Presas y Sus Fallas

UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA MAESTRÍA EN INGENIERÍA GEOTÉCNICA CATEDRATICO: MSC. VICTOR LÓPEZ

TEMA: PRESAS QUE HAN FALLADO EN EL MUNDO Y CUALES HAN SIDO LAS CAUSAS

ALUMNO: ERICK ESTUARDO GALDÁMEZ SOBERANIS CARNÉ: 1000-30972

DISEÑO DE CONSTRUCCIÓN DE OBRAS HIDRAULICAS

INDICE INTRODUCCIÓN

……………………………………………………………………………3

OBJETIVOS

……………………………………………………………………...…....4

CAPITULO I: MARCO TEÓRICO 1. PRESAS …………..………………………………………………………………...…5 2. TIPOS DE PRESAS………………………………………………………………......6 2.1 Presas de materiales sueltos…………………………………………………......6 2.2 Presas de fábrica.…………………………………………………………………..6 2.2.1 Presas de gravedad 2.2.2 Presas de contra fuerte 2.2.3 Presas de arco-gravedad 2.2.4 Presas de arco-boveda 3. ESTUDIOS GEOLÓGICOS Y GEOTÉCNICOS PARA PRESAS………………..8

CAPITULO II: PRESAS Y SUS FALLAS 4. PRESAS Y EMBALSES DEL MUNDO…………………………………………......9

CONCLUSIONES

………………………………………………………………………….27

RECOMENDACIONES BIBLIOGRAFIA

…………………………………………………………………..28

………………………………………………………………………..…29

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INTRODUCCIÓN Las presas como parte de la infraestructura del mundo, son parte integral del desarrollo de las ciudades del mundo. Este tipo de estructuras son utilizadas en proyectos hidráulicos, en donde el objetivo primordial es el aprovechamiento del agua, como generador de beneficios a las poblaciones alrededor. Esta investigación se enfoca en el estudio de las presas, dividiéndose en dos partes: en el Capitulo I, se hace una breve descripción de las presas, los tipos de presas y estudios que son necesarios para el correcto funcionamiento de las estructuras, y en el Capitulo II se hace una análisis de las presas que han fallado en el mundo, explicando las causas que las hicieron fallar.

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OBJETIVOS  GENERAL: Conocer las características y tipos de presas, que se encuentran alrededor del mundo, y las causas que las han llevado a provocar desastres.  ESPECÍFICOS: a) Conocer que son las presas y los tipos de presas. b) Conocer las fases y estudios previos que se deben de realizar. c) Conocer las presas del mundo y cuales han sido las causas que las han hecho que fallen.

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CAPITULO I: MARCO TEORICO 1. PRESAS: Son

obras

de

ingeniería

utilizadas

principalmente

en

proyectos

de

abastecimiento de agua, control de inundaciones y producción de energía eléctrica, siendo esta última la productora del 19% del suministro a nivel mundial (González, 2002). Otros usos que se le dan a las presas es la de almacenamiento de residuos mineros. Según González (2002) China es uno de los países con más presas en el mundo (22,000), lo cuál representa el 50% del total de presas del mundo, que son parte de los grandes proyectos hidráulicos. El principal inconveniente con que se encuentra la ingeniería, para desarrollar más proyectos de presas a nivel mundial, es el tema ambiental que ha sido mal manejado, ya que problemas como la colmatación de los sedimentos y la salinización del suelo, son algunos que se consideran para no ser considerada la construcción de nuevas presas. Otros factores medioambientales, como la erosión y pérdida de suelo, deslizamientos, sismicidad inducida, eutrofización, efectos climáticos, modificación de la dinámica fluvial (González, 2002), junto a los impactos sociales (40 millones de personas desplazadas en todo el mundo por causa de los embalses) y económicos (muchos países endeudados por la construcción de presas), son objeto de la actual controversia entre las necesidades de recursos hídricos, el desarrollo sostenible y las consecuencias medioambientales. La seguridad de las presas es muy alta, habiendo aumentando notablemente en las últimas décadas, con un 0.5 de roturas registradas a partir de 1950, frente al 2.2 con anterioridad a 1950.

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2. TIPOS DE PRESAS: Las presas pueden clasificarse en función de su material de construcción en dos grupos: presas de materiales sueltos y presas de fábrica. 2.1 PRESAS DE MATERIALES SUELTOS La principal característica de estas presas es el tipo de material utilizado para su construcción. En principio, la gran mayoría de materiales geológicos son aceptables, excepto los que se pueden alterar, disolver o evolucionar modificando sus propiedades. El sistema de construcción consiste en la compactación de materiales dispuestos por capas.

