Fundamentos de Ingeniería Civil en Movimientos de Tierra y Construcción de Presas

Movimientos de Tierra

Los movimientos de tierra son aquellas operaciones que excavan el terreno, transportan las tierras extraídas y las depositan en otro lugar.

Conceptos Clave en Movimientos de Tierra

• Desmonte: Consiste en la remoción de tierras.
• Terraplenar: Es rellenar un hueco o formar por encima del suelo un macizo de tierra llamado terraplén.
• Talud: Se refiere a la inclinación de un terreno. A menudo, se utilizan árboles para evitar derrumbamientos.

Ejecución de los Terraplenes

La construcción de terraplenes puede realizarse de dos maneras principales:

1. Terraplenes de cabeza o en avance: Las tierras se vierten hacia adelante.
2. Terraplenado por capas sucesivas: Las tierras se extienden en toda su anchura y se compactan.

Asentamiento del Terreno

Asentamiento Ordinario

Cuando la pendiente sea mayor del 20%, se hacen escalones inclinados a contrapendiente. La parte superior del terraplén se construye con la mejor tierra disponible y debe ser apisonada. En la parte superior se hace una reguera para evitar que las aguas que bajan por la ladera se introduzcan en el terraplén y puedan disgregarlo.

Asentamiento Impermeable

Cuando el terreno es muy arcilloso, el agua de infiltración se retiene en la superficie del suelo y provoca el desmoronamiento del terraplén.

Consolidación de Terraplenes

La consolidación de terraplenes consiste en proteger las obras de tierra de cualquier degradación que pueda provocar su disgregación. Estas degradaciones suelen ser superficiales o interiores.

Tipos de Degradaciones

Degradaciones Superficiales

Son producidas por los agentes atmosféricos y las aguas superficiales. Para evitarlas, se implementan las siguientes medidas:

1. Se recogen las aguas que bajan de los terrenos más altos por medio de una cuneta situada antes del talud de desmonte.
2. Se protege la capa superficial con siembra de hierba o árboles.

Degradaciones Interiores

Se consolidan mediante muros de contención. En estos muros se dejan unos agujeros llamados mechinales para que el agua fluya a través de ellos. Estas degradaciones son debidas a la presencia de agua de infiltración y capas de arcilla dentro de la masa de tierra.

Presas de Tierra

Las presas de tierra embalsan el agua procedente de una corriente o arroyo con el fin de aprovecharla a posteriori para el riego. El terreno ha de ser impermeable para evitar que el agua se filtre. Para su diseño y construcción, hay que tener en cuenta los siguientes aspectos:

1. Emplazamiento: Se debe elegir de forma que se recoja la mayor cantidad de agua con el menor volumen de obra a consumir.
2. Volumen de Agua Embalsada: Se necesita conocer el posible caudal a embalsar. El aforo del cauce permite conocer el agua acumulada. Además, se debe considerar la cantidad anual de lluvia, la extensión de la cuenca y la permeabilidad del terreno.
3. Posibilidad de Cimentación: Cuando la presa es de cierta envergadura, debe apoyarse sobre una base firme. Por lo tanto, se construirá en terrenos que ofrezcan suficiente firmeza o, si es necesario, se efectuarán grandes movimientos de tierra para encontrar un firme adecuado.

Sección de Presa

La sección más adecuada es la trapecial. Deberá tener la pendiente natural de la tierra empleada en la construcción y, en el interior, el contacto con el agua para aumentar la resistencia al empuje del agua. Los taludes se hacen más tendidos a medida que la presa va tomando más altura o cuando el material empleado es poco impermeable.

Construcción de Presas de Tierra

Se realiza una excavación en toda la base hasta que quede firme, suprimiendo malezas y raíces que dejarían huecos al pudrirse. Primero, se abren dos zanjas a lo largo de todo el cimiento, llamadas uñas, que sirven para dar mayor estabilidad a la obra. La tierra se extiende en capas sucesivas y se apisona con tractores y rodillos. Cada capa se extiende sobre la anterior y se compacta; es conveniente humedecer la tierra para facilitar el apisonado.

Materiales para Presas de Tierra

El mejor material para construir presas de tierra es el que tiene una buena proporción de arcilla. Cuando se construye en tierra arenosa, se utilizan unas pantallas o núcleos de material arcilloso que se construyen en la parte interna y que están en contacto con el agua. Estos deben profundizar en el cimiento hasta los estratos impermeables del terreno.

Conservación de Presas de Tierra

El talud exterior se protege con vegetación de césped para evitar la erosión del agua de lluvia. El muro de tierra tendrá mayor altura que el nivel más elevado del agua. Cuando la tierra es excesivamente arcillosa, se producen grietas, por lo que se tapan con tierra y se comprimen. Las ratas y ratones, que pueden crear galerías, deben ser exterminados para preservar la integridad de la estructura.

Embalses Recubiertos de Tierra

Los embalses recubiertos de tierra tienen el fondo recubierto de láminas de plástico para impedir la pérdida de agua por filtración. Pueden construirse a media ladera con el fin de reducir la excavación.

Construcción de Embalses Recubiertos

La ubicación más cómoda y segura para estos embalses es en terreno llano, aprovechando la tierra excavada para elevar paredes y aumentar la capacidad de embalse. Terminada la excavación, se extiende una capa de arena fina por toda la superficie del embalse para que cualquier aspereza o saliente no rompa el plástico.

La colocación de la lámina se realiza en días sin viento y con temperaturas suaves para evitar las dilataciones del material. Encima de la lámina se echa una capa de arena fina y sobre ella otra de grava que protege las láminas de posibles roturas. Después, las láminas se unen con cinta adhesiva, soldadura en el propio terreno o por medio de una zanja pequeña. El material más utilizado para estas láminas es el polietileno negro.