¿Cuál es la Sección fundamental de una Presa de Enrocado con núcleo de arcilla, según ICOLD?

La sección fundamental de una Presa de Enrocado con núcleo de arcilla, según las recomendaciones de la ICOLD (Comisión Internacional de Grandes Presas), consta de los siguientes elementos:

1. Enrocado: Es la capa externa de la presa, compuesta por rocas o bloques de gran tamaño. Su función principal es proporcionar estabilidad y resistencia a la presa. El tamaño y la calidad de las rocas utilizadas dependerán de las condiciones geológicas y de las cargas a las que esté sometida la presa.
   • Tipo de material: El enrocado consiste en rocas o piedras de diferentes tamaños y formas, con una alta resistencia a la compresión.
   • Tamaño y dimensiones: El tamaño del enrocado varía según la función que desempeñe en la presa. Por ejemplo, se pueden utilizar piedras de diferentes dimensiones, como:
     • Roca de tamaño grueso (Hasta 3 metros de diámetro).
     • Roca de tamaño medio (Entre 0.3 y 1 metro de diámetro).
     • Roca de tamaño fino (Menos de 0.3 metros de diámetro).
2. Núcleo de arcilla: Es una capa central de arcilla compactada que se encuentra entre el enrocado. Su función principal es proporcionar una barrera impermeable para evitar la filtración de agua a través de la presa. La arcilla utilizada debe tener propiedades adecuadas de plasticidad, cohesión y baja permeabilidad.
   • Tipo de material: El núcleo de arcilla es una capa de arcilla compactada que se coloca en el centro de la presa para proporcionar impermeabilidad.
   • Espesor: El espesor del núcleo de arcilla puede variar dependiendo de la altura de la presa y las condiciones geológicas del sitio. Generalmente, se recomienda un espesor mínimo de 3 metros.
   • Contenido de humedad: El contenido de humedad de la arcilla compactada debe ser óptimo para garantizar su resistencia y estabilidad. Se recomienda realizar pruebas de laboratorio para determinar el contenido de humedad adecuado.
   • Compactación: La arcilla se compacta en capas delgadas utilizando equipos de compactación adecuados, como rodillos vibratorios, hasta alcanzar una densidad especificada.
3. Filtro: Es una capa de material granular que se coloca entre el enrocado y el núcleo de arcilla. Su función es permitir el drenaje del agua que pueda filtrarse a través del enrocado, evitando la erosión y el debilitamiento de la presa. El material utilizado para el filtro debe tener una granulometría adecuada y una permeabilidad controlada.
   • El filtro es un elemento esencial en la sección de la presa, ubicado entre el enrocado y el núcleo de arcilla.
   • El filtro tiene como objetivo evitar que las partículas finas del suelo subyacente o del enrocado migran hacia el núcleo de arcilla, lo que podría comprometer su estabilidad y funcionalidad.
   • Generalmente, se utiliza una capa de material granular, como grava o arena, como filtro. Se debe tener cuidado en seleccionar un material con una granulometría adecuada para proporcionar una filtración efectiva.
4. Zona de transición: Es una capa de material granular que se encuentra entre el enrocado y el filtro. Su función es proporcionar una transición gradual entre el enrocado y el filtro, evitando la erosión y el debilitamiento de la presa. El material utilizado en la zona de transición debe tener una granulometría adecuada y una permeabilidad controlada.
   • La zona de transición se encuentra entre el enrocado y el núcleo de arcilla y tiene como objetivo proporcionar una unión adecuada entre ambos materiales.
   • En esta zona, se utilizan materiales granulares, como grava, para facilitar la transición gradual de las características mecánicas del enrocado al núcleo de arcilla.
   • Se recomienda que la zona de transición tenga un espesor suficiente para proporcionar una transición suave y evitar problemas de estabilidad.
5. Berma de coronación: La berma de coronación es una plataforma plana ubicada en la parte superior de la presa. Se utiliza para proporcionar acceso a la estructura y permitir la instalación y mantenimiento de los equipos y dispositivos de seguridad.
   • La anchura de la berma de coronación varía según el diseño y los requisitos del proyecto. Puede variar desde unos pocos metros hasta decenas de metros, dependiendo del tamaño de la presa y las necesidades específicas.
6. Talud aguas arriba: El talud aguas arriba es la pendiente inclinada que se encuentra en el lado de la presa que está expuesto al agua del embalse.
   • El ángulo de inclinación del talud aguas arriba puede variar dependiendo de las características del suelo, la altura de la presa y las condiciones hidrológicas. En general, se recomienda un ángulo de inclinación de aproximadamente 1.5 a 2 horizontal por 1 vertical.
7. Talud aguas abajo: El talud aguas abajo es la pendiente inclinada que se encuentra en el lado de la presa opuesto al agua del embalse.
   • El ángulo de inclinación del talud aguas abajo también puede variar según las mismas consideraciones mencionadas anteriormente. Se recomienda un ángulo de inclinación de aproximadamente 2 a 2.5 horizontal por 1 vertical.
8.  Drenaje: El drenaje es otro elemento importante en la sección de la presa, diseñado para controlar el flujo de agua interno y reducir las presiones hidrostáticas.
   • Se pueden instalar sistemas de drenaje, como drenes verticales y horizontales, para captar y evacuar el agua acumulada en el enrocado y en el núcleo de arcilla.
   • Los drenes deben estar correctamente diseñados y ubicados para garantizar un funcionamiento eficiente y evitar problemas de saturación y filtración.
9. Fundación y refuerzo: La fundación de la presa, que se encuentra debajo del enrocado y el núcleo de arcilla, es fundamental para proporcionar una base estable y resistente.
   • Dependiendo de las características del suelo subyacente, puede ser necesario realizar mejoras en la fundación mediante técnicas como compactación, columnas de grava o inyecciones de cemento.
   • Estas técnicas de refuerzo se emplean para aumentar la capacidad de carga y minimizar los asentamientos diferenciales.
10. Protección contra erosión: Para proteger el enrocado y la superficie de la presa contra la erosión causada por el flujo de agua, se pueden emplear diferentes técnicas y materiales de protección, como geomallas, geomantas, concreto proyectado, entre otros.
    • Estos materiales se colocan en la superficie de la presa para evitar la erosión y el desgaste del enrocado y del núcleo de arcilla, asegurando la estabilidad y la durabilidad de la estructura.
11. Sistema de desagüe: Un sistema de desagüe se utiliza para controlar y gestionar el flujo de agua dentro de la presa.
    • Este sistema puede incluir válvulas, tuberías y otros elementos que permiten la evacuación adecuada del agua acumulada en el embalse y en el interior de la presa.
12. Instrumentación: La instrumentación es esencial para monitorear y controlar el comportamiento de la presa y detectar cualquier anomalía o cambio en las condiciones.
    • Se pueden instalar dispositivos de medición, como piezómetros, inclinómetros, extensómetros, entre otros, para obtener datos precisos sobre las presiones, deformaciones y asentamientos en la estructura.

Es importante destacar que las características de los materiales empleados en una Presa de Enrocado con núcleo de arcilla pueden variar dependiendo de las condiciones geológicas y las especificaciones del proyecto. Por lo tanto, es necesario realizar estudios geotécnicos detallados para determinar las propiedades específicas de los materiales a utilizar.