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2.2 PRESAS DE FÁBRICA Las presas de fábrica son todas actualmente de hormigón, y pueden adoptar distinta geometría dependiendo del terreno de cimentación y la morfología de la cerrada. Los tipos más importantes son: 2.2.1 Presas de gravedad. Su sección transversal es resistente por sí sola sin colaboración mecánica de los estribos del valle. Requieren, en general, mayor volumen de hormigón en comparación con otras presas de hormigón. 2.2.2 Presas de contrafuertes. Son presas de gravedad aligeradas formadas por elementos estructurales transversales a la sección, o contrafuertes, con objeto de reducir volumen de obra de fábrica y disminuir subpresiones, entre otros fines. 2.2.3 Presas arco-gravedad: Para reducir la sección de las presas de gravedad se dispone su planta en arco, con objeto de transmitir parte de las cargas a los estribos (apoyos laterales de la presa sobre las márgenes de la cerrada). 2.2.4 Presas arco-bóveda. Constituyen las de mayor complejidad de diseño, análisis y construcción, pues se trata de estructuras muy esbeltas, de planta y sección curvas, en que se aprovecha la alta resistencia del terreno de cimentación para disminuir notablemente el volumen de hormigón.

(González, 2002)

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3. ESTUDIOS GEOLÓGICOS Y GEOTÉCNICOS PARA PRESAS: Los estudios geológicos y geotécnicos, se desarrollan en la distintas etaps del proyecto y construcción de una presa. La fases en que estos estudios se realizan son: Estudios previos y de factibilidad; su objetivo es establecer la viabilidad de las presas

siguiendo

criterios

geológicos

(ausencia

de

riesgos

geológicos,

deslizamientos, carstificación, fallas activas, altas sismicidad, etc), Estudios de soluciones y de anteproyecto; su objetivo es aportar los criterios geológicos para la selección del tipo de presa y la cerrada de la presa, bajo el punto de vista técnico, económico y medioambiental.

(González, 2002)

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CAPITULO II: PRESAS Y SUS FALLAS 4. PRESAS Y EMBALSES DEL MUNDO 4.1 Dale Dique Embalse: Es un embalse ubicado en el noreste de Peak District, en la ciudad de Sheffield South Yorkshire, Inglaterra, a 1.6 km al oeste de Bradfield y a 13 km del centro de Sheffield afluente del río Loxley . Junto con otros tres depósitos de todo el pueblo de Bradfield - Agden, Damflask y Strines que fue construido entre 1859 y 1864 por la Compañía de Abastecimiento de Agua Sheffield para garantizar un suministro de agua para alimentar los molinos de aguas abajo y para abastecer de agua potable a la población creciente de Sheffield .

En 1864 la presa de nueva construcción falló, provocando que el Gran Diluvio Sheffield , que causó enormes daños a lo largo del Loxley y Don y por el centro de Sheffield. Hubo 244 muertes.

(Wikipedia, 2015)

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4.2 South Fork: Esta presa se encuentra ubicada en el lago Conemaugh, un cuerpo artificial de agua ubicado cerca de South Fork, Pennsylvania, Estados Unidos. El 31 de mayo de 1889, después de varios días de lluvias sin precedentes, el dique cedió. Un torrente de agua corrió abajo, destruyendo varias ciudades. Cuando llegó a Johnstown, 2.209 personas perdieron la vida.

(Wikipedia, 2015)

4.3 Walnut Grove: Ubicada en Wickenburg en el territorio de Arizona en los Estados Unidos, los principales problemas que afectaron dicha presa fueron, las fuertes nevadas y lluvias que provocaron la rotura en el año de 1890.

(Wikipedia, 2015)

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4.4 Desná: Presa de concrto ubicada en territorio del Imperio Austrohúngaro, defectos en la construcción fueron los que provocaron la rotura de la presa en el año de 1916, causando inundaciones.

(Wikipedia, 2015)

4.5 Lynn Eigiau: La avenida de esta presa destruyo la presa de Coedty, Dolgarrog, en el norte de Gales, Reino Unido, en el año de 1925, el contratista culpa a la reducción de costos, sin embargo callo una lluvia de 630 mm de agua en 5 días. Esta ha sido la última rotura de presa con victimas hasta la fecha.

