Aprendiendo a convivir con las presas

Sede Central
Sucre 2419
Pisos 1º y 2º (C1428DVP)
Ciudad Autónoma de Buenos Aires
Tel.Fax: (54-11) 4784-2760/4950
[email protected]
www.orsep.gov.ar
Indice
Autoridades
Presidenta de la Nación
Dra. Cristina Fernández
Ministro de Planificación Federal,
Inversión Pública y Servicios
Arq. Julio De Vido
Presentación y objetivos de la publicación
3
El agua, fuente de vida
4
Necesidad vital-Mala distribución-Agua dulce- El agua en el mundo
Manejando el recurso vital
6
Un recurso insustituible
Usos del agua
Secretario de Obras Públicas
Ing. José Francisco López
Las presas y el desarrollo humano
Presidente del ORSEP
Ing. Oscar Horacio Bravo
Tipos de presas
Sede Central
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(C1428DVP)
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Orígenes de rotura
8
Producción de energía-Reserva y riego- Control de crecidas
10
Presa de materiales sueltos - Presa de gravedad- Presa de contrafuertes - Presa de arco y de doble curvatura
11
Introducción- Origen hidrológico- Falla estructural- Origen sísmico
Roturas y accidentes
12
Factores que influyen- Datos estadísticos- Problemas durante la
construcción- Problemas durante el primer llenado- Problemas durante la explotación
Historia de las presas en el mundo
14
Las más antiguas- Desarrollo en el siglo XX
Roturas de presas en el mundo
16
Presa Saint Francis, California, Estados Unidos- Presa Teton, Idaho,
Estados Unidos- Presa Vaiont, Véneto, Italia - Presa Vega de la Tera,
Zamora, España- Presa Frias, Mendoza, Argentina
ORSEP•1
Seguridad de presas durante la construcción
18
Control de calidad- La inspección de obra- Instrumentación- Desvío
del río- El llenado: fase crítica- Tratamientos de la fundación- Seguridad Industrial
Seguridad de presas durante la operación
20
Tareas de auscultación - Procedimientos de auscultación
Medidas correctivas
24
Modificando los criterios- Aprendiendo de la experiencia- Aspectos
críticos
Historia de las presas en Argentina
27
Misión- Seguridad estructural de las presas
Obras comprendidas en la jurisdicción de
ORSEP
28
Región Norte- Región Cuyo - Centro- Región Comahue- Región Patagonia
Atención de emergencias por roturas de presas
30
Preparación para las emergencias- El PADE- Emergencia por anomalía o rotura de una presa- Aviso de la emergencia- Declaración de la
emergencia- Poblaciones con peligro inmediato- Tipos de emergencias
Seguridad pública
32
Mapas de inundación- Planes de Evacuación
Prevención de desastres
Amenaza- Vulnerabilidad- Riesgo- Cultura de prevención
2•ORSEP
presas
26
Desarrollo en el siglo XX- Características de las presas en Argentina
Organismo Regulador de Seguridad de Presas
Aprendiendo
a convivir
con las
34
esde los primeros tiempos la humanidad ha debido ingeniárselas para
abastecerse de agua para sobrevivir.
En su gran mayoría, las poblaciones
se establecieron en los valles de los ríos, próximas a los cursos de agua, para facilitar su aprovisionamiento para consumo humano y
también su captación y derivación hacia los
campos de cultivos, fuente principal de alimentos.
Pero los ríos tienen variaciones en su caudal en
concordancia con las variaciones climáticas que
se producen en las cuencas de las cuales se nutren. Así, las épocas lluviosas provocan las crecidas de los ríos y éstas las inundaciones de
campos y ciudades. Las épocas de sequía provocan escasez de alimentos por la falta de cosechas y la mortandad de animales.
Vivir en estas condiciones, expuestos a los avatares de la naturaleza, resulta muy penoso y, a veces, imposible.
El hombre necesita imperiosamente el agua para vivir. Pero la necesita en lugares, cantidades y
momentos adecuados. No de cualquier manera
y en cualquier parte. Frecuentemente ocurre
que la naturaleza no ofrece este recurso en las
D
condiciones que el hombre la necesita. Pero éste, con su ingenio, ha construido obras que le
han permitido aprovechar el recurso de manera
cada vez más eficiente y más segura.
En su intento por almacenar el agua para regular su utilización, el hombre recurrió a interrumpir los ríos con barreras que fueron
evolucionando desde troncos y piedras colocados dificultosamente, hasta los enormes terraplenes de materiales sueltos compactados y las
murallas de hormigón de nuestros días.
Así aparecen las presas como una herramienta
del hombre para aprovechar un recurso natural
renovable, indispensable para su subsistencia y
desarrollo, y para protegerse de las variaciones
extremas que la naturaleza impone.
Pero si bien las presas contribuyen al desarrollo
humano, la posibilidad de su rotura constituye
un riesgo difícil de aceptar por las comunidades
que habitan aguas abajo de estas obras.
