Tema 2. Módulo III. Balsas de regadíos.pdf

EADIC – Escuela Técnica Especializada FORMACIÓN SUPERIOR EN MANTENIMIENTO, CONSTRUCCIÓN Y GESTIÓN DE OBRAS HIDRÁULICAS

MÓDULO IV. MODERNIZACIÓN DE REGADÍOS Tema 2. Balsas de Regadío www.eadic.com 91 393 03 19 [email protected]

ÍNDICE MÓDULO III. MODERNIZACION DE REGADÍOS .............................................................................................. 4 TEMA 2. BALSAS DE REGADÍO ...................................................................................................................................... 4 0

OBJETIVOS ..................................................................................................................................................................... 4

BLOQUE I. CONSIDERACIONES GENERALES................................................................................................... 5 1

CONCEPTO DE BALSAS. DIFERENCIA ENTRE BALSAS Y PRESAS ................................ 5

2

TIPOLOGÍA DE BALSAS ..................................................................................................................................... 10 2.1 2.2

Clasificación en función del material impermeabilizante ................................................ 10 Clasificación en función de su uso ....................................................................................................13

3

NORMATIVA APLICABLE ..................................................................................................................................15

4

BIBLIOGRAFÍA ............................................................................................................................................................ 18

BLOQUE II INTRODUCCIÓN AL DISEÑO. DIQUE Y EMBALSE .........................................................20 5

ASPECTOS BÁSICOS DEL DISEÑO DE UNA BALSA ................................................................20

6

ELEMENTOS DE UNA BALSA ...................................................................................................................... 23

7

SELECCIÓN DEL EMPLAZAMIENTO Y ESTUDIOS PREVIOS ............................................. 41

8

DISEÑO DE BALSAS EN PLANTA ............................................................................................................. 49

9

ANÁLISIS DE LA ESTABILIDAD DE LOS TALUDES. DISEÑO EN ALZADO............ 55

10

SISTEMAS DE IMPERMEABILIZACIÓN........................................................................................... 59

11

DETALLES CONSTRUCTIVOS ..................................................................................................................... 67

12

BIBLIOGRAFÍA ........................................................................................................................................................... 78

BLOQUE III. OBRAS DE REGULACIÓN Y CAPTACIÓN. BALSAS. INTRODUCCIÓN AL DISEÑO. OBRAS COMPLEMENTARIAS .............................................................................................................. 80 13

ALIVIADEROS EN BALSAS ........................................................................................................................... 80

2

14

CANAL DE ENTRADA DE AGUA EN BALSAS ................................................................................. 96

15

DESAGÜE DE FONDO. VACIADO DE LA BALSA ...................................................................... 100

16

TOMA DE AGUA PARA REGADÍO ........................................................................................................... 105

17

AUSCULTACIÓN DE BALSAS .................................................................................................................... 107

18

NORMATIVA APLICABLE A BALSAS. PROPUESTAS DE CLASIFICACIÓN Y

PLANES DE EMERGECIA ...........................................................................................................................................109 19

BIBLIOGRAFÍA ............................................................................................................................................................ 111

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MÓDULO III. MODERNIZACION DE REGADÍOS TEMA 2. BALSAS DE REGADÍO 0 OBJETIVOS 4 BLOQUE I El presente tema resulta fundamental para el conocimiento de una tipología de infraestructura hidráulica de almacenamiento de agua, las balsas, que en los últimos años ha alcanzado un importante auge, tanto a nivel de proyecto como de ejecución de obra, estando, en un elevado porcentaje de los casos, ligadas a infraestructuras de regadío. Se pretende introducir al alumno en el mundo de la ingeniería de balsas con la exposición del marco conceptual y legislativo que rige este tipo de infraestructuras. Para ello se definirá el concepto de balsa, se comparará con las estructuras clásicas de regulación y almacenamiento, las presas, y se realizará un breve repaso de su tipología y la normativa actualmente aplicable a las mismas. BLOQUE II El tema que se desarrolla en los siguientes puntos pretende que el alumno se familiarice con los principales elementos de las balsas para regadío, conozca la importancia de los estudios previos al diseño de las mismas y sea capaz de realizar un prediseño de estas infraestructuras en planta y alzado. BLOQUE III El tema que se desarrolla en los siguientes puntos pretende que el alumno se familiarice con el cálculo hidráulico de las principales obras de fábrica que se integran como obras complementarias en las balsas para regadío, con especial atención para el aliviadero, conozca la importancia de la auscultación en el control y mantenimiento de las infraestructuras y esté al tanto de la normativa de seguridad que influye en las infraestructuras en estudio.

BLOQUE I. CONSIDERACIONES GENERALES 1

CONCEPTO DE BALSAS. DIFERENCIA ENTRE BALSAS Y PRESAS 5 El irregular régimen pluviométrico de la península ibérica hace necesaria la disposi-

ción de infraestructuras para la recogida y almacenamiento de agua en tiempos de abundancia, de forma que esta pueda cubrir las necesidades para abastecimiento o regadío en épocas de sequía. Este almacenamiento se lleva a cabo, normalmente, en el propio cauce mediante la construcción de presas que generan su correspondiente embalse en zonas con las características de impermeabilidad y resistencia adecuadas. Sin embargo, en ocasiones, debido a las condiciones geomorfológicas de la zona es necesario proceder a dicho almacenamiento fuera del cauce, transportando el agua hacia el mismo, bien por gravedad bien mediante bombeo. Es en este último caso cuando se define el concepto de balsa. Existen numerosas definiciones del concepto balsa. El diccionario de la Real Academia Española de la Lengua, en una de sus acepciones, la que más se ajusta al campo de definición de este tema, lo define como “hueco del terreno que se llena de agua, natural o artificialmente”. Sin embargo esta definición es, quizás, escasa para la diversidad de estructuras existentes a nivel de regulación y almacenamiento, debiendo acotarse en mayor medida por lo que se podría proponer una primera definición de balsa, “como un elemento artificial para almacenamiento, ubicado fuera deun cauce natural, donde poder acumular agua para su empleo en el momento que se precise”. El Real Decreto 9/2008 de 11 de enero, por el que se modifica el Reglamento del Dominio Público Hidráulico, aprobado por el Real Decreto 849/1986, de 11 de abril define estas infraestructuras como: “Obra hidráulica consistente en una estructura artificial destinada al almacenamiento de agua situada fuera de un cauce y delimitada, total o parcialmente, por un dique de retención”

El recientemente publicado “Manual para el diseño, construcción, explotación y mantenimiento de balsas” , en el que han intervenido numerosas autoridades en el campo de las balsas integrantes de diversas organizaciones, entre las que se puede destacar al Ministerio de Medio Ambiente, Medio Rural y Marino, el CEDEX y el Comité Nacional Español de Grandes presas define estas infraestructuras como “toda estructura artificial destinada al almacenamiento de agua, situada fuera de un cauce y del dominio público hidráulico y delimitada total o parcialmente por un dique de cierre”. Esta definición, como puede apreciarse, coincide sensiblemente con las dos anteriores, por lo que ambas, pueden adoptarse como una definición suficientemente precisa y acotadas del concepto que se pretende describir.

Figura 1.Vista general de la balsa El Toscar, termino municipal de Monovar (Alicante). Fuente: “Guías para el proyecto, construcción, explotación, mantenimiento, vigilancia y planes de emergencia de las balsas de riego con vistas a la seguridad” Generalitat Valenciana.

Así, y citando textualmente la Guía Técnica de Balsas de la Generalitat Valenciana es aquí donde “aparece una diferencia funcional importante de las balsas respecto a los embalses en los cauces: las balsas almacenan y regulan pero no captan; el embalse, que intercepta un curso de agua, además capta. Como consecuencia la balsa no tiene avenidas, el embalse sí”. Este aspecto origina una importante diferencia en uno de los principales elementos de seguridad de cualquier estructura de almacenamiento y regulación, el aliviadero.

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En cualquier caso, se considera que la característica fundamental que diferencia balsas y presas de embalse es que las primeras se construyen donde son necesarias, independientemente de las características geológicogeotécnicas del terreno donde se ubiquen y con los materiales disponibles en el lugar. La ejecución de una balsa en cualquier punto puede conllevar a su vez la necesidad de impermeabilización del embalse en caso de no ubicarse en una zona cuyas características lo eviten, aspecto muy usual en este tipo de obras. Esta impermeabilización puede llevarse a cabo mediante materiales naturales tales como arcillas o bien mediante láminas sintéticas (polietileno, P.V.C. asfalto, etc.), circunstancia que suele ser la más habitual. Este aspecto representa otra de las diferencias importantes con las presas clásicas. Así, y con la finalidad de regular los caudales de aportación a las necesidades de riego se han construido miles de balsas de volumen relativamente modesto cuyo resultado global puede considerarse como muy bueno dado que muy pocas fallaron y las que lo hicieron no dieron lugar a daños importantes. Esto se debe a la forma de rotura de las balsas, fundamentalmente por erosión interna, con avisos previos y claros, y a la filosofía de diseño de las mismas, con volúmenes reducidos dado que se pretendía obtener una regulación como máximo mensual que combinado con la impermeabilización externa permitían bien su vaciado con rapidez sin generación de presiones instersticiales por desembalse rápido, bien que el volumen de avenida generado en la rotura no fuera lo suficientemente apreciable como para causar daños importantes.

Figura 2.Vista general de la balsa Cerro de las Aguilas, en el término municipal de Monforte del Cid (Alicante) durante su ejecucion. Capacidad de la balsa 1.100.000 m3. Fuente: “Guías para el proyecto, construcción, explotación, mantenimiento, vigilancia y planes de emergencia de las balsas de riego con vistas a la seguridad” Generalitat Valenciana.

Sin embargo, la necesidad de almacenar agua para obtener una regulación mayor ha llevado a construir en los últimos años balsas de mayor capacidad (incluso varios hm3) y con alturas superiores a 15,00 metros lo que ha llevado a catalogarlas como

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grandes presas cambiando sus circunstancias con respecto a las balsas de tiempos pasados, fundamentalmente en lo relativo a las condiciones de seguridad y su tiempo de vaciado. Otro de los aspectos que diferencia balsas y presas hace referencia a la estabilidad, y aunque ha sido mencionado en párrafos anteriores se ha pasado sobre él muy superficialmente. A la hora de diseñar una balsa es necesario tener presente los riesgos específicos de ruina de la misma, de cara a evitarlos tanto en el diseño como en la ejecución de la obra. Es en este punto donde debe señalarse que aunque debe realizarse la comprobación de los taludes dispuestos en los diques, estos viene fijados casi siempre por consideraciones constructivas resultando holgados en las diferentes hipótesis de estabilidad. Atendiendo al estudio realizado por la Universidad Politécnica de Valencia (UPV) y la Consellería de Agricultura de la Generalitat Valenciana, sobre una serie de balsas de edad igual o superior a 15 años en la Comunidad Valenciana y según se cita en el mismo “En estas el comportamiento real observado es coherente con el caso de talud seco (no saturado)……. dado que para el talud exterior la hipótesis de talud saturado, conduce en algunos casos a coeficientes de seguridad próximos a la unidad, e incluso inferiores, por lo que en algún caso, si esta hipótesis de carga fuera cierta, debiera haberse observado algún deslizamiento, máxime en una zona en la que con cierta frecuencia se producen sismos, en algunos casos de cierta importancia y que si que han afectado a otras construcciones. Lo cual indica que las geomembranas cumplen perfectamente su misión impermeabilizadora, y que las pequeñas fugas que se pueden presentar no tienen suficiente entidad para saturar el talud”. Como se desprende del párrafo anterior, una de las principales conclusiones extraídas dice: “De las consideraciones efectuadas en el apartado anterior, de las distintas hipótesis de carga analizadas, para el caso de balsas impermeabilizadas con geomembranas, es suficiente estudiar únicamente la hipótesis de talud no saturado para el talud exterior e interior, evidenciando que el problema de la estabilidad de los taludes no estriba en el potencial deslizamiento del mismo, sino en los peligros de erosión interna”. Debido a esto es muy importante para garantizar la seguridad estructural de las balsas guardar especial cuidado en las uniones de la lámina, fundamentalmente con las obras

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de hormigón (tomas, aliviadero, etc.) y prever y diseñar los sistemas de drenaje tales como drenes de pie, drenes chimenea, drenes de talud y drenaje de fondo. Por último debe destacarse que, a día de hoy, el número de balsas en explotación es mucho mayor que el de presas. Actualmente en España se encuentran en operación unas 1.300 grandes presas, mientras que no se puede establecer un número concreto de balsas (fundamentalmente porque no están inventariadas en todas las Comunidades Autónomas), pudiéndose hablar de un mínimo de 50.000 balsas, aunque hay fuentes que las cifran en 80.000, e incluso 100.000, destacando las 3.580 y 16.543 inventariadas, respectivamente en la Comunidad Valenciana (2.700 solo en Alicante) y en Andalucía, y las aproximadamente 11.000 de la Comunidad Autónoma de Murcia.