4.6 St. Francis: Era una presa de gravedad en forma curva, construida para crear una regulación y almacenamiento del gran reservorio de la Ciudad de Los Ángeles, California. El depósito fue una parte integral de la infraestructura de abastecimiento de agua de la ciudad.

Antes de la medianoche del 12 de marzo de 1928 la presa colapso, y el resultante de la inundación acabó con la vida de 600 personas. El colapso de la

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presa de San Francisco es considerado como uno de los peores desastres de ingeniería civil estadounidenses del siglo 20 y sigue siendo la segunda mayor pérdida de vidas en la historia de California.

La causa principal de su falla fue la inestabilidad geológica del cañón, que no pudo ser evaluada de forma correcta y esto incremento el riesgo de colapsar.

(Wikipedia, 2015)

4.7 Vega de Tera: Fue un pequeño aprovechamiento hidroeléctrico español situado en el curso del río Tera a su paso por la comarca de Sanabria. El embalse formó parte de un sistema más amplio de lagos artificiales y canales denominados Salto de Moncabril que surgieron de la necesidad de obtener fuentes de energía durante el franquismo. La escasez de presupuesto hizo que esta construcción se realizara de forma deficiente y que la noche del 9 de enero de 1959, tras la rotura de la presa, tuviera lugar la catástrofe de Ribadelago. El derrumbe de la presa liberó más de ocho millones de metros cúbicos de agua que se dirigieron hacia el cañón del río Tera y que en su bajada, arrasó el pueblo de Ribadelago, por lo que provocó la muerte o desaparición de 144 personas.

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4.8 Malpasset Fue una presa de arco del río Reyran, construido aproximadamente 7 km al norte de Fréjus en la Costa Azul, en el sur de Francia, en el departamento de Var. Se derrumbó el 2 de diciembre de 1959, matando a 421 personas en las inundaciones resultantes. Una falla tectónica más tarde fue encontrada como la causa más probable de la catástrofe. El agua recogida por la pared, incapaz de escapar a través de las rocas que presionaban en forma diagonal hacia la pared de la presa. Las explosiones durante la construcción de la carretera podrían haber causado el desplazamiento de la roca base de la presa.

(Wikipedia, 2015)

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4.8 Baldwin Hills El depósito se encuentra en una colina baja en Baldwin Hills, Los Ángeles, California. Fue construido entre 1947 y 1951 por el Departamento de Agua y Energía de Los Ángeles directamente en una activa línea de falla, que era filial al cercano

conocido

falla

Newport-Inglewood.

Los

estratos

geológicos

subyacentes se consideraron inestables para un depósito, y el diseño llamado para un revestimiento de suelo compactado destinado a prevenir la filtración en la cimentación. Las líneas de falla fueron consideradas durante la planificación, sin embargo los ingenieros y geólogos que participaron en el diseño, determinaron que no eran significativas.

(Wikipedia, 2015)

4.9 Vajont: Fue construida el año 1961 bajo el Monte Toc, 100 kilómetros al norte de Venecia, en la provincia de Pordenone, Italia. Era una de las presas más altas del mundo, con 262 metros de altura, 27 metros de grosor en la base y 3.4 metros en la cima. El día 9 de octubre de 1963 la combinación del tercer rellenado del depósito produjo un gigantesco deslizamiento de unos 260 millones de metros cúbicos de bosque, tierra y roca, que cayeron en el depósito a unos 110 km por hora. El agua desplazada resultante produjo que 50 millones de metros cúbicos de agua sobrepasasen la presa en una ola de 90 metros de altura.

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4.10 Buffalo Creek: Se ubicaba en West Virginia, USA, el desastre se produjo el 26 de febrero de 1972, cuando el embalse de lodos de carbón de la presa No. 3, que se encontraba en una colina en el condado de Logan, West Virginia, EE.UU., explotó cuatro días después de haber sido declarado satisfactorio por un inspector federal. La inundación resultante desató aproximadamente 500.000 m 3 de aguas residuales, la cresta de la inundación superó los 30 metros de altura, destruyendo las aldeas en Buffalo Creek Hollow. De una población de 5,000 personas, 125 fueron asesinados, 1.121 resultaron heridos, y más de 4,000 quedaron sin hogar.

