ciertas deformaciones en la compuerta por el lado del sedimentador, presuntamente se debería al empuje del agua y a los sedimentos que aporrean la compuerta.

La compuerta del sedimentador funciona de manera deficiente ya que en época de crecidas no logra contener el rebalse del sedimentador y además presenta ciertas fallas en su mecanismo de apertura.

Muro de H°C° emplazado en el margen derecho del sedimentador, es lateral izquierdo al inicio del canal de derivación y paralelo a la bocatoma.

El vertedero de admisión tiene el objetivo de dejar circular el caudal del sedimentador al canal de aducción.

Presenta cierto desgaste en la solera y en los muros por donde circula el caudal.

El vertedero de admisión funciona de manera eficiente.

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Canal de derivación Canal rectangular de H°C° al cual es derivada el agua del sedimentador que se halla a la salida del vertedero de admisión.

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Canal rectangular que cumple la función de recibir el caudal derivado por el vertedero de admisión y conducirlo hacia el desarenador.

Presenta ciertas fisuras provocadas por la abrasión.

El canal de admisión funciona de manera eficiente, no obstante al encontrarse expuesto a la atmosfera, admite ramas de arbustos y otro tipo de sedimentos que pueden ocasionar cierta obstrucción aguas abajo de la línea de aducción.

Canal rectangular de H°C° paralelo al canal de derivación, al cual se deriva caudal sólido y liquido al rio yesera.

Cumple la función de conducir el caudal y los sedimentos acumulados en la apertura de la compuerta del sedimentador.

Presenta fisuras provocadas por la abrasión y desgaste en las paredes además de encontrarse colmatado por los sedimentos.

El canal de limpieza funciona de manera deplorable puesto que se encuentra completamente obstruido por los sedimentos lo que genera una acumulación de agua y sedimentos en dicho canal.

Muro de H°C° ubicado aguas abajo del sedimentador y se encuentra en la pared del margen izquierdo del canal de aducción.

Cumple la función de eliminar el caudal de Presenta fisuras en excedencias provocado la solera además de por las crecidas del rio cierto desgaste en yesera con el fin de la pared provocado evitar un desborde por la abrasión. aguas abajo del canal de derivación.

El vertedero de excedencias funciona de manera eficiente en época de crecidas.

Canal de limpieza

Vertedero de excedencias

Muros laterales

Muros de H°C° Los muros Los muros laterales fundados en los presentan desgaste tienen el objetivo de márgenes del rio por la erosión y el proteger la obra de yesera que es de muro lateral toma cuando existen forma rectangular. izquierdo se crecidas del rio yesera En el muro de ala encuentra asimismo el muro del margen derecho colmatado por los lateral derecho del rio yesera se sedimentos, aunque desempeña la función encuentra no presentan de emplazamiento de la emplazada la problemas a nivel bocatoma y el muro bocatoma. estructural. lateral izquierdo efectúa

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Los muros laterales funcionan de manera eficiente.

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la función de estabilidad de talud. 11

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Muros de gavión

Escollera

Muro de rocas unidas por una malla metálica en forma romboidal y en cubos de 1x1, que está emplazado en el margen derecho del rio yesera, aguas abajo del muro.

Los muros de gavión tiene el objetivo de proteger el canal de derivación de las crecidas del rio yesera.

No presentan ningún tipo de problemas.

Los muros de gavian funcionan de manera eficiente.

Son rocas ubicadas aguas abajo del colchón disipador que cubren el lecho del rio.

Cumple la función de evitar la socavación aguas abajo del colchón disipador.

Se presume que algunas rocas fueron desprendidas del lecho aluvial.

Se presume que la escollera funciona de manera deficiente.

Pequeña losa de H°A° ubicada por encima del canal de limpieza.

Cumple la función de puente peatonal para la apertura de la compuerta del sedimentador, y para la observación del azud.

No presenta ningún tipo de problema.

La losa puente funciona de manera eficiente.