Este libro describe diferentes aspectos de la íntima relación entre la vida del hombre y las presas, e incluye el riesgo de su rotura y su
tratamiento para minimizarlo, con la finalidad
de demostrar que con las presas se puede convivir sin temores.
ORSEP•3
El agua, fuente de vida
Necesidad vital
Agua dulce
El agua es un recurso indispensable para la vida humana, vegetal y animal. Los seres
humanos dependen del agua
no sólo para beber, sino también para la higiene personal,
de los alimentos y de su hábitat.
También la necesitan para la
producción de alimentos y fibras mediante el riego y para la
elaboración industrial de alimentos, vestimenta y otros productos imprescindibles para
sostener el actual estilo de vida
de los pueblos.
La mayor parte del agua del
mundo es salina. Tan sólo el
2,5% es no salina, y de este
porcentaje más de las dos terceras partes permanece en forma
de hielo, nieve o agua subterránea. Esto quiere decir que entre
el 0,5% y el 0,3% es renovable
a través del ciclo de evaporación
y precipitación.
Nieves
eternas
Oasis
2,5 %
Laguna
Cuerpo humano
Nuestro cuerpo está compuesto de un 80% de
agua.
Agua salada
Por cada 100 litros de agua
que absorbe la planta de maíz
a través de sus raíces, 98 litros los elimina por transpiración en la superficie de sus
hojas.
Mala distribución
Frecuentemente el agua no se
encuentra en la cantidad, el
lugar y el momento que el
hombre la necesita. Inmensas
zonas desérticas y semidesérticas carecen del agua suficiente.
Para desarrollar estas regiones
es necesario transportar el agua,
a veces recorriendo grandes distancias. En ciertos lugares, toda
el agua disponible cae en forma
de lluvia torrencial en uno o dos
meses, y si no se la almacena en
volúmenes considerables, el
resto del año la sequía se
adueña de ellos.
4•ORSEP
Manantial
Agua
subterránea
97,5 %
Mundo vegetal
Todos los seres vivos
consumen agua para
vivir.
Lago
Molino
Río
El agua de los ríos arrastra partículas de
sal del suelo hacia el mar, donde se depositan, y por la evaporación el agua
disminuye y las sales permanecen.
Elemento
indispensable
Vapor
Arroyo de
deshielo
Consumo
humano
Normalmente
necesitamos
un litro y medio de agua
por día para
vivir, pero en
las calurosas
zonas desérticas, por la excesiva
transpiración
se necesitan
unos cuatro litros.
Crecimiento del consumo
Océanos y mares
El agua en el mundo
El acelerado crecimiento de la
población mundial produce, a
su vez, un incremento de las necesidades de agua para consumo humano, de alimentos y de
energía eléctrica.
La humanidad tendrá necesida-
des crecientes de agua dulce en
el futuro. Debemos accionar creativamente para obtenerla en el
tiempo, la forma y el lugar adecuados, cuidando el medio ambiente en el marco de un
desarrollo sustentable.
Manejando el recurso vital
Las posibilidades de aprovechar
la escasa proporción de agua
dulce del planeta para usos humanos dependen de obras que
diseña y construye el hombre.
La compleja trama sociopolítica
compuesta por naciones, estados, provincias, municipios, dependencias gubernamentales y
organizaciones no gubernamentales que intervienen en la captación y distribución del agua
para ser llevada, a través de intrincadas redes de canales y cañerías, hasta los usuarios finales,
provocan infinidad de problemas y conflictos que dificultan
el manejo del agua. Estas dificultades, sumadas a las complejidades técnicas propias de las
obras construidas y por construir, implican costos sociales y
económicos que los países deben afrontar.
ORSEP•5
Un recurso insustituible
Usos del agua
Aproximadamente el 70% del agua dulce captada se utiliza en la agricultura para producir alimentos y
fibras. El 30% restante se destina al abastecimiento de poblaciones para usos industriales y domésticos.
Como diluyente de sales de las tierras irrigadas y de la polución producida por las aguas servidas provenientes de poblaciones e industrias, contribuye a mitigar los efectos negativos de estos tóxicos y a preservar la sustentabilidad de los ríos y los ecosistemas. El agua también se usa para producir electricidad.
El viento arrastra
las nubes y,
cuando se enfrían,
el agua cae en
forma de lluvia.
Lluvia
La lluvia
alimenta los
rios que devuelven el
agua al mar.
Este momento es el más
conveniente para aprovechar
el recurso del agua para el
riego y para el consumo humano, ya que es facil potabilizarla, antes de que llegue
al mar y se salinice.
Embalse
El embalse se forma por
acumulación del agua
del río.
Evaporación
Uso Industrial
En la industria, el
agua tiene múltiples aplicaciones.
Reserva
El embalse es
una enorme reserva de agua
dulce para muchos usos.
Planta Potabilizadora
El agua debe ser potabilizada para que
pueda ser consumida
por las personas.
Evaporación
Generación
Eléctrica
La electricidad es un elemento
indispensable para la vida
moderna. Con ella la vida es
más confortable y permite un
desarrollo más vigoroso de los
pueblos.