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4.11 Banqiao y Shimantan: Es una presa en el río Ru en la ciudad de Zhumadian, provincia de Henan, China. Su fracaso en 1975 causó más víctimas que cualquier otra falla de la presa en la historia. Posteriormente fue reconstruida. Las rupturas de las presas mataron a unas 171,000 personas. Las grietas en las represas y esclusas en las puertas aparecieron después de la terminación debido a errores de construcción y de ingeniería. La rotura de la presa fue algo natural en contraposición al desastre hecho por el hombre, con fuentes del gobierno poniendo énfasis en la cantidad de lluvia en contraposición a la mala ingeniería y construcción.

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4.12 Teton: Fue una represa ubicada sobre el río Teton en el estado de Idaho en Estados Unidos, finalizada en noviembre de 1975 la represa sufrió un fallo en su muro, lo cual produjo el 5 de junio de 1976 su rompimiento y el desagüe del embalse de agua que contenía, costando la vida de 14 personas y cerca de 1,000 millones de dólares en reconstrucción e indemnizaciones. La represa fue construida por el gobierno federal a fin de proveer agua para la irrigación y energía eléctrica, a un costo de 100 millones de dólares, la misma estaba compuesta por una cresta de 975.36 m y una altura de 92.64 m, luego del desastre, no fue reconstruida y no se han planteado planes actualmente para hacerlo.

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4.13 Kelly Barnes Era una presa de tierra, que servía como dique de contención, situado en el condado de Stephens, Georgia, a las afueras de la ciudad de Toccoa. Se derrumbó el 6 de noviembre 1977 después de un período de fuertes lluvias y la inundación resultante mató a 39 personas. La presa nunca fue reconstruida, y el Toccoa Falls aguas abajo del sitio de la presa es ahora un monumento y una atracción turística en el campus de Toccoa Falls.

(Wikipedia, 2015)

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4.14 Lawn Lake Era una presa de tierra ubicada en Rocky Mountain National Park, Estados Unidos que falló el 15 de julio de 1982 a las 6 am, en un evento conocido como la inundación de 1982. La repentina liberación de 849,000 m 3 de agua dado lugar a una riada que mató a tres personas que acampan en el parque y causó $ 31 millones en daños a la ciudad de East Park, Colorado y otras zonas bajas.

(Wikipedia, 2015)

4.15 Tous La presa de Tous, también llamada Embalse de Tous o Pantano de Tous, está situada en los términos municipales de Tous y Millares, en la provincia de Valencia, España. La presa embalsa al río Júcar y a su tributario, el río Escalona, en la parte final de su curso. La razón por lo cual falló la presa fue negligencia de un aviso de lluvias fuertes, en la zona y la ausencia de personal calificado durante la noche en temporada de alerta roja.

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(Wikipedia, 2015)

4.16 Presa de Carsington La presa se ubicó en Derbyshire, Inglaterra. El fallo de la presa ocurrió en 1,984 y la principal causa fue la plastificación del núcleo arcilloso, lo cual desencadeno en inundaciones.

4.17 Val di Stava Presa ubicada en Italia, su fallo se produjo el 19 de julio de 1985, cuando dos presas de relaves sobre la aldea de Stava, cerca de Tesero, el norte de Italia, colapsaron.

El resultado fue uno de los peores desastres de Italia,

matando a 268 personas, la destrucción de 63 edificios y la demolición de ocho puentes. La presa superior se rompió primero, lo que llevo al colapso de la presa inferior. Alrededor de 180 mil metros cúbicos de lodo, arena y agua fueron liberados en el valle del Rio di Stava y hacia la aldea de Stava a una velocidad de 90 km/h. Después de haber atravesado el pueblo, el torrente siguió hasta que llegó al río Avisio, destruyendo todo a su paso Al realizar la investigación sobre el desastre, se determinó que la causa que llevo al colapso, fue que las presas estaban mal cuidadas y el margen de operación segura era muy pequeño.

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4.18 Opuha Se encuentra en el río Opuha, un afluente del río opihi en el sur de Canterbury, Nueva Zelanda. La presa se utiliza para el almacenamiento de agua para la agricultura de riego y proporciona 7.7 MW de electricidad a Nueva Zelanda. El sitio ha sido identificado como un área importante para las aves por Bird Life International, ya que apoya las colonias de cría del peligro Gaviota Negro facturado. La presa falló durante la construcción el 6 de febrero 1997, debido a las fuertes lluvias.