Figura 3.Vista aérea de concentración de balsas. Fuente: Jornadas Técnicas “El papel de las balsas en la gestión sostenible”

Figura 3.Vista aérea de concentración de balsas. Fuente: Jornadas Técnicas “El papel de las balsas en la gestión sostenible”

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2 TIPOLOGÍA DE BALSAS De la misma forma que en el tema dedicado a presas se indicó que pueden establecerse diversas clasificaciones en función de distintos aspectos, tales como el material constituyente, la finalidad del embalse generado, la forma de resistir los esfuerzos, etc. se puede actuar de una forma similar en las balsas de riego. 10 Sin embargo en este caso debe resaltarse que, sí resulta evidente que la principal clasificación hará referencia a su material constituyente, y más que a este concepto, siendo más precisos, al material que otorga la capacidad impermeable a la balsa, aspecto que se describe en los siguientes puntos. Puede establecerse también una clasificación en base a la función de la balsa, aunque en este caso, al no situarse las balsas en cauces no resulta tan evidente como en el caso de las presas sí que pueden existir balsas para laminación, regulación o almacenamiento, y creación de altura.

2.1

Clasificación en función del material impermeabilizante Como se ha indicado la principal clasificación tipológica de balsas puede estable-

cerse en función del material que realiza la función impermeabilizante. La clasificación que a continuación se presenta no deja de ser una propuesta que puede discutirse, y mejorarse, en cualquier caso, si se considera que refleja una coherencia con la tecnología de este tipo de infraestructuras.Así, pueden establecerse dos divisiones principales: Balsas sin impermeabilización externa, conocidas también como balsas de tierra: -

Balsas con impermeabilización externa o revestidas que se pueden descomponen, a su vez, en: 1.

Balsas de revestimientos flexibles, en las que el material impermeabilizante tiene capacidad para adaptarse a pequeñas deformaciones del terreno. Es el caso de revestimientos con suelos arcillosos, con suelos mejorados con ben-

tonita, láminas plásticas (polímero sintético de PVC, PEAD, PP, EPDM) o con pantallas asfálticas. 2. Balsas de revestimientos rígidos, en las que el material impermeabilizante no tiene capacidad para adaptarse a las deformaciones del terreno. Son las impermeabilizaciones de mampostería, hormigón o gunita. 11

En las balsas de tierra, el vaso debe ser impermeable por si mismo, constituido por materiales finos suficientemente impermeables para asignarle la función impermeabilizante que, en otras ocasiones cumple un material adicional (como por ejemplo una lámina plástica). El terraplén del dique responde a la morfología de una presa de materiales sueltos clásica, bien de tipología homogénea o heterogénea con núcleo impermeabilizante. Las especificaciones a cumplir por el dique serán más estrictas que para las balsas impermeabilizadas externamente y el dimensionamiento se realiza exactamente igual que para una presa de materiales sueltos, siendo preciso disponer de una capa superficial de escollera de tamaño adecuado que apoya sobre un geotextil, para evitar que el oleaje produzca erosiones en las superficies del terraplén en contacto con el agua. La vida útil de estas balsas es considerable si se realiza una explotación y un mantenimiento adecuados. La construcción debe ser muy cuidadosa y estrictamente controlada, aunque la economía de costes es también importante. son necesarias, en la

mayoría de las ocasiones lo más habitual es que el terreno donde se ubican sea permeable, o al menos, no lo suficientemente impermeable como para no recurrir a un elemento adicional de impermeabilización. La impermeabilización flexible puede lograrse con eficacia mediante la disposición de un material arcilloso o con geomembranas, laminas sintéticas de diversas composiciones, pero todas con una elevada deformación en rotura, del orden del 200% y mas.

Figura 4.Disposiciones clásicas de un tapiz de arcilla. Simple arriba, doble abajo. Bajo la capa arcillosa siempre debe colocarse un material drenante. Fuente: “Guías para el proyecto, construcción, explotación, mantenimiento, vigilancia y planes de emergencia de las balsas de riego con vistas a la seguridad” Generalitat Valenciana.

Figura 5.Disposición clásica de una geomembrana impermeable en impermeabilización de balsas. Fuente: XII Master Internacional en Ingeniería de Riego y Drenaje, 2007

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Los restantes sistemas de impermeabilización y revestimiento de balsas tienen tecnologías de aplicación y diseño específicas, no siendo objeto del presente curso su desarrollo aunque se puede ampliar el conocimiento de los mismos a partir de la bibliografía indicada en el punto 5 del presente tema.

2.2 Clasificación en función de su uso Al igual que las presas, las balsas pueden tener diversos fines, aunque debe hacerse hincapié que el fundamental suele ser el almacenamiento y regulación de caudales pueden emplearse también para laminación de avenidas (en los últimos tiempos es frecuente el uso de balsas laterales de laminación en los núcleos urbanos del Mediterráneo) o para conseguir una altura que pueda tener fines hidroeléctricos. Estos tres usos pueden presentarse simultáneamente, aunque al contrario que en las presas esto es muy poco frecuente. Esquemáticamente pueden resumirse en: -

Formar un depósito que sirva para regular o almacenar agua.

-

Elevar el nivel del agua para poder derivarla (creación de altura).

-

Laminar avenidas.

A su vez, algunos autores diferencian en el primer grupo entre: -

Balsas de almacenamiento

-

Balsas de regulación

Aunque esta subdivisión puede resultar un poco forzada, dado que se considera que la finalidad del almacenamiento es la misma tanto en unas como en otras se justifica, según sus autores porque en las primeras, la función principal es la de embalsar agua en las épocas en que no se precisen caudales para el riego, para su utilización en los momentos en que los cultivos lo demanden, que en general coincidirán con los períodos de estiaje o de menor aportación. Su ciclo de funcionamiento será anual y sus volúmenes serán considerables. El dimensionamiento se realiza comparando la aportación disponible con la demanda de agua que se pretende satisfacer, según las distribuciones temporales de ambas. En las balsas de regulación el objetivo fundamental es

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adecuar en el tiempo la disponibilidad del agua con su demanda. Se pueden establecer tres tipos principales de balsas de regulación: -

Regulación de una red de riego

-

Regulación de los turnos de riego

-

Regulación de un canal

En el primer tipo, se pretende realizar el suministro instantáneo de caudal, de la manera más sencilla y económica, sin variaciones significativas en la presión y la velocidad de circulación del agua por la red de riego. El desarrollo actual de las técnicas de bombeo permite adecuar instantáneamente los caudales disponibles con los demandados, pero con un encarecimiento notable de las tarifas de consumo eléctrico, una cierta complejidad de las estaciones de bombeo y un aumento de los requerimientos técnicos de la red. Por todo ello, resulta interesante, desde el punto de vista económico, aprovechar la segmentación de las tarifas eléctricas, realizando los bombeos en las horas de menor coste a un caudal constante y óptimo para el funcionamiento de las bombas, hasta una balsa, donde el agua queda almacenada para su distribución posterior por gravedad. El ciclo de funcionamiento de estas balsas es diario, semanal o cómo máximo, estacional, por lo cual sus volúmenes son relativamente moderados y directamente afectados por la magnitud de la superficie de riego. En el segundo tipo de balsas de regulación, se almacena el agua de un turno de riego para su utilización posterior en el momento en que más interese. En ocasiones el turno puede ser nocturno o coincidente con precipitaciones o en épocas en que no se precise para un determinado cultivo, por lo cual, resulta aconsejable almacenar la dotación de agua para emplearla de la manera más eficiente posible. El volumen de estas balsas coincide con la dotación y, en general, se refiere a la parcela de riego, por lo cual suelen ser de pequeño tamaño. Con el tercer tipo de balsas de regulación, se pretende el aprovechamiento de los caudales sobrantes de una red de distribución en lámina libre por medio de un canal o de una acequia. El dimensionamiento de estas balsas depende de las características de explotación de la red, resultando imposible establecer normas de carácter general, por su extremada variabilidad.

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3 NORMATIVA APLICABLE La gran proliferación de balsas para regadío en España, el volumen cada vez mayor de almacenamiento de las mismas y el estado de conservación y edad de algunas de ellas, está generando una gran preocupación en los en lossectores interesados, tanto privados como públicos. 15

3.1

Normativa aplicada Hasta la fecha, no ha existido en España una normativa específica para balsas. De

hecho, la normativa existente y empleada, en algunos casos, se refiere casi exclusivamente a las presas, salvo lo incluido en El Real Decreto 9/2008 de 11 de enero, por el que se modifica el Reglamento del Dominio Público Hidráulicodonde, por primera vez se encuentra un concepto legal de balsa. La normativa aplicada hasta el momento, de manera más o menos apropiada, puede enumerarse:- Instrucción para el proyecto, construcción y explotación de grandes presas (O.M. 31/03/1967). -

Directriz básica de planificación de protección civil frente al riesgo de inundaciones (BOE 14/02/1995) (rango de decreto).

-

Reglamento técnico sobre seguridad de presas y embalses (O.M. 12/03/1996).

-

Guías técnicas de Seguridad de Presas (promovidas por la Dirección General de obras Hidráulicas y por el Comité Nacional de Grandes Presas).

Respecto a dicha normativa pueden hacerse una serie de consideraciones: -

Respecto a la “Instrucción para el proyecto, construcción y explotación de grandes presas de 1967”, aunque su filosofía no es la aplicación de la misma a balsas sin cuenca aportadora, no existe ningún obstáculo que impida considerar a estas estructuras dentro de su ámbito de aplicación, con independencia de su ubicación.

-

Respecto a la Directriz básica de inundaciones de 1995, es de total aplicación a las balsas, solicitando la clasificación de todas las infraestructuras (presas y balsas) susceptibles de provocar una inundación por rotura o funcionamiento incorrecto, y no distinguiendo titularidad o ubicación.

-

Respecto al Reglamento técnico sobre seguridad de presas y embalses de 1986, es quizás el más complejo de aplicación en balsas por su carácter conceptual muy enfocado a la ingeniería de presas y apoyado en el desarrollo de una serie de Guías Técnicas específicas de presas.

-

Así, puede establecerse como conclusión principal que el problema de la aplicación de la normativa existente a balsas, es que al referirse a presas, existe una importante diferencia conceptual entre ambos tipos de infraestructuras, lo que no la convierte en la normativa ideal para este marco de trabajo al ser, en muchas ocasiones, de difícil extrapolación o interpretación.

-

Por último indicar que la ausencia de normativa específica para balsas, unida a la confusión existente en cuánto a competencias ha propiciado una excesiva relajación en el cumplimiento de normas por parte de propietarios y administraciones responsables. Este incumplimiento también es consecuencia de lo excesivo que puede resultar la normativa de presas para muchos propietarios de balsas de tamaño muy reducido y con potencialidad de daños en caso de fallo mínimos.

3.2 Normativa futura Como ya se ha mencionado, la inclusión de las balsas en la Normativa se ha comenzado a afrontar con la “reciente” modificación en el Reglamento que desarrolla la Ley de Aguas en el ámbito del Dominio Público Hidráulico, RD 9/2008, de 11 de enero (BOE del 16.01.2008) donde ya aparece una definición legal de balsa, así como un Título VII dedicado a la seguridad de presas, embalses y balsas. Sin embargo la aplicación de este Título VII no está exenta de dificultades dado que exige el desarrollo de tres Normas Técnicas de Seguridad para Presas y Balsas que deberán ser aprobadas mediante Real Decreto, actualmente en proceso, pero al menos, ha

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supuesto un primer elemento clarificador para las balsas (definición legal, obligaciones del titular, reparto de competencias, control de la seguridad, etc.). Estas nuevas Normas Técnicas de Seguridad, una vez aprobadas, constituirán la única normativa legal en materia de seguridad de presas y embalses, unificando la normativa actualmente vigente, derogando la Instrucción para el Proyecto, Construcción y Explotación de Grandes Presas así como el Reglamento Técnico sobre Seguridad de Presas y Embalses. Es importante destacar la obligación de registrar y clasificar, según su riesgo, las balsas de altura superior a cinco metros (5 m) o capacidad mayor de cien mil metros cúbicos (100.000m3) ya que, debe destacarse que muy pocas de las balsas existentes tienen redactado algún documento relativo a su seguridad, en general solamente las tuteladas por alguna Administración.