Cumplen la función de Muros de H°C° que aumentar el recorrido poseen un pequeño del caudal subterráneo espesor. Dichos que circula por debajo muros son ubicados del azud y del colchón por debajo del azud disipador esto se realiza y del colchón con la finalidad de disipador disminuir la supresión colindante a la del agua en la escollera. estructura.

Se presume que no presenta ningún tipo de problema.

Se presume que los dentellones funcionan de manera eficiente.

Losa puente

Dentellones

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B. CANAL DE ADUCCIÓN N° 1

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COMPONENTE

FUNCIÓN

ESTADO ACTUAL

ESTADO DE FUNCIONAMIENTO

Son obras de aducción que amplían o reducen la sección de los tramos del canal de aducción, las transiciones se encuentran ubicadas entre el fin y el inicio de los tramos del canal de aducción los cuales tienen el siguiente orden: canal de aducción canal rectangular de H°C° - canal trapezoidal de zampeado de piedra – canal rectangular de H°A°.

Las transiciones cumplen la función de cambiar el tipo de canal y la sección de este a lo largo de la línea de aducción.

Las transición entre el canal de aducción - canal rectangular de H°C° presenta cierto desgaste por la abrasión, la transición entre el canal rectangular de H°C° - canal trapezoidal de zampeado de piedra se presume que no presenta ningún tipo de problema y la transición entre el canal trapezoidal de zampeado de piedra – canal rectangular de H°A° no presenta ningún tipo de problema.

Las transiciones funcionan de manera eficiente.

Es una obra de aducción la cual se divide por tramos que se distinguen por el tipo de material y la forma del canal, se observaron 3 tramos de canales, los cuales van del canal de aducción canal rectangular de H°C° - canal trapezoidal de zampeado de piedra – canal

El canal de aducción cumple la función de transportar el agua derivada por la obra de toma hasta su desemboque en la presa calderas, las diferentes características de los canales a lo largo de la línea de aducción se deben a un mejoramiento de la eficiencia hidráulica del canal en un tramo, la topografía del recorrido y/o una reducción de

El canal de aducción presenta poco desgaste en el tramo del canal rectangular de H°C°, aguas abajo de este tramo la aducción no se presenta ningún problema estructural.

El canal de aducción funciona de manera regular en todo su curso, puesto que se observan grandes pérdidas de caudal entre el principio y el fin de la línea de aducción.

DESCRIPCIÓN

Transiciones

Canal de aducción

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rectangular de H°A° y finalmente termina en el trasvase. 3

Desarenador Estanque con muros de H°C° que se encuentra ubicado en el margen izquierdo de la transición entre el canal de derivación y el canal de aducción.

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Trasvase

Es un orificio de H°A° ubicado en el desemboque de las aguas del canal de aducción y la presa calderas.

costos en la realización de la obra.

El desarenador elimina por medio de la decantación el material arenoso y limoso transportado por el canal de derivación, para el retiro de este material se seca el canal de derivación y se extrae de manera manual los sedimentos almacenados en el estanque. El trasvase cumple la función de recibir el caudal transportado por el canal de aducción y derivarlo a la presa calderas

No presenta ningún tipo de problema.

El desarenador funciona de manera deficiente puesto que la limpieza se realiza de manera manual teniéndose que cortar el sistema de aducción.

Se presume que no presenta ningún tipo de problema.

Se presume que el trasvase funciona de manera eficiente.

ESTADO ACTUAL

ESTADO DE FUNCIONAMIENTO

El cuerpo de la presa tiene cierto deterioro causado por el brote de plantas en su lado trasero, si el brote de plantas persiste puede llegar a ser nocivo para la estructura de la presa.

El cuerpo de la presa cumple de manera adecuada con su funcionamiento, no obstante la presa no se encuentra funcionando a toda su capacidad debido a los bajos niveles de agua.

C. PRESA CALDERAS N° 1

COMPONENTE

DESCRIPCIÓN

Cuerpo de la presa

El cuerpo de la presa engloba toda la estructura de la presa, que se halla formada de arcilla compactada en su capa interior, le continúa una capa de grava y en su parte externa cuenta con capas de piedras y rocas, dicha estructura

FUNCIÓN

El cuerpo de la presa sirve como un dique que retiene las aguas meteóricas y las aguas derivadas por el canal de aducción.