(Wikipedia, 2015)

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4.19 Vodní nádrz Sobenov Un proyecto de agua construida en el río Negro, al noreste de Kaplice, cerca del pueblo Soběnov. Fue terminado en 1925 y es considerada la más antigua presa en el sur de Bohemia. El propósito principal de la presa es almacenar agua para la energía hidroeléctrica y la protección contra inundaciones. Durante las inundaciones de 2002 que afectaron Europa fue rompió, pero desde 2005 ha estado sirviendo a su propósito.

(Wikipedia, 2015)

4.20 Big Bay: Era una presa de tierra ubicada a 11 kilómetros al oeste de Purvis, Mississippi en el condado de Lamar. El 12 de marzo de 2004, el dique de contención Big Bay falló a través de tuberías en las cercanías del vertedero principal, 12 años después de la construcción. Se determinó que la presa no cumplía con la geometría (ancho, pendiente, etc.) establecida para este tipo de presas, lo cual permitió que el flujo comenzará a infiltrarse, provocando el colapso.

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4.21 Presa de Camará: Era una presa de concreto ubicada en Brasil, la cual colapso en 2004, a causa de un deslizamiento inclinado debido a que el cálculo tradicional no era suficiente para el diseño de esta presa, se debió realizar un cálculo basado en un modelo 3D.

(Toledo, 2013)

4.22 Taum Sauk Está situado a más de 80 kilómetros de la fuente de agua más cercana, el río de Mississippi. Construido sobre la región montañosa de St. François, Ozarks, Missouri, unos 140 km al sur de St. Louis cerca de Lesterville, Missouri,

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la estación de energía hidroeléctrica de Taum Sauk es una planta hidroeléctrica de almacenamiento bombeado, diseñada para ayudar a satisfacer las demandas de potencia de pico durante el día.

(Wikipedia, 2015)

Colapso en 2005 debido a un error informático o del operador. Los manómetros no se tuvieron en cuenta a sabiendas de que existían registros de roturas con presiones menores.

(Wikipedia, 2015)

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4.23 Presa de Campos Novos La represa de Campos Novos, es una central hidroeléctrica brasileña, ubicada sobre el río Canoas, 20 km aguas arriba de la confluencia de este con el río Pelotas, donde nace el río Uruguay. En el 2006 antes de que entrara en funcionamiento hubo un colapso del túnel, que no provocó víctimas. Fue inaugurada oficialmente y entro en funcionamiento en el 2007.

(Wikipedia, 2015)

4.24 Situ Gintung Era un lago artificial ubicado en las cercanías de la población de Cirendeu en el distrito Tangerang en la parte occidental de la isla de Java. El embalse fue originalmente construido por las autoridades coloniales holandesas en 1933. Construido con tierra pisada y con una altura de 16 m, su muro de contención colapsó el 27 de marzo de 2009 debido al poco mantenimiento y lluvia monzónica provocando en una inundación que causó la muerte de 58 personas y decenas de desaparecidos.

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CONCLUSIONES  De los estudios geológicos y geotécnicos que se efectuen previos y durante a la construcción de las presas, radica gran parte del buen funcionamiento, ya que la mayoria de las causas del colapso de presas, es por cuestiones geológicas de los lugares en donde se construyeron, por no haber efectuado estudios profundos que permitierán minimizar o eliminar el riesgo.  Según la investigación realizada, se puede establecer que la mayoria de presas que han fallado y colapsado, fue durante la epoca anterior a 1950, y como establece González (2002), en los ultimos años se ha disminuido de un 2.2% a un 0.5% el colapso de presas.  La presa que a causado la mayor cantidad de victimas en el mundo, es Banqiao y Shimantan, ubicada en China, la cual causo la muerte de 171,000 personas.

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RECOMENDACIÓN En la medida de lo posible, se recomienda realizar todos los estudios geológicos-geotécnicos (geológia, geotécnica, cartografia, geofísica, etc), que permitan contar con toda la información necesaria del sitio en donde se ubicará la presa, esto permitirá que el riesgo de que colapse la presa, sea minimizado.

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BIBLIOGRAFIA

1. Toledo, Angel. (2013). “Incidentes y accidentes en presas”. Universidad Politécnica de Madrid. Madrid, España. 2. Vallejo, L. G. (2002). “Ingeniería Geológica”. Madrid, España: Prentice Hall. 3. Wikipedia. (22 de Enero de 2015). Obtenido de www.wikipedia.com

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