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4 BIBLIOGRAFÍA Para la elaboración de este tema se han empleado los textos que se presentan a continuación, además de la realización de consultas puntuales en numerosas webs relacionadas con el mundo de las balsas. Las siguientes publicaciones se consideran imprescindibles en cualquier biblioteca de balsas que se precie. 18 GUÍAS PARA EL PROYECTO, CONSTRUCCIÓN, EXPLOTACIÓN, MANTENIMIENTO, VIGILANCIA Y PLANES DE EMERGENCIA DE LAS BALSAS DE RIEGO CON VISTAS A LA SEGURIDAD. Conselleria de Medi Ambient, Aigua, Urbanisme i Habitatge. Generalitat Valenciana. Zapata Raboso, Francisco el al., 2009. MANUAL PARA EL DISEÑO, CONSTRUCCIÓN Y EXPLOTACIÓN DE EMBALSES IMPERMEABILIZADOS CON GEOMEMBRANAS. Aguiar, Escolástico, Amigó, Enrique. Consejería de Agricultura y Alimentación. Gobierno de Canarias, 1994. MANUAL PARA EL DISEÑO, CONSTRUCCIÓN, EXPLOTACIÓN Y MANTENIMIENTO DE BALSAS. Ministerio de Medio Ambiente y Medio Rural y Marino-CEDEX-CNEGP, 2010. CONSIDERACIONES GENERALES APLICABLES A LA CONSTRUCCIÓN DE BALSAS. De los Santos Alfonso, Ramón. Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentación. Abril 2004. ACTAS DEL I SIMPOSIO NACIONAL SOBRE PROYECTO, CONSTRUCCIÓN E IMPERMEABILIZACIÓN DE BALSAS. CEDEX. Sevilla, Noviembre 2005. ACTAS DEL 2º CONGRESO INTERNACIONAL SOBRE PROYECTO, CONSTRUCCIÓN E IMPERMEABILIZACIÓN DE BALSAS. Ponencia: ”Proyecto de balsas de almacenamiento y regulación”. Segura Graiño, Joaquín. CEDEX-ANI. Palma de Mallorca, Abril 2008. ACTAS DEL 3º CONGRESO INTERNACIONAL SOBRE PROYECTO, CONSTRUCCIÓN E IMPERMEABILIZACIÓN DE BALSAS. Ponencia: ”Bloques prefabricados en forma de cuña. Una alternativa para aliviaderos en balsas” Caballero Jiménez, Fco. Javier y Toledo Municio, M. Ángel. CEDEX-ANI. Barcelona, Octubre 2010.

PONENCIAS DE LAS JORNADAS “EL PAPEL DE LAS BALSAS EN LA GESTIÓN SOSTENIBLE DEL AGUA”. Madrid, Noviembre 2009. JORNADAS DE PRESENTACIÓN DE LOS BORRADORES DE LAS NORMAS TÉCNICAS DE SEGURIDAD DE PRESAS Y EMBALSES. Madrid, noviembre 2010. DOCUMENTACIÓN DEL XII MASTER INTERNACIONAL DE INGENIERÍA DE RIEGO Y DRENAJE. Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentación, 2007. De cara a estar al día de los acontecimientos que tienen lugar en el mundo de la ingeniería de balsas puede visitarse la página web de la Asociación Técnica Española de Balsas y Pequeñas Presas, de reciente creación y que está dando sus primeros pasos. http://www.ateba.es Esta web, a su vez, presenta un apartado de enlaces con otras páginas relacionadas con el mundo de las balsas que en algún momento pueden resultar útiles o interesantes. Asimismo, y dada la importancia que han adquirido las balsas en los últimos tiempos, pueden visitarse las páginas web de las dos principales asociaciones de presas españolas: El Comite Nacional de Grandes Presas. http://www.spancold.es La Sociedad Española de Presas y Embalses .http://www.seprem.es

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BLOQUE II INTRODUCCIÓN AL DISEÑO. DIQUE Y EMBALSE 5 ASPECTOS BÁSICOS DEL DISEÑO DE UNA BALSA El consumo de agua en la agricultura representa en España, aproximadamente, el 80 % del consumo total de este elemento. Debe recordarse también que el irregular régimen pluviométrico de la Península Ibérica lleva a un importante desequilibrio temporal entre las necesidades de agua y las aportaciones hídricas en forma de precipitación, lo que hace imprescindible la regulación de estas aportaciones mediante el almacenamiento en las épocas de abundancia para emplearlas en periodos deficitarios. Como se ha indicado en los temas del módulo 2, tradicionalmente este almacenamiento se ha realizado en los propios cauces de los ríos mediante la construcción de presas. Sin embargo, bien por la falta de condiciones geométricas adecuadas bien por las condiciones de permeabilidad del sustrato, circunstancias ambas cada vez más frecuentes en nuestros cauces (sin mencionar la problemática ambiental) han conducido a la ejecución de depósitos artificiales o balsas, donde poder acumular el agua para su empleo en el momento que se precise. El volumen de una balsa puede establecerse como el parámetro fundamental para el diseño de una balsa. Este volumen se determina en función de las características de aportación y de la demanda de agua. Salvo para volúmenes muy reducidos, inferiores a los cien metros cúbicos, en los cuales suele ser aconsejable la ejecución de un depósito de hormigón, los materiales que constituyen una balsa serán los existentes en el terreno donde se ubica, complementados con los oportunos geocompuestos en el caso de que se precisen. Una vez establecido el volumen, es preciso definir la balsa en planta y en alzado. En alzado las dos variables fundamentales suelen ser la cota mínima de la balsa (o mínimo nivel de embalse útil) y la diferencia entre esta y el N.M.N. de la balsa, que se determina sumándole el resguardo adecuado a la altura del terraplén de la balsa. El mínimo nivel de explotación se determina a partir de las pérdidas en la red de riego previamente diseñada, junto con las presiones que se necesiten en los hidrantes, según el sistema de

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riego que se emplee en cada caso. La altura de terraplén es muy variable, aunque suelen ser frecuentes alturas entre diez y quince metros, dado que para valores mayores los esfuerzos y tensiones crecen considerablemente y en alturas inferiores, si son necesarios volúmenes de almacenamiento importantes, debe valorarse el hecho de que una gran superficie de lámina de agua embalsada tiene aparejada una alta pérdida de agua almacenada por evaporación directa. 21 En embalses pequeños éstas pérdidas pueden alcanzar niveles de hasta el 15 % de la capacidad total, lo que puede convertirse en un motivo de inviabilidad de la obra o puede presentar la necesidad de instalar cubiertas sobre el embalse para reducir dichas pérdidas. En cualquier caso los valores a adoptar en cada caso vienen condicionados por la deseable por la compensación entre los volúmenes de excavación y de desmonte, necesarios para conformar los terraplenes. Los emplazamientos normales de las balsas suelen ser zonas de suaves pendientes o mesetas o incluso hondonadas, que permitan la compensación de las tierras y, en los cuales, la calidad del terreno sea adecuada para resistir los esfuerzos introducidos con su construcción, aunque esta última condición rara vez es limitante por los modestos esfuerzos que transmite un dique de tierras y su correspondiente embalse. La forma que se adopta normalmente es troncopiramidal invertida, con suaves acuerdos cónicos entre los diferentes planos inclinados, para evitar la concentración de tensiones y facilitar la construcción. Evidentemente, la forma de la balsa será lo más regular posible y se adaptará a la geometría del terreno, de modo que se cause el menor impacto ambiental en el entorno. En general, el fondo se dispone sensiblemente horizontal con una suave pendiente hacia el desagüe de fondo, para permitir su vaciado total en caso de necesidad. Respecto al alzado o sección tipo de la balsa siempre debe procurarse adoptar la tipología (b) de la figura 1, de cara a compensar el movimiento de tierras. La tipología (c) es favorable de cara a la redacción de la propuesta de clasificación de la balsa (aspecto que se estudiará más adelante), dado que origina siempre balsas de tipo C. Sin embargo da lugar a importantes sobrantes de tierras que deberán disponerse en algún lugar (bien en las propias tierras de cultivo bien en un vertedero). Respecto a la tipología (a)

resulta la menos aconsejable, dado que, en primer lugar, hay que disponer de un préstamo de material externo a la balsa, y además es desaconsejable almacenar agua sobre un terraplén artificial por el efecto que puedan tener en la estabilidad del mismo posibles fugas no previstas del embalse.

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Figura 1. Arriba posibles secciones tipo de embalse para una balsa, elevados o terraplén (a), semiexcavado o a media ladera (b) y en trinchera o desmonte (c). Abajo, ejemplo de planta de una balsa. Fuente: XIV CongresoInternacional de Ingeniería Gráfica y XII Master Internacional de Ingeniería de Regadíos

6 ELEMENTOS DE UNA BALSA

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Figura 2. Esquema tipo de una balsa con sus diferentes elementos constituyentes. Fuente: XIV Congreso Internacional de Ingeniería Gráfica

6.1

Sección transversal El diseño de los taludes de una balsa buscará siempre, en la medida de lo posible,

reducir los movimientos de tierras, por lo que se intentará siempre adoptar la mayor pendiente posible aunque esta estará limitada por dos condiciones fundamentales. En primer lugar por las características de rozamiento interno y cohesión de los materiales que conforman el terraplén, de modo que la sección sea estable, con los niveles de seguridad usuales, en cualquier situación, incluso ante la eventualidad de la rotura del sistema de impermeabilización. En segundo lugar, y en balsas impermeabilizadas con láminas sintéticas, una circunstancia frecuentemente olvidada por los proyectistas y es la viabilidad de colocación de esa lámina en el talud de forma que pueda garantizarse una correcta ejecución. Esta última circunstancia limita los taludes interiores para las balsas impermeabilizadas con geosintéticos a una inclinación máxima de 2 horizontal por 1 vertical, aunque pueden verse balsas de este tipo con taludes superiores (como por

ejemplo 1,50:1,00) no suele ser lo más conveniente. De hecho los fabricantes recomiendan un talud mínimo de 2,50:1,00 apurándolo como mucho a un 2,25:1,00.

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Figura 3. Sección transversal de una balsa. Fuente: XII Master Internacional de Ingeniería de Regadíos

Otro aspecto frecuentemente olvidado es la disposición de bermas en los taludes. Cuando estos tienen una longitud superior a los 25-30 metros, (altura aproximada de 10,00 metros) es necesario disponer bermas horizontales con una anchura mínima del orden de 3,00 metros, fundamentalmente para aumentar la seguridad, al servir de anclaje intermedio de la lámina impermeable. La anchura de la coronación siempre debe permitir el paso de vehículos para mantenimiento y reparación de la balsa, por lo cual nunca debe ser inferior a 4 metros. Puede recurrirse a la fórmula de la instrucción de presas de 1967,

siendo A la altura del dique pero siempre garantizando una anchura mínima de 4,00 metros. Usualmente, se dispone en el borde interior del camino de coronación de un bordillo o pretil de al menos 0,50 m de altura, que en ocasiones sirve de resguardo por oleaje y aumenta la seguridad del tráfico rodado y evitar la caída involuntaria de personas en la balsa. Este camino de coronación debe estar afirmado e incluso, es conveniente y deseable, aunque casi nunca posible, el tratamiento asfáltico del mismo. Es imprescindible disponer de un resguardo, entre la coronación de la balsa y la cota máxima de la lámina de agua, para prevenir el efecto del oleaje y de las sobreelevaciones producidas por las el caudal a evacuar en caso de precipitaciones extraordinarias.

Este resguardo responde a la suma de la altura de vertido y 1,5 veces la altura de ola. La altura de ola (h) se suele obtener de la fórmula h (m) = 0,6 x ( L )(1/4) , siendo L la máxima longitud de la lámina de agua expresada en kilómetros, mientras que la altura de vertido del caudal sobrante vendrá definido en función del aliviadero dispuesto. La altura de vertido puede obtenerse por el cálculo mediante la fórmula de Rehbock (Q = Cd · L · H3/2) una vez definido el coeficiente de desagüe Cd, siendo L la longitud de vertido. El coeficiente de desagüe depende de la tipología del vertedero pudiendo oscilar entre un máximo de 2,10-2,20 para perfiles tipo Creager, a 1,70-1,80 para vertederos en pared gruesa, que son los más frecuentes en balsas. En aquellas ocasiones, en que sea previsible una sedimentación importante de lodos en el fondo de la balsa, resulta conveniente disponer de una rampa de acceso con una pendiente del orden del 10 %, para poder efectuar la limpieza y retirada de material. En las balsas impermeabilizadas con geomembranas esta operación resulta extremadamente comprometida, dada la pequeña resistencia de las láminas a las acciones producidas por el tráfico de vehículos sobre ellas. El talud exterior de la balsa se debe recubrir con tierra vegetal, tanto para la integración de las obras en el entorno como para defender la superficie de los efectos de erosión por la escorrentía superficial. El acceso a la balsa debe impedirse físicamente mediante la colocación de una valla perimetral, que evite la introducción de personas o animales incontrolados que pudieran caer al agua. En cualquier caso, es recomendable disponer de cuerdas y flotadores, como medida de seguridad adicional.

6.2 Entrada de agua Puede ejecutarse por el fondo de la balsa, a media altura, o como es más frecuente, por la coronación, con una arqueta de disipación de la energía del agua, anterior a la balsa, en caso necesario. En este último caso, debe tenerse en cuenta que la circulación del agua por el talud podría producir velocidades que pudieran ocasionar daños o erosiones, por lo que, la entrada suele diseñarse mediante la disposición de un canal de entrada, con forma rectangular o trapecial con un perfil escalonado e incluso, con un estanque amortiguador

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en el pie o solera de la balsa. Otra opción que puede observarse en numerosas balsas es la disposición de doble lámina de protección en la zona de vertido, evitando así la ejecución de una obra de hormigón que plantea la dificultad añadida de la unión de la lámina impermeabilizante con el hormigón, aspecto que se tratará más adelante.