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cuenta con taludes que evitan los movimientos provocados por el empuje del agua y los sedimentos 2

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Desfogue de fondo.

Vertedero excedencia.

Ubicado en la parte inferior del cuerpo de la presa. Se especula que se encuentra conformado por un orificio de H°C° y se encuentro obstruido por una rejilla de acero. de

Disipador de energía tipo esquí.

Estructura de H°C° que tiene una forma curvaparabólica. Dicha estructura se encuentra asentada en el extremo derecho del cuerpo de la presa. Disipador ubicado en la parte concluyente del vertedero de excedencias. La estructura cuenta con una rápida que deriva el agua a 5 pantallas denominadas dados disipadores que absorben el impacto del caudal, toda la obra fue realizada de H°C°.

Se presume que el desfogue de fondo no presenta ningún tipo de problema.

El desfogue de fondo especulativamente cumple de manera regular debido a un deficiente mantenimiento, dicha especulación se debe a que la mayoría de los componentes de la presa tienen un mal seguimiento.

Permitir la derivación de niveles de agua máximos extraordinarios con la intención de proteger a la presa de un rebalse.

El vertedero de excedencias no presenta ningún tipo de problema a nivel estructural.

El vertedero de excedencias funciona de manera adecuada no obstante al depender directamente de los niveles de la presa no se llegó a observar su funcionamiento en plenitud.

Su función es la de disipar la energía del caudal derivado por el vertedero de excedencias.

El disipador funciona de manera adecuada no obstante al El disipador no depender directamente presenta ningún del caudal derivado tipo de problemas a por el vertedero de excedencias no se nivel estructural. llegó a observar su funcionamiento en plenitud.

Cumple la función de permitir el vaciado del embalse para efectuar operaciones de mantenimiento en la presa y reducir el volumen de material sólido depositado en proximidad de la presa

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Medidores parshall

Pantalla de hormigón.

Limnemetros

Tomas de agua

Son estructuras de paredes verticales de H°A°, que se encuentran ubicadas a las salidas de las tomas de agua y el desfogue de fondo, son constituidas por un tramo contraído y por un tramo divergente en declive. La pantalla de hormigón es una capa de H°A° ubicado en la parte frontal del cuerpo de la presa, dicha pantalla se encuentra en contacto directo con la presión hidrostática. Los limnímetros son laminas con escalas graduadas que se encuentran asentadas en 2 pilares de H°A° que se encuentran ubicados en ambos extremos de los alrededores de la pantalla de hormigon. Son orificios de H°C° que derivan caudal a un canal de aducción, estos se encuentran ubicados en la

Cumplen la función de medir el caudal derivado a las tomas de agua.

Los medidores parshall no presenta ningún problema a nivel estructural.

Los medidores parshall funciona de manera óptima.

Cumple la función de evitar la infiltración de agua en el cuerpo de la presa.

Presenta fisuras provocadas por la abrasión y se presume que tiene gran cantidad de sedimento acumulado en su parte inferior.

La pantalla de hormigón funciona de manera adecuada.

Cumplen la función de medir los niveles de agua que alcanzan los tirantes en la presa.

No presentan ningún problema.

Los linnimetros funcionan de manera adecuada.

Son utilizadas para extraer el caudal almacenado en la presa calderas.

Se presume que no presentan ningún problema.

Se especula que las tomas de agua cumplen de manera adecuada su funcionamiento.

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parte trasera de la presa.

5.- DESCRIPCIÓN DE LOS PROBLEMAS IDENTIFICADOS 

La compuerta del sedimentador

Presenta deformaciones, mala operación de apertura y no logra contener el agua acumulada en el sedimentador. 

El canal de limpieza

Presenta colmatación en su desemboque y acumulación de sedimentos y agua que no puede ser drenada. 

Vertedero de excedencias

Posee rajaduras significativas en su estructura 

La escollera

Se presume que gran parte de las rocas que componen la escollera fueron desprendidas por la erosión que existe detrás del colchón disipador 

El desarenador

El desarenador representa un problema de mantenimiento puesto que para su uso de manera manual se debe esperar a épocas de estiaje o cortar el sistema de aducción para su limpieza. 

