La historia del diseño de esta cortina se remonta al año 1977, cuando el ingeniero José Vicente Orozco realizó un estudio para el proyecto de la cortina de la presa La Cañada (Orozco, 1977) en la misma zona donde se ubica La Caridad, ambas pertenecientes a la unidad minera de este nombre.
Posteriormente, en 1981, fueron realizados los análisis de
estabilidad para una cortina que se ubicaría en el sitio de La Caridad; para
ésta se consideró una sección simétrica con núcleo de arcilla y caras de
enrocamiento (Canales, 1981), con pendientes de 1.6:1 (H:V) en ambas
caras y de 0.5:1 en el núcleo de arcilla, con una corona de 12 m de
ancho y una altura de 140 m, que corresponde a la cortina actual.
Los factores de seguridad calculados estuvieron entre 1.22 y 2.0. Se
utilizó un núcleo impermeable de arcilla para que la cortina tuviera el
doble propósito de alojar jales y almacenar agua, de acuerdo con las
necesidades y los requerimientos de
operación de la unidad minera.
En 1992 se planteó la necesidad de incrementar la altura de la cortina
con el fin de poder almacenar un volumen mayor de jales. Para ello se realizó
un análisis de estabilidad (Orozco, 1992) con carga estática más sísmica,
utilizando métodos de equilibrio límite para evaluar la factibilidad de la sobreelevacion
hasta una altura de 170 m.
Los resultados obtenidos indican que para pendientes 2:1 y
2.5:1, los factores de seguridad fueron 1.0 y 2.0, respectivamente. Sin
embargo, los trabajos de ampliación no se llevaron a cabo.
Con el fin de prolongar la vida útil de la presa de jales se plantea,
nuevamente, elevar la cortina a la cota 905, para alcanzar una altura de
170m. El procedimiento general contempla escarificar y recompactar unos
2m del material del núcleo a partir de la elevación actual de la corona.
PROCEDIMIENTO PARA LA AMPLIACION
El procedimiento propuesto consiste en colocar enrocamiento sobre el
talud de aguas abajo y ampliar de manera considerable su sección. Para ello, se
evalúan dos opciones; la primera (propuesta inicial) contempla una banda de
enrocamiento de ancho constante desde el pie del talud hasta la corona, con
inclinación 1.6:1; la segunda (propuesta modificada) se refiere a una banda de
enrocamiento de pendiente variable: 1.5:1 en el tercio inferior de la altura,
cambiando a una pendiente de 1.4:1 en los dos tercios superiores.
Este talud aloja dos bermas de 3 y 5 m de ancho ubicadas en los tercios
inferior y superior, respectivamente. Esta geometría representa una reducción
aproximada de 11% del volumen del enrocamiento requerido respecto a la
propuesta inicial.
GEOMETRIA Y PROPIEDADES
Para determinar las propiedades de los materiales que conforman la
cortina, se recurrió a ensayos de laboratorio realizados en materiales del
núcleo, muestreados para este estudio. Además, se recurrió a información
histórica de la misma cortina y a la literatura técnica. Con ello fue posible definir
un rango de propiedades suficientemente amplio para compensar su conocimiento
parcial.
La sección propuesta para la cortina de la presa de jales La Caridad
está compuesta por cuatro zonas: enrocamiento (4), transición (3), núcleo
impermeable (1) y el nuevo enrocamiento colocado aguas abajo (4A).
AMBIENTE SISMICO
De acuerdo con la zonificación sísmica de la República (CFE, 1993), la
presa La Caridad está ubicada en una zona de riesgo intermedio. Su altura y
concepción como presa para el almacenamiento de agua permiten plantear la
aplicación de los criterios de la Comisión Internacional de Grandes Presas (ICOLD)
para los análisis de estabilidad sísmica.
Para diseñar la cortina de una presa, la ICOLD (1989) recomienda sismos
para dos niveles de severidad: sismo máximo creíble y sismo de operación. El
primero corresponde al temblor hipotético que produce el movimiento más severo
del terreno en el sitio de la obra, ya sea por causa de una fuente o por el
efecto combinado de varias de ellas.
CONCLUSIONES
Los análisis de los dos modelos propuestos muestran que la presa La
Caridad es estable tanto para la condición estática (final de la construcción
más llenado [agua más jales] del embalse) como para la condición sísmica (sismo
más embalse lleno). Los resultados analíticos indican que la ampliación de la
cortina que contempla talud con pendiente variable y bermas es estable ante
ambas condiciones de carga. Esta opción de ampliación reduce aproximadamente 11%
el volumen del enrocamiento respecto al requerido en la alternativa propuesta
inicialmente.
Debido a la baja magnitud de los esfuerzos de tensión generados en el
núcleo de la cortina en zonas cercanas a los empotramientos, a la naturaleza
transitoria de los movimientos sísmicos y a la resistencia del material del
corazón, se considera que se conservará la integridad del núcleo bajo la acción
de las cargas aplicadas.
Referencias
Comisión Federal de Electricidad (1993). Manual de Obras Civiles. México.
ICOLD (1989). Selecting Seismic Parameters for
Large Dams. Boletín72.
NOM-141-SEMARNAT-2003 (Septiembre 2004). “Norma Oficial Mexicana que
establece el procedimiento para caracterizar los jales, así como las
especificaciones y criterios para la caracterización y preparación del sitio,
proyecto, construcción, operación y postoperación de presas de jales”.
Diario Oficial de la Federación. México.
Orozco, J. V. (1977). Informe sobre geotecnia y datos para el diseño de la presa La Cañada en
el sistema receptor de jales, Sonora.
Orozco, R. V. (Octubre 1992). Evaluación de la ampliación del represo # 7 La Caridad con
arena de jal. Sonora.
La mayoría de las obras que se realizan, deben contener un estudios de mecánica de suelos, debido a que el suelo cambia de acuerdo al lugar en donde te ubiques, es así como el analizar al suelo, determinar sus propiedades físicas pero sobre todo mecánicas, representa hoy por hoy, una contribución a la realización de obras. La presa de Jales, es un ejemplo de muchos de como estudiar el comportamiento del suelo garantiza si bien no a un 100% estabilidad en el mismo, si una gran garantía de que su funcionalidad va a ser la mejor o por lo menos eso se busca, en todos los proyectos a construir.
ResponderEliminarAl parecer seria una construcción o un proceso constructivo muy bueno y nuevo pues no se había realizado algo así, por consiguiente el estudio de los suelos en el lugar y como poder hacer que la cortina de esta presa sea aun mas grande creo que es muy bueno. Trabajar tanto con suelos da una gran experiencia para poder realizar una gran presa una muy buena cimentación pues al aparecer toda parte de ahí de tener un excelente estudio de mecánica de suelos.
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