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Figura 4. Entrada de agua en canal rectangular escalonado. Fuente: XII Master Internacional de Ingeniería de Regadíos

6.3 Toma y desagüe de fondo Existen numerosas disposiciones en cuanto número de conducciones para el desagüe de fondo. Cuando la balsa no es gran presa o lo es con categoría C suelen disponerse dos conducciones independientes para el aprovechamiento del regadío y para el desagüe de fondo, aunque en ocasiones puede observarse que una sola conducción cumple con las dos funciones. Este último aspecto es totalmente desaconsejable dado que la obstrucción o avería de la conducción inutilizaría por completo todas las funciones de toma y desagüe de la balsa. Lo ideal es disponer dos conducciones independientes y realizar un by-pass en las mismas a la altura de la salida del dique de cara a facilitar que, como se ha comentado en caso de avería, las dos conducciones sigan operativas. En caso de que la balsa sea gran presa de tipo A o B, hay que garantizar la existencia de al menos dos conducciones de desagüe de fondo, una con uso exclusivo para esta función.

En la figura 5 se muestra un ejemplo de conducciones de salida de agua (toma y desagüe) y entrada de la misma por la parte inferior para una balsa catalogada como gran presa de categoría A. Puede observarse que todas las conducciones pueden emplearse para todos los usos dado que están bypaseadas quedando la conducción verde para uso exclusivo de desagüe de fondo. En la figura 6 también puede apreciarse el bypass. 27

Figura 5. Esquema de valvulería en una balsa de la Consejería de Agricultura de Castilla y León. Fuente: ALATEC Ingenieros Consultores y Arquitectos S.A.

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Figura 6. Conducción de toma y desagüe de fondo en balsa. Fuente: XII Master Internacional de Ingeniería de Regadíos

El dimensionamiento se realiza de modo que con todos los dispositivos de vaciado en pleno funcionamiento, se consiga la evacuación del agua de la balsa en un tiempo prudencial, del orden de tres o cinco días. Los caudales de vaciado deberán conducirse a algún cauce próximo sin originar incidencias de consideración. Su ubicación suele partir del punto de menor cota del fondo de la balsa (con un cierto resguardo, del orden de 0,25 a 0,50 metros), bien mediante una arqueta de hormigón bien mediante una conducción en forma de torre de toma, ambas con la correspondiente rejilla, para evitar el paso de elementos sólidos a las conducciones.

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Figura 7. Ejemplos de disposición de conducción de toma o desagüe en el embalse. Fuente: Guías sobre balsas de riego de la Generalitat Valenciana.

En ocasiones conviene realizar la toma mediante un dispositivo flotante, para mejorar la calidad del agua o para que aumente su temperatura.

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Figura 8. Ejemplo de toma flotante. Fuente: Guías sobre balsas de riego de la Generalitat Valenciana.

Por debajo de los terraplenes, la solución más aconsejable es que las conducciones discurran alojadas en una galería visitable, de modo que se impida el contacto directo con las tierras y el peligro de las erosiones que se producirían en caso de fuga en las tuberías.

Figura 8. Conducciones en el interior de galería visitable. Fuente: XII Master Internacional de Riego y Drenaje

Sin embargo, en muchas ocasiones la disposición de una galería no es viable económicamente, fundamentalmente en balsas de reducidas dimensiones, en cuyo caso la galería visitable puede sustituirse por una conducción de diámetro suficiente como para alojar la conducción de toma o el desagüe de fondo.

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Figura 9. Conducción de toma o desagüe en el interior de una conducción de mayor diámetro. Fuente: Guías sobre balsas de riego de la Generalitat Valenciana y XII Master Internacional de Riego y Drenaje

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Figura 10. Conducción de toma o desagüe en el interior de una conducción de mayor diámetro embutida esta última en hormigón. Fuente: XII Master Internacional de Riego y Drenaje Se adjunta en el siguiente cuadro la problemática que origina cada una de las potenciales disposiciones de las conducciones de desagüe de fondo y toma a través del dique de una balsa.

En el caso de disponer una galería visitable en ambos extremos de la galería conviene disponer de válvulas de regulación de doble accionamiento (manual o hidráulico o eléctrico) como elemento de seguridad y de previsión de incidencias. Los materiales a emplear para la ejecución de las galerías pueden ser el hormigón o el acero galvanizado. La ejecución de las galerías debe ser especialmente cuidadosa, dado que cualquier contacto hormigón-tierras supone una vía preferente de filtración por lo que deberá darse una cierta inclinación al muro de la galería en contacto con las tierras para facilitar la compactación de estas sobre el mismo, recomendándose un talud mínimo de 0,20:1,00.

6.4 Aliviadero El aliviadero resulta un elemento de seguridad que puede llegar a jugar un papel fundamental para salvaguardar la integridad de una balsa. En el caso de que con la balsa llena se produjera entrada de agua e incluso precipitaciones de consideración, resulta ineludible proceder a la evacuación de estos caudales mediante la disposición de dicho elemento dimensionado con generosidad, dada su pequeña repercusión económica en este tipo de obras. En el caso de una balsa, el caudal entrante se compone de la alimentación que reciba cuyo caudal máximo es conocido y de la lluvia que caiga directamente sobre él. En referencia a la aportación que recibe la balsa, para el dimensionamiento del aliviadero hay que considerar que, por la causa que sea, no se corte a tiempo el suministro de entrada y por lo tanto el aliviadero debe ser capaz de evacuarla. En cuanto a la lluvia caída directamente sobre el embalse se trata de evacuar el volumen generado por el producto de la intensidad de la misma y la superficie de la balsa. Los caudales sobrantes se restituirán de la manera más sencilla y cómoda posible, a algún cauce próximo. Existen diversas tipologías de aliviadero aunque se pueden agrupar en: aliviaderos con tubería, aliviaderos mediante un canal de hormigón o aliviaderos en badén.

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Figura 10. Aliviaderos en tubo. Fuente: Guías sobre balsas de riego de la Generalitat Valenciana y ALATEC S.A.

Figura 11. Diversas disposiciones de aliviaderos en canal. Fuente: Guías sobre balsas de riego de la Generalitat Valenciana.

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Figura 12. Diversas imágenes de aliviaderos en canal. Fuente: ALATEC S.A.

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Figura 13. Aliviadero en torre o Morning Glory. Fuente: Guías sobre balsas de riego de la Generalitat Valenciana.

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Figura 14. Aliviaderos en badén. Fuente: Guías sobre balsas de riego de la Generalitat Valenciana y ALATEC S.A.

6.5 Drenajes En las balsas impermeabilizadas con materiales sintéticos resulta fundamental disponer de una red de drenaje que sea capaz de canalizar y evacuar las posibles pérdidas derivadas de filtraciones o pequeñas roturas, disminuyendo las tensiones, aumentando la estabilidad del conjunto y avisando de cualquier incidencia que se produzca. Esta red de drenaje se realiza mediante zanjas al pie del talud y en el fondo de la balsa con forma de espina de pez, rellenas de grava envuelta en un geotextil, para evitar la migración de los finos del terreno.

Figura 15. Drenaje en balsas. Fuente: XII Master Internacional de Riego y Drenaje y Guías sobre balsas de riego de la Generalitat Valenciana.

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La separación de las zanjas suele ser del orden de 20 metros y es recomendable que sectorice diferentes zonas de la balsa, con superficies del orden de 5.000 metros cuadrados cada uno, de manera que se tenga información de la zona donde se producen las incidencias para actuar con la mayor rapidez.

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Figura 16. Drenaje en pie de talud. Fuente: XII Master Internacional de Riego y Drenaje

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Figura 18. Salida de una red de drenaje sectorizada. Fuente: XII Master Internacional de Riego y Drenaje

Para la evacuación de los caudales de la red de drenaje suele emplearse la galería de fondo, hacia donde se conducen cada uno de los sectores convenientemente aislados e identificados.

7 SELECCIÓN DEL EMPLAZAMIENTO Y ESTUDIOS PREVIOS 7.1

Selección del emplazamiento La decisión sobre el lugar donde emplazar una balsa, debe ajustarse a un estudio

multicriterio (topografía del terreno, distancias a fuentes de suministro y distribución del agua, posibles daños que pueda ocasionar su rotura, accesibilidad, impacto ambiental, climatología e hidrología y tipo de suelos). Los factores de decisión que en muchas ocasiones tienen mayor peso en la solución final, están íntimamente relacionados con la forma de la superficie topográfica en la que realizar la obra y con la forma que tendrá la balsa, ya que lo que se persigue básicamente con un buen emplazamiento de una balsa es que el movimiento de tierras sea el mínimo y que exista, en la medida de lo posible, una compensación entre los volúmenes de desmonte y terraplén. Teniendo en cuenta lo anterior, se puede abordar el problema desde el punto de vista topográfico. Se buscarán preferentemente, aquellas ubicaciones que cumplan las siguientes características: -

Superficie topográfica con tendencia cónica y tamaño adecuado.

-

Pendiente media de las laderas 30.

-

Límite líquido < 30 a 35.

-

Índice de Plasticidad > 10 a 15.

-

Densidad Proctor Normal > 1,65 kg/dm3, exigiendo un grado de compactación in situ superior del 100 % de este ensayo.

-

Angulo de rozamiento interno >25º

-

Cohesión > 2,5 tn/m2

-

Coeficiente de permeabilidad k < 10-5 cm/seg

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En función de las características concretas de cada material, se realizará el dimensionamiento de cada balsa tras la realización de los correspondientes cálculos de estabilidad de los taludes. Se comprobará asímismo, que se dispone del los materiales con propiedades adecuadas en cantidad suficiente para la ejecución de la obra.

10.3 Impermeabilización mediante revestimientos rígidos Estos sistemas han tenido históricamente una amplia utilización en depósitos de agua de todo tipo. Su característica principal es que el material impermeabilizante no tiene capacidad para adaptarse a las deformaciones del terreno, produciéndose su rotura con pequeños asentamientos del terraplén. Dentro de este grupo se pueden citar como más importantes las impermeabilizaciones de mampostería, de hormigón en masa o armado y de gunita.

10.3.1 Mampostería Ha sido muy empleada en el pasado, pero su uso está en declive al elevarse su precio considerablemente por la escasez de mano de obra especializada. Su empleo puede ser aconsejable en lugares de elevado valor ambiental o histórico.

10.3.2 Hormigón Por su elevada durabilidad es muy adecuado para la realización de revestimientos impermeables. Su principal inconveniente radica en la necesidad de disponer juntas estancas para evitar el agrietamiento por contracción térmica y retracción. En hormigones en masa, estas juntas deben disponerse como máximo cada cinco metros y en hormigones armados se puede aumentar al doble esta separación. Los espesores normalmente utilizados son del orden de 20 cm y el coste suele ser similar al de las pantallas asfálticas.

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10.3.3 Gunitado La gunita es una mezcla de cemento, arena, agua y un aditivo, que se proyecta con aire a presión, y a una gran velocidad de impacto de las partículas, sobre la superficie que se pretende impermeabilizar, que estará recubierta por una malla de acero que evita la disposición de juntas de estanqueidad. Esta solución tiene una gran adaptabilidad a todo tipo de superficies, incluso verticales, y su coste es similar al de las pantallas de hormigón, aunque su espesor sea muy reducido, del orden de 5 a 7 cm.

10.4 Impermeabilización mediante revestimientos flexibles Los revestimientos flexibles tienen capacidad para adaptarse a pequeñas deformaciones del terreno sin que se produzca la rotura del sistema de impermeabilización. Es el caso de revestimientos con suelos arcillosos, con suelos mejorados con bentonita, con pantallas asfálticas o con geomembranas.

10.4.1 Revestimientos con suelos Consiste este sistema en el revestimiento de la superficie de la balsa con un suelo suficientemente impermeable o arcilloso como para realizar la función de estanqueidad. En función de las características geotécnicas del suelo se establecerá el espesor de revestimiento necesario, adoptándose normalmente valores del orden de 50 cm. Este sistema puede utilizarse en los casos en que exista un tipo de suelo conveniente y adecuado a una distancia corta de la obra, que haga económicamente rentable su utilización.

Figura 26. Impermeabilización con suelos de tipo arcilloso. Fuente: XII Master Internacional de Ingeniería de Riego y Drenaje

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En los taludes, si no es posible la circulación por ellos de maquinaria pesada por ser muy inclinados, es preciso incrementar el espesor hasta valores de dos o dos metros y medio, de modo que se realice el revestimientos por tongadas adecuadamente compactadas y unidas. Al igual que las balsas en tierra, se debe proteger la superficie mediante geotextil y escollera para prevenir el riesgo de erosión por el oleaje.

10.4.2 Impermeabilizaciones asfálticas Las impermeabilizaciones asfálticas más importantes son las pantallas asfálticas. Consiste en el recubrimiento de los taludes con aglomerado asfáltico, La colocación se realiza mediante extendedoras convencionales cuando la pendiente de los taludes lo permite (taludes del orden de 4 H / 1 V) , o con sistemas de extendido “colgados” desde la parte superior de la balsa, cuando se dispone de pendientes elevadas (taludes del orden de 2 H / 1 V). Se utilizan normalmente mezclas asfálticas en caliente de las denominadas cerradas o densas, con un reducido índice de huecos inferior al 1 %. El betún a emplear y la dosificación de los diferentes componentes se determinará mediante los correspondientes ensayos de laboratorio, hasta conseguir un coeficiente de permeabilidad (K) del orden de 10-8 cm/s Generalmente, se colocan dos o tres capas, cruzadas con espesores totales del orden de 15 cm. por lo que su precio resulta elevado.