Cuerpo de la presa

El cuerpo de la presa presenta un problema de vegetación en su parte trasera que a la larga puede llegar a debilitar la estructura de la presa. 6.- PLANTEAMIENTO DE LAS SOLUCIONES

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 La compuerta del sedimentador ESTADO ACTUAL: (REGULAR) La recomendación al deterioro en la Compuerta, si no se pudiese Solucionar por una reparación podemos realizar el correspondiente Reemplazo (los reemplazos o reparación por lo general se realizan anualmente) por una que tenga un mayor espesor en su material, dando la robustez necesaria para responder de manera eficiente a los embates y aporreos a la que esta expuesta actualmente. ESTADO DE FUNCIONAMIENTO: (DEFICIENTE) Para mejorar el o los dispositivos de apertura que componen a la compuerta bastara con hacer el correspondiente engrasado (Realizado Mensualmente) Y así mismo Mejorar con este cambio el mecanismo de apertura. Si se ha decidido por el Reemplazo, para mejorar el Funcionamiento de la compuerta será necesario el Pintado de sus elementos metálicos con pintura anticorrosiva (Esto se realizara Semestralmente). Esto mejorara notablemente la función que cumple al contener los rebalses del sedimentador en épocas de crecidas.

 El canal de limpieza ESTADO ACTUAL: Para Solucionar el Problema de las Fisuras será necesario aplicar un método que consiste en agrandar la fisura a lo largo de su cara expuesta y llenarla y sellarla con un sellador adecuado. Este sellado nos brindara la impermeabilización en nuestra superficie de hormigón en contacto con el agua. Este tratamiento reduce la posibilidad de que la humedad llegue a las armaduras o atraviese el hormigón, provocando manchas superficiales u otros problemas. Los selladores pueden ser de diferentes materiales, incluyendo resinas, uretanos, siliconas, polisulfuros, materiales asfálticos o morteros de polímero.

ESTADO DE FUNCIONAMIENTO: Para Solucionar el Problema de acumulación de sedimentos y agua se deberá localizar y Desprender el material adherido en el fondo y en las paredes del canal, utilizando palas, cubetas, baldes o carretilla para remover los sedimentos empujándolos hacia fuera del lugar. Raspar el fondo del canal y dejarlo completamente limpio.

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Presenta colmatación en su desemboque y acumulación de sedimentos y agua que no puede ser drenada.  Vertedero de excedencias Posee rajaduras significativas en su estructura ESTADO ACTUAL: (deficiente) Solucionaremos el problema de fisuras y rajaduras sellándolas con hormigón a lo largo y ancho y se procurara que quede un acabado liso en lo posible respecto al nivel del resto de la superficie para evitar presiones diferenciales en las caras del revestimiento y como medida opcional pudiera realizar un recubrimiento de los muros de concreto para reducir y minorizar los fenómenos de cavitación.  La escollera Se Advierte rocas desprendidas que componen la escollera a causa de la erosión que existe detrás del colchón disipador ESTADO ACTUAL: (deficiente) La solución más viable es el remplazo de las piedras que fueron desplazadas de su lugar y poner piedras de un peso mayor para impedir que sean arrastradas nuevamente y verificar si existe algún tipo de defecto en la calidad de la roca del resto o posible movimiento de alguna otra para realizar el cambio inmediato.

ESTADO DE FUNCIONAMIENTO: (deficiente) Se asegurara el funcionamiento de nuestra capa de piedras (escollera) al remplazar las piedras defectuosas por piedras de más calidad y peso, estableciendo un perfil de pendiente adecuado para asegurar la correcta colocación de las mismas

 El desarenador El desarenador representa un problema de mantenimiento puesto que para su uso de manera manual se debe esperar a épocas de estiaje o cortar el sistema de aducción para su limpieza.

