Conceptos clave y factores de estabilidad en el diseño de presas

Resumen

El documento recoge los conceptos básicos para el diseño de presas: definiciones de cotas, alturas y niveles de embalse, como el nivel máximo normal, el nivel para la avenida de proyecto y el resguardo. Además, presenta los parámetros que intervienen en el análisis de estabilidad al deslizamiento y las medidas para mejorarla.

Puntos clave

La cota de coronación es la cota más elevada de la estructura resistente de la presa.
El nivel máximo normal (NMN) es el máximo nivel que puede alcanzar el agua en el embalse en régimen normal de explotación.
El resguardo es la diferencia entre el nivel del agua del embalse en una situación concreta y la coronación de la presa.
En el análisis al deslizamiento intervienen T (fuerza paralela al plano), N (fuerza perpendicular, incluida la subpresión), tg φ y la cohesión C.
Cuando hay despegue, L es la longitud total de la base menos la longitud de despegue.
Cimentar en contrapendiente y reducir la subpresión aumentan la estabilidad al deslizamiento; los tratamientos del terreno mejoran C y tg φ.

Ponte a prueba

Conceptos Clave en el Diseño de Presas

Definiciones de Niveles y Alturas

Cota de coronación: Es la cota más elevada de la estructura resistente de la presa.
Altura de presa: Es la diferencia entre la cota de coronación y la del punto más bajo de la superficie general de cimientos.
Altura sobre el cauce: Es la diferencia entre la cota de coronación y la del punto más bajo del cauce del río interceptado por el paramento de aguas abajo de la presa.
Nivel máximo normal (NMN): Es el máximo nivel que puede alcanzar el agua en el embalse en un régimen normal de explotación.
Nivel para la avenida de proyecto (NAP): Es el máximo nivel que se alcanza en el embalse, considerando su acción laminadora, cuando recibe la avenida de proyecto.
Nivel para la avenida extrema (NAE): Es el máximo nivel que se alcanza en el embalse si se produce la avenida extrema, habida cuenta la acción laminadora del mismo.
Resguardo: Es la diferencia entre el nivel del agua del embalse en una situación concreta y la coronación de la presa.
Capacidad de embalse: Es el volumen de agua que puede almacenar el embalse con el nivel máximo normal.

Factores de Estabilidad y Seguridad en Presas

Fuerzas y Coeficientes

T: Proyección de la resultante de las fuerzas actuantes en la dirección paralela al plano de deslizamiento.
N: Proyección de la resultante de las fuerzas actuantes, incluida la subpresión, en la dirección perpendicular al plano de deslizamiento.
tg φ: Coeficiente de rozamiento en el contacto presa-cimiento.
C: Valor de la cohesión en el contacto presa-cimiento.
L: Longitud de la zona de contacto sometida a compresiones normales. Cuando se produce despegue, el valor de L es igual a la longitud total de la base de la presa menos la longitud de despegue.
Ep: Empuje pasivo. Su consideración en la práctica resulta en general bastante discutible.
Coeficiente de seguridad del término asociado al rozamiento (F1).
Coeficiente de seguridad del término asociado a la cohesión (F2).

Actuaciones de Mejora de la Estabilidad al Deslizamiento

Cimentar en contrapendiente (aumenta N y disminuye T).
Inclinar el talud de aguas arriba (aumenta N).
Reducir la subpresión (aumenta N).
Utilizar cables de anclaje (aumenta N y puede disminuir T).
Realizar tratamientos del terreno (mejora de C y tg φ).

Preguntas frecuentes

¿Qué es la cota de coronación de una presa?

Es la cota más elevada de la estructura resistente de la presa. Sirve de referencia para calcular la altura de presa y el resguardo.

¿Qué es el resguardo en una presa?

Es la diferencia entre el nivel del agua del embalse en una situación concreta y la coronación de la presa.

¿Cómo se puede mejorar la estabilidad al deslizamiento de una presa?

Cimentando en contrapendiente, inclinando el talud de aguas arriba, reduciendo la subpresión o utilizando cables de anclaje. También se pueden realizar tratamientos del terreno para mejorar C y tg φ.