10.4.3 Geomembranas Las geomembranas, comúnmente llamadas láminas, han adquirido una gran importancia y desarrollo en los últimos años, debido a su fácil manejo y coste reducido. Muchos de los sistemas de revestimiento enumerados anteriormente han visto muy limitada su aplicación, con la puesta a punto de técnicas adecuadas de colocación en obra de las geomembranas. La amplia gama de posibilidades en el empleo de geomembranas hace necesario estudiar cuidadosamente la elección del material más adecuado a las circunstancias de cada caso, de modo que se consiga una duración razonable, aunque siempre inferior a la de las pantallas de hormigón o asfálticas.

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Las geomembranas están constituidas por polímeros sintéticos y se caracterizan por su reducido espesor y gran estanqueidad. Son muy flexibles pero poco resistentes a la rotura por punzonamiento por el contacto con las aristas vivas del terreno, por lo que se utilizan normalmente con un geotextil de protección. Los espesores de las geomembranas varían de 0,8 a 2 mm, siendo el más frecuentemente empleado el de 1,5 mm. El valor máximo del coeficiente de permeabilidad de Darcy (K) a exigir será del orden de 10-10-10-12 m/s, que es fácilmente alcanzable en la práctica por cualquier material de naturaleza plástica La función básica a desarrollar es la de impermeabilización pero lógicamente también debe ser capaz de resistir los esfuerzos mecánicos de servicio, siendo la acción del viento la de mayor importancia a considerar. Su capacidad resistente debe mantenerse a lo largo del tiempo, por lo que la geomembrana debe tener una adecuada durabilidad o resistencia a las condiciones ambientales a las que va a estar sometida. A veces, se disponen dos láminas para que la superior sufra el deterioro, pero proteja de la degradación a la lámina inferior. Los ensayos más frecuentes a realizar controlan la resistencia mecánica a tracción, la deformación en rotura y la densidad de la geomembrana. Están totalmente normalizados y se puede establecer el siguiente cuadro comparativo:

Cada material tiene ventajas e inconvenientes que es preciso sopesar con detalle, de modo que la elección se adapte a las circunstancias particulares de cada caso: El PEAD o polietileno de alta densidad, tiene una buena resistencia a tracción y una gran deformación en rotura. Su resistencia al ataque químico y a la acción de la radiación solar, es apreciable. Su inconveniente principal es su gran rigidez, que le confiere una pequeña resistencia al punzonamiento. Tiene una gran variación de longitud con

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los cambios de temperatura. Su coste es del orden de la mitad de los revestimientos de hormigón o asfálticos. La norma mas importante para este material es la UNE 104300/2000 EX que define las características y métodos de ensayo de este tipo de láminas. El P.V.C. o cloruro de polivinilo, tiene gran flexibilidad y resistencia al punzonamiento. Puede ir provisto de una malla interior para aumentar su resistencia a tracción. Presenta el inconveniente de la pérdida de plastificante con el paso del tiempo por efecto de los rayos ultravioletas de la radiación solar. Su coste suele ser superior en un 20 % al de PEAD. La norma de más trascendencia para este material es la UNE 104423/1995 que define las características de puesta en obra de este tipo de láminas. El E.P.D.M o etileno propileno dieno monomero, tiene una gran flexibilidad y buena resistencia al punzonamiento. El inconveniente principal de este material es el envejecimiento de las juntas realizadas en obra, que sufren un deterioro acelerado . El coste de este material suele ser ligeramente superior al de las impermeabilizaciones con P. V. C. La Norma de mayor importancia para este material es la UNE 53510/2001 que establece las propiedades de esfuerzodeformación en tracción de este tipo de láminas. El PP o polipropileno y el PEMD o polietileno de media densidad, son similares en su propiedades al PEAD, con una menor rigidez y una mayor capacidad de adaptación al terreno. La normativa de estos materiales aplicados en impermeabilización está en fase de redacción. Las juntas se pueden realizar en fábrica y en obra, interesando reducir estas últimas al máximo por ser menos fiables que las realizadas en taller. La soldadura se puede realizar mediante: -

-vulcanización, característica del EPDM en taller.

-

pegado, propia del EPDM in situ

-

calor-presión, típica del PVC y del PEAD

-

aporte de material o extrusión, característica del PEAD en obra

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Cada material tiene una tecnología propia para la realización de las juntas, siendo muy recomendable disponer cuando sea posible de cordones dobles en paralelo con canal intermedio de comprobación para poder controlar mediante la inyección de aire a presión su correcto funcionamiento. Las soldaduras se ejecutarán siempre por personal experimentado, sobre superficies limpias y secas, y en condiciones ambientales adecuadas de temperatura, humedad, etc.

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11 DETALLES CONSTRUCTIVOS 11.1 Anclaje de láminas impermeabilizantes en el terreno El anclaje de las geomembranas al terreno tiene por objeto contrarrestar el efecto de succión del viento. En coronación el anclaje se suele ejecutar introduciendo la lámina en una zanja que debe superar 60 cm de profundidad y 30-50 cm de anchura, con una distancia mayor a 50 cm de la arista superior del talud. Para el relleno de la zanja lo normal es emplear el mismo material de excavación, compactado convenientemente. El empleo de rellenos de hormigón o mortero, es especialmente inadecuado por su rigidez que puede llegar a dañar a la membrana y por su alto coste.

Figura 27. Anclaje de lámina mediante zanja en coronación. Fuente: XII Master Internacional de Ingeniería de Riego y Drenaje

El anclaje al terreno en bermas intermedias o en el fondo de la balsa, se suele realizar mediante lastres de hormigón de peso adecuado, colocados sobre un geotextil de protección que impida el contacto directo con la lámina.

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Figura 28. Anclaje de lámina mediante lastre de hormigón. Fuente: XII Master Internacional de Ingeniería de Riego y Drenaje

La unión de la geomembrana con los elementos hidráulicos de la balsa plantea problemas técnicos de importancia, en especial en la arqueta de salida en el fondo, siendo frecuente disponer doble geomembrana y dejar algún pliegue para permitir asientos diferenciales.

Figura 29. Vista general de anclajes de la lámina en perfil transversal de la balsa. Fuente: XII Master Internacional de Ingeniería de Riego y Drenaje

El recubrimiento con tierras de la geomembrana es una cuestión muy debatida internacionalmente, predominando el criterio de mantener la geomembrana descubierta, con la ventaja de su reconocimiento inmediato, y el inconveniente de su exposición ambiental y a acciones vandálicas. El pequeño rozamiento entre el material de recubrimiento y la lámina, obliga a disponer taludes muy suaves (5:2 para gravillas y 4:1 para

materiales granulares) para garantizar la estabilidad de la capa de tierras protectora de la lámina.

11.2 Uniones entre lámina impermeabilizante y estructuras La bibliografía técnica es especialmente escasa en las uniones entre la lámina flexible y las estructuras rígidas que quedan dentro del vaso. Citando textualmente a D. Rafael Barebero “De todas las patologías que se pueden dar por la instalación de la membrana hay una que aparece con gran frecuencia en los primeros llenados y que por desgracia es muy frecuente, que es la unión entre la membrana que es delgada y flexible, con las diferentes obras de fábrica que se encuentran en el interior del vaso y que son rígidas. Ya en el Manual para el diseño, construcción y explotación de embalses impermeabilizados con geomembranas, se recomienda en varias ocasiones eliminar en el proyecto las estructuras rígidas en el interior del vaso que se prevea revestir con la pantalla de impermeabilización. Sin embargo, es muy difícil evitar ciertas obras rígidas en el vaso, tales como la entrada de agua, la salida, los desagües de fondo. Esta patología concreta, es origen de fugas muy frecuente e involucra a los diferentes actores en el proyecto construcción y explotación, esto es; el proyectista, que no debe dejar estos detalles sin definir; el Contratista, que debe responsabilizarse de que la instalación se lleve a cabo de forma correcta; el suministrador de la geomembrana, que debe vigilar que su producto se instala de forma satisfactoria; el Instalador, que debe conocer todos los aspectos importantes sobre dicha instalación; la Dirección Facultativa, que debe tomar las decisiones con antelación suficiente para evitar problemas a posteriori; el control de calidad y vigilancia de obra, que debe vigilar y saber qué vigilar y controlar; y el explotador, que debe conocer las operaciones de funcionamiento normales y la correcta explotación, realizando un feedback a todos los anteriores para que cada uno en su campo vaya poniendo soluciones a los problemas de explotación normal”.

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11.2.1 Tipología de las uniones La unión de las estructuras de hormigón que constituyen las entradas, salidas u órganos de desagüe de las balsas con las geomembranas presentan dos grandes tendencias, siendo sus ventajas e inconvenientes múltiples. Estas son las siguientes: La unión mediante perfiles metálicos anclados al hormigón con anclajesmetálicos de manera que la impermeabilidad se consigue con la presión quelos anclajes ejercen sobre los perfiles metálicos y dichos perfiles a su vez sobrela lámina aprisionada entre ellos. El anclaje se consigue con la presión de losanclajes sobre la lámina.

Figura 30.- Unión de lámina impermeabilizante a estructura de hormigón mediante fijaciones metálicas. Fuente: “Patologías de las balsas” (Barbero Palomero, Rafael)

La unión de la lámina mediante soldadura a un perfil plástico embebido en el hormigón y que actúa a la vez como junta de impermeabilización y como soporte para el anclaje de la lámina a la estructura rígida. Las geomembranas de polietileno permiten el empleo de perfiles que queden convenientemente embutidos en el hormigón de la obra de fábrica, soldándose la lámina a esos perfiles mediante extrusión.

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Figura 31.- Unión de lámina impermeabilizante a estructura de hormigón mediante perfil plástico embebido en el hormigón. Fuente: XII Master Internacional de Ingeniería de Riego y Drenaje

La principal diferencia entre ambos estriba en la ejecución, cuando se emplean perfiles embebidos en el hormigón con la estructura es necesario realizar la planificación de la ejecución conjunta. Sin embargo cuando se emplean anclajes metálicos se pueden ejecutar en cualquier momento. Así, si el sistema de unión se ha ejecutado sin previsión y no se han embebido los perfiles pueden emplearse los anclajes mecánicos o bien para reparar averías o sistemas que han fallado con anterioridad y en los que ya no se puede embeber el perfil. El anclaje mediante perfiles metálicos presenta como principal problema que no existe normativa ni método de cálculo específico para definir el número de anclajes, ni la distancia entre ellos, ni la presión que deben ejercer, etc… por lo que se resuelven en función de la experiencia del Director de obra o mediante cálculos aproximados con simplificaciones que, dependiendo de las circunstancias pueden ser válidas o no. Atendiendo a D. Rafael Barbero “Existe otro problema asociado a este tipo de instalación que es el de la posibilidad de que la geomembrana sufra desgarros en las zonas taladradas, origen seguro de fugas. Sin embargo, no se puede decir que sea un sistema que funcione mal, y de hecho, como ya se ha comentado, es el método más utilizado para realizar las uniones en segunda fase; cuando han fallado otros sistemas o cuando se ha olvidado embeber el perfil plástico”.

El sistema de unión mediante perfiles embebidos presenta como ventajas su facilidad de instalación y sobre todo, la gran fiabilidad que la soldadura entre geomembrana y perfil confiere a la balsa desde el punto de vista de la impermeabilización. La soldadura entre éstos es sencilla, con maquinaria que usualmente utilizan los instaladores, es fiable e impermeable si está bien ejecutada.

11.2.2 Factores que influyen en la unión geomembrana-estructura rígida. Un aspecto que resulta de vital importancia es la compactación del terreno que circunda las arquetas en el interior de la balsa. Aunque esta compactación se ejecute muy bien, la cercanía al hormigón puede provocar que ese terreno no quede correctamente compactado, por lo que se pueden producir asientos diferenciales. Esta circunstancia provoca que se cree una discontinuidad en el entorno de la obra de fábrica, que a su vez obliga a la geomembrana a adaptarse a la nueva geometría. Aunque la membrana en sí no tiene problemas para adaptarse y elongarse lo necesario para absorber estas variaciones, lo hace a base de crear unas tensiones que la soldadura entre el perfil plástico y la geomembrana a veces no puede aguantar, debido principalmente al efecto cizalla que supone. Esto hace que se rompa la soldadura y se abra una fuga de agua. Un procedimiento que puede emplearse para evitar este efecto indeseado es introducir un exceso de tierras alrededor de las obras de fábrica de forma que quede un exceso de material terreo sobre el nivel de la fábrica, que ante eventuales asientos, no se produzca el efecto de cizalla en la unión.