ESTADO DE FUNCIONAMIENTO: (deficiente) Una solución provista es mejorar los tiempos de limpieza buscando

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 Cuerpo de la presa El cuerpo de la presa presenta un problema de vegetación en su parte trasera que a la larga puede llegar a debilitar la estructura de la presa.

El artículo 30 habla de registrar las incidencias y llevarlas al archivo técnico de la presa, para que los técnicos que vengan después a hacer inspecciones y demás puedan tener constancia de las incidencias que ha tenido la presa, del histórico de la presa. También se habla del programa de auscultación, que debe venir recogido en las normas de explotación, y lo más importante es que hay que aplicarlo.

Si el terreno presenta problemas de malezas se realizarán deshierbes manuales o mecánicos

7.- RESPONSABLES DE LAS SOLUCIONES 8.- IMPACTOS QUE PRODUCEN LOS PROBLEMAS

9.- CONCLUSION O RECOMENDACIONES Al realizar la inspección y evaluación de los aspectos técnicos de las Obras Visitadas donde se pudo hacer el seguimiento del tipo de operación de la presa, la identificación de anomalías y problemas, todo ello posteriormente orientado a plantear soluciones y verificando el correcto funcionamiento de los elementos que constituyen dichas obras.

Podemos recomendar que cuando vamos a hacer una inspección de una presa y/o obra de captación se debe seguir un orden, por ejemplo empezando por la coronación de la presa, vamos bajando y observado las distintas obras que lo componen, las cámaras de los órganos de desagüe, el río aguas abajo de la presa. Al llevar dicho orden tenemos una mayor eficacia para elaborar de manera correcta el informe técnico de las obras en observación.

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Podemos Concluir que una visita de inspección a una presa y a las instalaciones con todas sus componentes considerados (destacando el seguimiento de un orden) Nos dará como resultado que las inspecciones y sobre todo la vigilancia puede ser mejor informado através de un personal a pie de presa informando de si aparece una nueva fisura, o una nueva filtración, etc. Destacando así que es una mejor manera que otros métodos convencionales que tienen sus límitaciones.

Finalmente Aplicando las recomendaciones y las conclusiones dadas, se podrá realizar un informe Fiable, correcto y ordenado.

RECOMENDACIONES 1) Que en las presas se realice un mantenimiento, unas revisiones periódicas, tanto de las obras, accesos, órganos de desagüe, canales de Aducción, etc. 8) Realizar una inspección cuidadosa, para anomalías no detectables por la instrumentación como nuevas fisuras, nuevas filtraciones, se pueden detectar con vigilancia y con inspección.

CONCLUSIONES 1) Es importante velar por la calidad de la observación. Hemos de tener un buen criterio, prestar atención, detectar anomalías, posibles correcciones , porque todo lo que se va a observar los vamos a interpretar y nos van a servir para tomar decisiones en materia de seguridad y mejoramiento.

4) Todo el Informe esta orientado a responder a si la presa a día de hoy es segura y dar las recomendaciones para mantener el nivel de seguridad de la misma.

10.- ANEXOS 10.1.- MAPAS, CROQUIS 10.2.- GRAFICOS Y/O GRAFICOS

7.- RESPONSABLES DE LAS SOLUCIONES

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N°

SOLUCIONES

1

La compuerta del sedimentador

2

El canal de limpieza

3

Vertedero de excedencias

4

La Escollera

5

El Desarenador

6

Cuerpo de la Presa

ESTADO

RESPONSABLES

a)ACTUAL Reemplazo de compuerta

a) Técnicos especializados en metal

b) EN FUNCIONAMIENTO pintado y engrasado a)ACTUAL Sellado de fisuras

b) usuarios beneficiarios

b) EN FUNCIONAMIENTO retiro del sedimento a)ACTUAL Reacondicionamiento con concreto

mecánica

a)

Técnico con experiencia impermeabilizar y sellado

b) usuarios beneficiarios a) Albañil en sitio

a)ACTUAL remplazar lo defectuoso

a) Personal autorizado y con

a)ACTUAL limpieza

a) usuarios beneficiarios

a)ACTUAL crecimiento inadecuado de vegetacion

a) Talador calificado

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experiencia

en