Figura 32.- Propuestas de solución al problema de cizalla en la unión lámina-hormigón. Fuente: “Patologías de las balsas” (Barbero Palomero, Rafael)

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Otra forma de evitar este problema, y que se ha ejecutado en numerosas balsas, es proceder a la colocación de lámina en exceso o fuelles, para que la adaptación de la membrana a los posibles movimientos diferenciales se haga a costa del material en exceso en vez de elongaciones, que son la causa de las tensiones que finalmente producen el cizallamiento que lleva al despegue de la soldadura. Por último, existe un tercer método, también muy usado en la práctica, y recomendado por las Guías sobre balsas de la Generalitat Valenciana que se puede combinar con los anteriores. Se trata de realizar una unión doble, no confiando la impermeabilidad a una sola soldadura, sino a dos. La mejor opción, sin duda, es combinar las tres posibilidades, ejecutándolas correctamente, con lo que la unión de la geomembrana con la obra de fábrica tendrá una elevada seguridad, que aunque pueda parecer excesiva no está de más puesto que con unos sobrecostes muy pequeños, dota a la instalación de una garantía adicional que es capaz de evitar averías mucho más costosas de reparar y que pueden evolucionar rápidamente a patologías más graves. Reproduciendo textualmente palabras de D. Rafael Barbero, “aunque sea un tópico en este caso se puede aplicar perfectamente el dicho de ‘Más vale prevenir que curar’, por lo que toda acción preventiva será mucho más eficaz y mucho menos costosas que las acciones reparadoras o curativas siguiendo la terminología médica”.

Figura 33.- Propuestas de solución al problema de cizalla en la unión lámina-hormigón. Fuente: “Patologías de las balsas” (Barbero Palomero, Rafael)

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La última mejora que puede presentarse a este sistema es la disposición de un dren de “envuelta” en las obras de hormigón que permitirá, dándole una adecuada salida, la detección de problemas de fugas evitando el arrate de particular y por tanto, el inicio del sifonamiento.

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Figura 34.- Solución mejorada, que evita el contacto hormigón-lámina con un dren envolvente de canalización de fugas, sin arrastre de partículas de suelo. Fuente: Algunas patologías de especial interés en balsas (Adalid Elorza ,José Luis)

Es necesario mencionar en este punto que una red de drenaje bien diseñada y eficaz, debidamente sectorizada, incluso particularizando un sector o más para las diferentes obras de fábrica, es esencial para que este tipo de patologías se detecten a tiempo y puedan ser solucionadas de forma fácil. Como en todo lo expuesto hasta el momento, también en el drenaje habrá de existir una colaboración íntima entre los diferentes actores, desde el Proyectista hasta el Explotador.

11.3 Otras precauciones a adoptar Se exponen a continuación una serie de recomendaciones generales para balsas que un futuro proyectista podría incorporar a la hora de decidir un diseño definitivo.

11.3.1 Sistemas de drenaje De forma adicional a la red de drenaje de la balsa, si por analogía con las presas de materiales sueltos, se disponen en los terraplenes de la balsa drenes (drenes de pie, drenes chimenea, drenes paralelos) se conseguirá controlar las posibles filtraciones que puedan producirse desde el talud interior del embalse, por roturas de la geomembrana y evitar los posibles fenómenos de tubificación.

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Figura 35.- Tubificación ocurrida durante el primer llenado en una balsa con impermeabilización asfáltica. Fuente: Algunas patologías de especial interés en balsas (Adalid Elorza ,José Luis)

El dren que resulta más efectivo y que ofrece una mayor seguridad, es el dren chimenea. Su gran efectividad, que su sección transversal transmite de forma intuitiva, al cortar la rama vertical del dren todas las posibles líneas de filtración, proporciona una gran seguridad a las presas y embalses que disponen de él. Por el contrario, el dren chimenea es el que presenta un mayor coste económico y sobre todo una cierta complejidad de ejecución, por lo que es muy poco frecuente su utilización Además de los drenes de dique, se puede incluir, también como medida de seguridad otros tipos de drenes, tales como drenes de envuelta. Una última tipología de drenajes son las zanjas drenantes, adecuadas en zonas de yesos o materiales solubles y en zonas con niveles freáticos elevados y variables, que se disponen en el perímetro de la balsa para que funcionen a modo de pozos, rebajando la línea de saturación del terreno y evitando la llegada de agua a los taludes y fondo de la misma.

11.3.2 Galerías y tuberías de protección Como ya se ha indicado, la mejor medida para evitar los efectos y daños que una posible rotura de las conducciones puede ocasionar es su colocación dentro de otra tubería de protección o en su caso de una galería visitable.

11.3.3 Baberos En general, y para cualquier tipo de material macromolecular ya sea termoplástico o termoestable, la zona a la intemperie, es decir la parte no cubierta es la más afectada por el sol y por ello la que soporta una mayor y más pronta degradación. Una buena costumbre, es colocar en las proximidades del botaolas y a lo largo de todo el perímetro de coronación una lámina de la misma naturaleza de la geomembrana, que incluso puede ser de inferior calidad, pues no actúa como impermeabilizante para proteger a la membrana propiamente dicha. Es decir la lámina que constituye el babero hace de protector y su anchura no se precisa que llegue a más 50 cm. Los gastos añadidos que presenta esta instalación se ven recompensados, notablemente, cuando se tenga que reimpermeabilizar, pues al estar esa zona de la lámina en muy buen estado se puede anclar la nueva membrana y de esa forma evitar retirar el botaolas, actuar sobre la zanja de anclaje y volver a poner el pretil de coronación. Esta operación acarrea tiempo y dinero. Una costumbre, afortunadamente, cada vez menos arraigada es hacer este babero de un geotextil, pero no se recomienda pues el deterioro del mismo es muy rápido y lo que al principio se podría pensar útil al final no es rentable.

Figura 36.- Babero de protección en las proximidades del botaolas.Fuente: “Algunas consideraciones a teneren cuenta a la hora de impermeabilizar una balsa con geomembranas sintéticas” (Blanco, Manuel; Cea, JuanCarlos De y García, Florencio).

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11.3.4 Mantenimiento. Reimpermeabilizaciones En el caso de proceder a una reimpermeabilización se ha de tener en cuenta si la nueva lámina es de la misma naturaleza que la vieja, pues no existiría problema de incompatibilidad. Sin embargo, si se va a colocar un poli (cloruro de vinilo) plastificado sobre otro tipo de geomembrana puede producirse una migración del plastificante desde la lámina nueva a la vieja con lo que el deterioro del sistema impermeabilizante se acelera notablemente. Otro tema candente relacionado con las reimpermeabilizaciones es si se elimina la lámina deteriorada o si se deja por debajo a modo de colchón. Cada proyectista tiene su opinión y sus costumbres, hay casos en que se elimina y otros en que se deja, previa perforación de la misma para evitar bolsas de agua entre las dos. La eliminación de la degradada en ocasiones causa problemas por no saber dónde colocarla o llevarla a un depósito o vertedero debido a la cantidad de metros cuadrados que representa, además la operación es costosa. La permanencia de la lámina anterior, según algunos, mejoraría ciertas características como punzonamientos o ataque por raíces, sobre todo cuando el material empieza a deteriorarse. Una solución que se emplea, casi siempre, es la colocación de un geotextil entre las dos láminas.

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12 BIBLIOGRAFÍA Para la elaboración de este tema se han empleado los textos que se presentan a continuación, además de la realización de consultas puntuales en numerosas webs relacionadas con el mundo de las balsas. Las siguientes publicaciones se consideran imprescindibles en cualquier biblioteca de balsas que se precie. 78 GUÍAS PARA EL PROYECTO, CONSTRUCCIÓN, EXPLOTACIÓN, MANTENIMIENTO, VIGILANCIA Y PLANES DE EMERGENCIA DE LAS BALSAS DE RIEGO CON VISTAS A LA SEGURIDAD. Conselleria de Medi Ambient, Aigua, Urbanisme i Habitatge. Generalitat Valenciana. Zapata Raboso, Francisco el al., 2009. MANUAL PARA EL DISEÑO, CONSTRUCCIÓN Y EXPLOTACIÓN DE EMBALSES IMPERMEABILIZADOS CON GEOMEMBRANAS. Aguiar, Escolástico, Amigó, Enrique. Consejería de Agricultura y Alimentación. Gobierno de Canarias, 1994. MANUAL PARA EL DISEÑO, CONSTRUCCIÓN, EXPLOTACIÓN Y MANTENIMIENTO DE BALSAS. Ministerio de Medio Ambiente y Medio Rural y Marino-CEDEX-CNEGP, 2010. CONSIDERACIONES GENERALES APLICABLES A LA CONSTRUCCIÓN DE BALSAS. De los Santos Alfonso, Ramón. Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentación. Abril 2004. ACTAS DEL I SIMPOSIO NACIONAL SOBRE PROYECTO, CONSTRUCCIÓN E IMPERMEABILIZACIÓN DE BALSAS. CEDEX. Sevilla, Noviembre 2005. ACTAS DEL 2º CONGRESO INTERNACIONAL SOBRE PROYECTO, CONSTRUCCIÓN E IMPERMEABILIZACIÓN DE BALSAS. Ponencia: ”Proyecto de balsas de almacenamiento y regulación”. Segura Graiño, Joaquín. CEDEX-ANI. Palma de Mallorca, Abril 2008. ACTAS DEL 3º CONGRESO INTERNACIONAL SOBRE PROYECTO, CONSTRUCCIÓN E IMPERMEABILIZACIÓN DE BALSAS. Ponencia: ”Bloques prefabricados en forma de cuña. Una alternativa para aliviaderos en balsas” Caballero Jiménez, Fco. Javier y Toledo Municio, M. Ángel. CEDEX-ANI. Barcelona, Octubre 2010.

DOCUMENTACIÓN DEL XII MASTER INTERNACIONAL DE INGENIERÍA DE RIEGO Y DRENAJE. Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentación, 2007. GEOMETRÍA DE LAS SUPERFICIES DE ACUERDO EN BALSAS DE RIEGO. Carvajal Ramírez, F.; Aguilar Torres, M.A.; Agüera Vega, F.; Aguilar Torres, F.J. XIV Congreso Internacional de Ingeniería Gráfica. Santander, España. 5-7 junio 2002. 79

BLOQUE III. OBRAS DE REGULACIÓN Y CAPTACIÓN. BALSAS. INTRODUCCIÓN AL DISEÑO. OBRAS COMPLEMENTARIAS 13 ALIVIADEROS EN BALSAS En el tema 2 se describen los principales elementos de una balsa, y concretamente en el punto 2.4. Aliviaderos se define su funcionalidad la tipología de los mismos. No está de más recordar que el aliviadero resulta un elemento de seguridad que puede llegar a jugar un papel fundamental para salvaguardar la integridad de una balsa en el caso de que con la balsa llena se produjera entrada de agua (bien por precipitaciones bien por suministro a la misma mediante bombeo o canal de derivación). En cualquier caso si debe resaltarse que la mayoría de las balsas poseen caudales de alimentación bajos por lo que sus dispositivos de evacuación responden a tipologías muy elementales pudiendo establecer una clasificación tentativa en tres grupos fundamentales: -

Aliviaderos en tubería o tipo morning glory. Evacuando los caudales mediante conducciones de diámetros más o menos apreciables.

-

Aliviaderos en canal. Mediante la disposición de un vertedero frontal de pared gruesa o un vertedero lateral y un canal de descarga situando la obra generalmente en la transición entre el terreno en desmonte y terraplén.

-

Aliviaderos en badén. Mediante el rebaje de la cota del camino de coronación y la posterior disposición de un pequeño canal de descarga situado usualmente al igual que los anteriores en la zona de transición entre desmonte y terraplén.

Pueden darse también combinaciones entre los distintos tipos de aliviadero mencionados. Así es muy usual la disposición de un vertedero frontal mediante un marco prefabricado que evacua la avenida de diseño mediante un canal de reducidas dimen-

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siones hacía una arqueta de rotura de carga desde la que se transporta el caudal mediante una conducción a la zona de restitución al cauce. Debe mencionarse también la existencia de aliviaderos que, hasta hoy, pueden denominarse como singulares, dado que su aplicación no está muy extendida, como pueden ser los aliviaderos con vertederos en laberinto o los aliviaderos con protecciones en forma de cuña, que sin dejar de ser una variación de los aliviaderos en canal aportan elementos novedosos a los mismos. A modo de curiosidad se adjuntan sendas ponencias de estos tipos de aliviaderos en congresos recientes en el apartado de recursos del presente tema.

13.1 Cálculo de la longitud de vertido Los parámetros hidráulicos principales para calcular la capacidad de vertido de un aliviadero son, el coeficiente de desagüe y la altura de vertido. El coeficiente de desagüe depende de la tipología del vertedero pudiendo oscilar entre un máximo de 2,10-2,20 para perfiles tipo Creager, a 1,70-1,80 para vertederos en pared gruesa. La altura de vertido puede, bien imponerse con lo que se obtendrá una longitud de vertido determinada, bien imponiendo está última obteniendo entonces como resultado la altura de vertido, ambas operaciones por el cálculo mediante la fórmula de Rehbock una vez definido el coeficiente de desagüe. siendo: Cd: Coeficiente de desagüe del vertedero L: Longitud del vertedero (m) H: Altura de vertido (m) Así, por ejemplo, suponiendo un aliviadero en pared gruesa el coeficiente de desagüe (Cd), se puede evaluar cómo Cd = 1,80

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Fijando como datos de partida los siguientes: Caudal de cálculo 0,72 m3/s (obtenido previamente). -

Altura de vertido 0,35 m

-

Cota de labio vertiente (N.M.N.) 821,50

-

Disposición Frontal

-

La longitud necesaria del vertedero será:

En estos casos suele redondearse la longitud al primer entero disponible. En este caso se adopta L=2,00 m pudiendo optarse por proyectar un aliviadero con un marco in situ de hormigón armado de 2,00x 0,70 (30 cm).

Figura 1. Sección tipo de marco de hormigón armado in situ. Fuente: ALATEC S.A.

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13.2 Cálculo del elemento de evacuación aguas abajo del vertedero Una vez establecido el elemento de vertido es preciso definir el elemento de evacuación aguas abajo del mismo. Puede optarse por un canal de evacuación clásico o por disponer de una arqueta de rotura de carga desde la que se transporta el caudal mediante una conducción a la zona de restitución al cauce.

13.2.1 Cálculo de conducción desde arqueta de rotura Si se opta por disponer una arqueta de rotura de carga la forma de operar será la siguiente. Esta arqueta se utiliza como disipador de energía, produciéndose un gran impacto en la pared de la arqueta opuesta al canal de descarga. La arqueta hace de pequeño depósito de agua que desaguará por el fondo mediante una tubería (se recomienda que sea de fundición) de un determinado diámetro que dependerá de la capacidad de evacuación exigida. Así, si se parte del aliviadero del ejemplo anterior, la citada arqueta se deberá dimensionar para que sea capaz de absorber el caudal correspondiente a la avenida de proyecto (Q= 0,72 m3/s). Las dimensiones de la arqueta se muestran en el croquis.

Figura 2. Sección tipo de desagüe de aliviadero a arqueta de rotura de carga. Fuente: ALATEC S.A.

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Como se ha indicado el desagüe de la arqueta de rotura se prevé a través de una conducción de 500mm de diámetro de fundición, que se prolongará hasta que desagüe las aguas en el cauce más próximo a la balsa. La salida de esta conducción deberá protegerse con escollera. Datos de partida necesarios: -

Cota de agua en la arqueta de rotura = 821,00 m

-

Cota de salida de la tubería al cauce =818,50 m

-

Qtotal=0,72 m3/s

-

Φ = 500 mm

-

Longitud del tramo=60,00 m

Pérdidas en tuberías (Fórmula de Manning para n=0,01)

Pérdidas en entrada tubería:

Aplicando Bernouilli se obtiene:

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Por tanto la tubería prevista puede evacuar un caudal (Q= 0,75m3/s) superior al procedente del canal de descarga ( Q= 0,72 m3/s), por lo que el diámetro proyectado resulta adecuado. Si la velocidad de salida es superior a 5,00 m/s puede ser necesaria la disposición de un estanque amortiguador tipo impacto. El diseño de estas infraestructuras de amortiguación de energía puede consultarse en el Design of small dams del Bureau of Reclamation.

13.2.2 Cálculo de canal de descarga y elemento de disipación de energía aguas abajo. Otra opción puede ser disponer de un canal de descarga tras el vertedero. Dicho canal debe presentar una pendiente que obligue a la evacuación del caudal de diseño en régimen rápido de cara a establecer la sección de control en la sección aguas arriba del canal. Para que se cumpla esta circunstancia es necesario que la pendiente del canal de descarga sea superior a la pendiente crítica.

Figura 3. Sección tipo de desagüe de aliviadero a canal de descarga. Fuente: ALATEC S.A.

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En base a esta condición en primer lugar será necesario calcular los parámetros de la sección crítica que se pretende que sea la sección de arranque del canal de descarga. Si se cumplen los requisitos exigidos dicha sección (PR0+000) funcionará como sección rectangular de control. Así para un ancho del canal de 5,00 m y una capacidad de evacuación de Q =6,00 m3/s los parámetros de dicha sección crítica serán: 86

Por lo tanto, todo canal de descarga con una pendiente superior a la crítica cumplirá con la condición de que el régimen hidráulico del canal será rápido y la sección de control se situara en la sección de aguas arriba, disminuyendo el calado y aumentando la velocidad con el progreso del canal. Puede observarse en el croquis que la pendiente adoptada para el canal de descarga es claramente superior a la pendiente crítica. Para el cálculo de los calados en el canal de descarga aguas abajo partiendo del calado crítico, se calculan en sentido hacia aguas abajo los sucesivos descensos de nivel de la superficie libre, teniendo en cuenta las pérdidas debidas a fricción, mediante la expresión: H1 = H2 + hf + he donde H1 y H2 son las alturas totales de energía en las secciones tomadas:

y hf y he son, respectivamente las pérdidas debidas a fricción y las debidas a remolinos, no teniéndose en cuenta éstas últimas. El cálculo se realiza a partir del perfil longitudinal del aliviadero. El STANDART STEP METHOD es un método iterativo fundamentado en el tanteo de calados buscando la coincidencia de energía en dicha sección calculada por dos vías.

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Figura 4. Esquema de cálculo de calados en un canal de descarga. Fuente: XII Master Internacional de Riego y Drenaje.

Se parte del paso 1 como dato, coincidente con la sección crítica (en verde). Evidentemente también son datos las cotas y distancias pues dependen de la geometría del canal, así como la base del mismo y el talud de sus cajeros (en naranja).

H1 en la sección 2 es la energía calculada por Bernoulli con los parámetros de ese paso 2 (en rojo).

El calado se obtiene iterativamente.

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H2 en la sección 2 es la energía calculada restándoles al cálculo por Bernouilli en la sección 1 (paso anterior) las pérdidas de ese paso 2 en función de la pendiente de energía y la distancia entre secciones

H1sección1+hf sección2 Siendo:

Para que el cálculo sea correcto deberán coincidir para cada paso H1 y H2 con un error inferior al exigido por el propio calculista.

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Una vez finaliza el canal de descarga es necesario disponer de una estructura terminal de disipación de energía, bien un trampolín de lanzamiento bien un estanque amortiguador tipo impacto. Para su dimensionamiento se parte de los parámetros hidráulicos correspondientes a la última sección del canal de descarga. En el caso que se ha estado desarrollando la sección PR0+036,46. Sin embargo, para este cálculo se va a suponer que el caudal a evacuar por el aliviadero es de Q = 15 m3/s en lugar de los 6 m3/s. Los parámetros obtenidos en esta sección son:

Se sugiere al alumno que intente realizar el cálculo para comprobar si obtiene este resultado. El dispositivo de disipación de energía vendrá definido por la longitud de resalto hidráulico necesaria. La formación y el tipo de resalto hidráulico viene definido por el número de Froude en la sección final del canal de descarga

Donde para un canal rectangular v es la velocidad de flujo, g es la aceleración de gravedad y D es el calado en la sección. Para que se forme un resalto hidráulico estable es necesario que F>4,5.

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Figura 5. Tipos de resaltos según el número de Froude. Fuente: Guía Técnica de seguridad de presas nº 5 “Aliviaderos y desagües”

Los tipos de resalto pueden definirse: -

F14,5. Para valores entre 2,5 y 4,5 se recomienda disponer una longitud mínima de 5 veces el calado conjugado aunque se recomienda adoptar el mismo valor que para F>4,5. Para valores inferiores puede optarse por no disponer estructura de disipación aunque hay que tener en cuenta que por el propio diseño del azud siempre existirá una pequeña losa aguas abajo del pie de presa para la reincorporación del agua al cauce que cumplirá las funciones de dispositivo de disipación. El calado conjugado correspondiente al cálculo desarrollado hasta ahora será:

La longitud estricta del cuenco para que se produzca resalto hidráulico será:

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Estos dispositivos pueden acortarse si se emplea un cuenco tipo II o tipo III, que pueden diseñarse en función de una serie de condiciones de partida que se describen con detalle en la Guía Técnica de Seguridad de Presas nº5 “Aliviaderos y Desagües”. Sin embargo, las características de los caudales, nº de Froude y velocidades que se dan en este aliviadero permiten adoptar el cuenco tipo III del Bureau of Reclamation de USA:

adoptándose L = 8,00 m como longitud del estanque. En cuanto a la altura de los cajeros, ésta se puede obtener cómo: H = y2 + 0,10 [y2+y1]=3,00 m, adoptándose H = 3,20 m

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Figura 7. Gráfico de dimensionamiento de cuencos amortiguadores tipo II. Fuente: Design of small dams

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Figura 8. Grafico de dimensionamiento de cuencos amortiguadores tipo III. Design of small dams

14 CANAL DE ENTRADA DE AGUA EN BALSAS La entrada de agua puede ejecutarse de diversas formas; por el fondo de la balsa, a media altura, o como es más frecuente, por la coronación, con una arqueta de disipación de la energía del agua, anterior a la balsa, en caso necesario. En caso de ejecutar la entrada de agua por el fondo de la balsa será necesario disponer la misma en una arqueta capaz de disipar la energía del agua a la entrada en la balsa, pudiendo incluso aprovecharse la misma obra para la toma y el desagüe de fondo.

Figura 9. Estanque de entrada de agua y toma en una balsa. Fuente: Guías sobre balsas de riego de la Generalitat Valenciana

En caso de que la entrada se realice a media altura o por la parte superior debe tenerse en cuenta que la circulación del agua por el talud podría producir velocidades que pudieran ocasionar daños o erosiones, por lo que, la entrada suele diseñarse mediante la disposición de un canal de entrada, con forma rectangular o trapecial e incluso, con un estanque amortiguador en el pie o solera de la balsa cuyo dimensionamiento es análogo al desarrollado en el apartado dedicado al aliviadero. El canal de entrada también puede ejecutarse mediante un perfil escalonado que también puede requerir de un estanque amortiguador en el pie o solera de la balsa en función de la velocidad con la que el agua alcance este punto.

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Figura 10. Canal escalonado de entrada a una balsa. Fuente: Guías sobre balsas de riego de la Generalitat Valenciana

Atendiendo al Anexo nº4: “Aliviaderos escalonados” de la Guía Técnica de Seguridad de Presas nº 5 Aliviaderos y Desagües, se puede dimensionar la obra de entrada a una balsa mediante un canal escalonado en régimen de caídas sucesivas. Este tipo de régimen se produce para caudales muy pequeños (Peyras, Royer y Degoutte señalan el valor de 1,5 m3/s m como límite máximo de caudal para este tipo de régimen en pendiente suave), o láminas muy delgadas en comparación con la altura de los escalones. La lámina cae de escalón en escalón sucesivamente, produciéndose en cada uno de ellos un pequeño resalto hidráulico, responsable de una importante pérdida de energía; volviéndose a acelerar la corriente hacia el borde del escalón, cayendo al siguiente donde se reproduce el fenómeno descrito, según se refleja en la siguiente figura.

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Figura 11. Figura gráfica para dimensionamiento de canales escalonados. Fuente: Guía Técnica de seguridad de presas nº 5 “Aliviaderos y desagües”

Así, por ejemplo, para un caudal de diseño de una obra de entrada de 0,85m3/s si se proyecta un canal de 1,50 metros de anchura con escalones de 1,00m de altura se tiene:

Las fórmulas, referidas a la notación de la figura10, aplicadas al cálculo propuesto arrojan los siguientes resultados:

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La longitud de la huella del escalón ha de ser suficiente para mantener el resalto dentro del mismo, por lo que puede obtenerse su valor mínimo sumando la distancia desde la pared vertical hasta el punto de impacto de la lámina más la longitud del resalto hidráulico. Chanson obtiene la expresión siguiente, adimensionalizando valores mediante la altura de escalón h .

No cumple, aunque dada la escasa diferencia podría darse el resultado por válido. Sin embargo, situándose en la hipótesis más desfavorable de la no validez del resultado se provocará el comienzo del barrido del resalto dando lugar a una variante de este tipo de régimen con desarrollo parcial del resalto y régimen crítico cercano a la arista del escalón. La disipación de energía es del mismo orden de magnitud de la que se produce con resalto plenamente desarrollado, por lo que los resultados obtenidos aplicando las ecuaciones anteriores son suficientemente aproximados.

15 DESAGÜE DE FONDO. VACIADO DE LA BALSA El dimensionamiento del desagüe de fondo es de vital importancia para hacer frente a posibles situaciones de emergencia que requieran un vaciado rápido de la balsa. La entrada de agua en el desagüe de fondo debe proyectarse de forma que se evite el atascamiento de éste por la acumulación de materiales de depósito. Así debe colocarse una rejilla a la entrada de la conducción de desagüe de fondo en el interior de la balsa.

Figura 12. Imagen de rejilla de protección para toma o desagüe de fondo. Fuente: Consideraciones generales aplicables a la construcción de balsas.

El cálculo hidráulico se lleva a cabo aplicando Bernouilli entre un punto situado en la superficie de la balsa en la vertical de la entrada a la tubería y el punto de salida, a los que se denomina A y B respectivamente, se tiene:

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101 Se supone vA y pA nulas por ser un punto en la superficie de la balsa y sin velocidad, y pB = 0 por desaguar a la atmósfera. Así, la ecuación de Bernoulli queda de la forma:

Las pérdidas de energía serán la suma de las pérdidas localizadas más las distribuidas.

y fijando las pérdidas localizadas en un 10% de las pérdidas distribuidas.

Las pérdidas distribuidas se obtienen mediante la expresión de Manning:

siendo: RH = D/4 para tubería circular n = 0,01 , por ejemplo, para tubería de acero

Así, si por ejemplo se dispone de una conducción para desagüe de fondo formada por una tubería 600 mm de fundición (n=0,010) y longitud aproximada de 230,00 m con cota de entrada a la 818,05 y la de salida en el cauce a la 817,50 y siendo la cota máxima de nivel de agua hA que se ha tomado, en la coronación de la balsa, 822,50 m se puede plantear una tabla correspondiente a la aplicación de la expresión anterior a toda la carrera de la balsa. 102 La tabla de cálculo, según las características enunciadas sería:

El tiempo de vaciado de la balsa completo, obtenido como suma de los tiempos parciales, desde el nivel de coronación es de 2,05 días utilizando la tubería de desagüe de fondo. Si la cota de agua en la balsa es el N.M.N. este tiempo se reduciría a 40,43 horas. Si además, se usara excepcionalmente la toma de riego como desagüe de fondo, el tiempo de vaciado de la balsa se reduciría sensiblemente. Además de determinar el tiempo de vaciado de la balsa partiendo de la cota de coronación, o de N.M.N., puede determinarse la capacidad de los desagües de fondo en función de su apertura. Conocido el grado de apertura se va a realizar una estimación del caudal desaguado por la válvula. Para ello se ha realizado un cálculo que tiene en cuenta las pérdidas de carga existentes a lo largo de la conducción. La pérdida de carga localizada en la compuerta se ha valorado según el ábaco siguiente (“Discharge characteristics”, D.S. Miller, BHR Group Limited, Bedford, UK):

Figura 13. Grafico de pérdidas de carga del “Discharge characteristics”

De esta forma, la curva de capacidad del desagüe de operación queda definida por la siguiente ecuación*:

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siendo: g: aceleración de la gravedad en m/s2 C: la cota del nivel en el embalse en m.s.n.m. Kv: el coeficiente obtenido del ábaco en función del grado de apertura, adimensional. S: la sección del desagüe de fondo en m2 *5,13 es el coeficiente de pérdidas totales obtenido en el proyecto si se excluye el de la compuerta de la válvula. Aplicando dicha ecuación se obtiene la siguiente tabla de caudales de desagüe, para el conducto de 600 mm de los que consta el desagüe, en (l/s):

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16 TOMA DE AGUA PARA REGADÍO Si la toma se realiza mediante una conducción aplicando conservación de la energía entre un punto en la superficie del embalse en la vertical de la entrada a la tubería y el punto de salida, a los que llamaremos A y B respectivamente, se tiene: 105

Si por ejemplo la cota de nivel de agua hA es 738’50 y la cota de salida aguas debajo de la balsa hB es 727’50. Supondremos vA y pA nulas por ser un punto en la superficie del embalse y sin velocidad, y pB = 0 por desaguar a la atmósfera. Así, la ecuación de Bernoulli queda de la forma:

Las pérdidas de energía serán la suma de pérdidas localizadas más distribuidas.

Siendo las pérdidas localizadas del orden de un 10% de las pérdidas distribuidas.

Las pérdidas distribuidas se obtienen mediante la expresión de Manning: 106

Siendo: RH = D/4 para tubería circular n = 0,009 para tubería de acero por ejemplo Tanteando, por ejemplo, un diámetro de toma de 600 mm y sustituyendo en (1):

y a partir de la ecuación de continuidad se puede determinar hA o Q según la necesidad.

17 AUSCULTACIÓN DE BALSAS Aunque no es el objeto principal del curso si resulta importante que el alumno adquiera unos conceptos básicos en este campo que puede ampliar con la documentación adicional que se suministra en el presente curso y con su propia curiosidad personal. 107 En palabras de D. José Luis Adalid se puede definir la auscultación como “la observación del comportamiento de las presas o balsas mediante nuestros sentidos tal como los tenemos y potenciados por los aparatos y dispositivos pertinentes” La auscultación se orienta a detectar las anomalías que puedan indicar algún defecto de construcción o algún deterioro con el paso del tiempo para llevar a cabo en su caso las actuaciones pertinentes para su corrección. En el caso de las balsas no es usual encontrar elementos o dispositivos dedicados a esta función aunque pueden establecerse unos elementos básicos que deben ser considerados como mínimos a cumplir debiendo ser tenidos en cuenta en todo proyecto y obra de balsa para que, al menos, se pueda tener una mínima vigilancia de las mismas. Así, resulta fundamental que en las balsas se controlen al menos: -

Filtraciones procedentes de la red de drenaje que debe estar sectorizada. Aunque puede bastar con un control cualitativo lo ideal es que este sea también cuantitativo controlando estas filtraciones mediante aforadores triangulares tipo Thompson. Es un defecto muy frecuente la unión en un único tubo de todos los conductos correspondientes a cada uno de los sectores en que se ha dividido el vaso, lo cual resta efectividad al proceso de control al impedir controlar adecuadamente el comportamiento de la balsa.

-

Filtraciones procedentes de los drenes del dique (chimenea o de pie), drenes de envuelta, etc. De la misma forma que para los caudales procedentes de la filtración de la red de drenaje lo ideal es que este control sea tanto cualitativo como cuantitativo controlando estas filtraciones mediante la disposición de arquetas con la instalación de aforadores triangulares tipo Thompson.

-

Mediciones topográficas de nivelación y/o colimación procedentes de la disposición de hitos topográficos en coronación de forma que se pueda seguir la evolución de los asientos del terraplén.

-

Nivel de embalse mediante la instalación de una escala de medición de nivel.

-

Variables climatológicas mediante la disposición de una estación pluviográfica en las instalaciones de la balsa. La medición de las variables externas o causales, tales como la precipitación, distribución de la misma, temperatura, viento, etc. puede resultar de interés de cara a conocer el comportamiento de ciertas variables como, por ejemplo, las filtraciones, que requieren del conocimiento del nivel de embalse y temperatura para poder estudiar su evolución.

-

Observación visual del talud de aguas abajo localizando posibles humedades o zonas de crecimiento anómalo de la vegetación. Una técnica poco empleada pero muy útil es realizar secuencias de fotografías desde la misma posición en cada visita que se haga a la presa o balsa de forma que puedan compararse las mismas para observar la evolución de los elementos fotografiados a lo largo del tiempo.

-

Observación visual de la galería de desagües de fondo y toma, controlando las filtraciones que en la misma puedan aparecer. En cualquier caso se adjuntan en recursos sendos documentos referentes a auscultación y patologías en balsas que permitirán al alumno profundizar más en este tema si es de su interés.

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18 NORMATIVA APLICABLE A BALSAS. PROPUESTAS DE CLASIFICACIÓN Y PLANES DE EMERGECIA En el tema 1 ya se ha abarcado el aspecto referente a normativa de balsas aunque en los dos párrafos siguientes se sintetiza el mismo para refrescar los conceptos. Hasta la fecha, no ha existido en España una normativa específica para balsas.De hecho, la normativa existente y empleada, en algunos casos, se refiere casi exclusivamente a las presas. A raíz del Real Decreto 9/2008 de 11 de enero, por el que se modifica el Reglamento del Dominio Público Hidráulico donde, por primera vez se encuentra un concepto legal de balsa se encuentran en desarrollo las nuevas Normas Técnicas de Seguridad, que englobarán a las balsas y que una vez aprobadas, constituirán la única normativa legal en materia de seguridad de presas y embalses, unificando la normativa actualmente vigente, derogando la Instrucción para el Proyecto, Construcción y Explotación de Grandes Presas así como el Reglamento Técnico sobre Seguridad de Presas y Embalses. Con la actual normativa en la mano será necesario “clasificar” todas aquellas balsas cuya altura sea superior a 5 metros. Aunque no es objeto del presente curso, y dada la extensión de los estudios a realizar cuya explicación podría abarcar fácilmente otro curso independiente se referencian a continuación unos conceptos básicos que el alumno debe conocer. La clasificación de una presa o balsa es la asignación de una categoría en función de los daños que pueda ocasionar la potencial rotura de dicha infraestructura. Así se pueden establecer las siguientes categorías: -

Categoría A: presas cuya rotura o funcionamiento incorrecto puede afectar gravemente a núcleos urbanos o servicios esenciales, o producir daños materiales o medioambientales muy importantes

-

Categoría B : presas cuya rotura o funcionamiento incorrecto puede ocasionar daños materiales o medioambientales importantes o afectar a un número reducido de viviendas.

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-

Categoría C : presas cuya rotura o funcionamiento incorrecto puede producir daños materiales de moderada importancia y sólo incidentalmente pérdida de vidas humanas. todas las no incluidas en la categoría A ó B.

Los aspectos a analizar son, por tanto: -

Riesgo potencial de vidas humanas. 110

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Afecciones a servicios esenciales

-

Daños materiales

-

Daños medioambientales

Se considerará exclusivamente el riesgo potencial de daño, no el daño esperado o estimado. Aquellas presas catalogadas como de categoría A o B precisarán de la redacción e implantación de un Plan de Emergencia. Dicho PEP pretende establecer la organización y planificación de los recursos humanos y materiales necesarios, en situaciones de emergencia, para controlar los distintos factores de riesgo que puedan comprometer la seguridad de la presa o balsa, y con ello eliminar o reducir la probabilidad de rotura o avería grave. Establece un sistema de información y comunicación con las autoridades de Protección Civil competentes para activar un conjunto de actuaciones preventivas y de aviso a la población para reducir o eliminar los daños potenciales en caso de rotura o avería grave de la presa o balsa. Así sus funciones básicas se resumen en: -

Determinar estrategias de intervención para el control de situaciones que impliquen riesgo de rotura o avería grave.

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Determinar la zona inundable en caso de rotura, indicando tiempos de propagación de la onda, y efectuar el correspondiente análisis de riesgos.

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Disponer la organización y medios adecuados para la comunicación y puesta en funcionamiento de sistemas de alarma.

19 BIBLIOGRAFÍA Para la elaboración de este tema se han empleado los textos que se presentan a continuación, además de la realización de consultas puntuales en numerosas webs relacionadas con el mundo de las balsas. Las siguientes publicaciones se consideran imprescindibles en cualquier biblioteca de balsas que se precie. GUÍAS PARA EL PROYECTO, CONSTRUCCIÓN, EXPLOTACIÓN, MANTENIMIENTO, VIGILANCIA Y PLANES DE EMERGENCIA DE LAS BALSAS DE RIEGO CON VISTAS A LA SEGURIDAD. Conselleria de Medi Ambient, Aigua, Urbanisme i Habitatge. Generalitat Valenciana. Zapata Raboso, Francisco el al., 2009. MANUAL PARA EL DISEÑO, CONSTRUCCIÓN Y EXPLOTACIÓN DE EMBALSES IMPERMEABILIZADOS CON GEOMEMBRANAS. Aguiar, Escolástico, Amigó, Enrique. Consejería de Agricultura y Alimentación. Gobierno de Canarias, 1994. MANUAL PARA EL DISEÑO, CONSTRUCCIÓN, EXPLOTACIÓN Y MANTENIMIENTO DE BALSAS. Ministerio de Medio Ambiente y Medio Rural y Marino-CEDEX-CNEGP, 2010. CONSIDERACIONES GENERALES APLICABLES A LA CONSTRUCCIÓN DE BALSAS. De los Santos Alfonso, Ramón. Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentación. Abril 2004. ACTAS DEL I SIMPOSIO NACIONAL SOBRE PROYECTO, CONSTRUCCIÓN

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E IMPERMEABILIZACIÓN DE BALSAS. CEDEX. Sevilla, Noviembre 2005. ACTAS DEL 2º CONGRESO INTERNACIONAL SOBRE PROYECTO, CONSTRUCCIÓN E IMPERMEABILIZACIÓN DE BALSAS. Ponencia: ”Proyecto de balsas de almacenamiento y regulación”. Segura Graiño, Joaquín. CEDEX-ANI. Palma de Mallorca, Abril 2008. ACTAS DEL 3º CONGRESO INTERNACIONAL SOBRE PROYECTO, CONSTRUCCIÓN E IMPERMEABILIZACIÓN DE BALSAS. Ponencia: ”Bloques prefabricados en forma de cuña. Una alternativa para aliviaderos en balsas” Caballero Jiménez, Fco. Javier y Toledo Municio, M. Ángel. CEDEX-ANI. Barcelona, Octubre 2010. DOCUMENTACIÓN DEL XII MASTER INTERNACIONAL DE INGENIERÍA DE RIEGO Y DRENAJE. Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentación, 2007. GUÍA TÉCNICA DE SEGURIDAD DE PRESAS Nº5 “ALIVIADEROS Y DESAGÜES”. Comité Nacional de Grandes Presas (Spancold), 2003.

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