Curso de agua
Presa
La presa retiene
el agua del río y
posibilita la formación del embalse.
Riego
El embalse asegura
suficiente agua
para el riego de los
cultivos.
Electricidad
para uso
Doméstico
Consumo
Alimentario
Uso Doméstico
Higiene
Electricidad
para uso
Industrial
Plantas de
tratamiento
de aguas servidas
El curso de agua queda
regulado por la presa.
Su caudal no resulta
tan variable.
Las aguas usadas por
los hogares y las industrias tienen contaminantes
que deben eliminarse para
no polucionar los cursos
de agua.
Contaminación
por pesticidas
Los productos químicos usados para combatir
plagas de los
cultivos contaminan el
suelo y el agua.
Acequias y canales
6•ORSEP
El agua en los hogares es indispensable
para el consumo humano y para la higiene.
Transportan el agua
desde el embalse
hasta los campos de
cultivo.
Ciclo del agua
Mares y Océanos
A ellos llegan las aguas
de los ríos. Constituyen
una importantísima
fuente de alimentación
de vapor para la atmósfera.
El sol calienta el agua del mar, transformándola en vapor, el que se incorpora a
la atmósfera y forma las nubes. Este
vapor, en contacto con aire frío, se condensa y cae en forma de lluvia o nieve.
Estas precipitaciones alimentan los ríos,
los que devuelven el agua al mar, completando el ciclo del agua.
ORSEP•7
Las presas
y el desarrollo humano
El agua es importante en la medida que salva a la humanidad y al
sistema ecológico que integra, de desaparecer. La construcción de
presas es una de las formas que el hombre ha descubierto, entre
otras alternativas, para paliar los efectos de la carencia o de los excesos de agua, y contribuir a su desarrollo. Mediante estas obras la
humanidad ha podido despejar los temores que las sequías y las
crecidas imponían a muchos sitios poblados, permitiendo extender
los campos cultivados y la producción de alimentos. Esta seguridad
de contar con el agua en cantidad suficiente y transportarla mediante canales o acueductos a lugares donde no existía, posibilita la
permanencia de poblaciones en sitios anteriormente inhóspitos y
transformarlos en oasis productivos y agradables para vivir. Las presas han contribuido, y continúan haciéndolo, a sostener el crecimiento de industrias y ciudades a través de la provisión de grandes
cantidades de energía eléctrica.
Pesticidas
Reserva y riego
Turismo y Esparcimiento
Los embalses constituyen espacios apropiados para los
deportes náuticos, la
pesca deportiva y el
campamentismo.
Producción Ictícola
Los embalses ofrecen
condiciones apropiadas para la cría de
peces para consumo
alimentario.
Basura
Cultivos
Canales de riego
Embalse
Desechos industriales
Producción de energía
La generación de electricidad utilizando la energía
hidráulica, nuclear y térmica son las formas más importantes para el abastecimiento industrial (principal
consumidor de grandes cantidades de potencia y
energía), municipal y domiciliario (urbano y rural).
De las tres, la hidráulica es la denominada "energía
limpia renovable". La energía nuclear es muy poderosa pero, a la vez, muy peligrosa en su operación y
en cuanto al manejo de sus desechos. La energía térmica, cuyas fuentes principales son el petróleo y el
gas (también el carbón, en mucha menor medida),
utiliza combustibles que un día se agotarán y cuya
combustión contamina el ambiente.
Los embalses constituyen importantes reservas de agua
para tiempos de escasez y para abastecer los requerimientos del riego según las variaciones estacionales. Dependiendo de los cultivos, los campos necesitan más
agua en la primavera y el verano que en el otoño y el
invierno, y las variaciones de caudal de los ríos no siempre acompañan estas necesidades. Los embalses son los
encargados de almacenar el agua que no se utilizará
durante las estaciones de menor necesidad para entregar los volúmenes requeridos durante las de mayor necesidad.
Presa y Central
Hidroeléctrica
Prevención de
Contaminación
Electricidad
Líneas de
distribución
de electricidad
El desarrollo también
produce desechos que
contaminan el ambiente. Es imprescindible
evitar la contaminación de los embalses y
los cursos de agua.
Transformador
Cauce del río
Generador
Embalse
La potencia
obtenida depende
del caudal de agua
y de la altura del
agua contenida en
la represa.
Turbina
El agua que pasa hace
girar la turbina, ésta
mueve un enorme aro forrado de alambre de cobre
dentro de un campo magnético y se produce la
electricidad.
Río
Paletas
Paso del
agua
8•ORSEP
Aguas
abajo
Control de crecidas
Se denomina crecidas de los ríos a los incrementos
importantes de caudal provocados por lluvias o deshielos ocurridos en la cuenca de aporte de los mismos. Estos aumentos de caudal pueden alcanzar
valores superiores a diez veces el caudal promedio.
Esto hace que el agua se salga del cauce habitual e
inunde zonas habitadas, destruyendo a su paso cultivos, casas y obras del hombre. Las presas permiten
embalsar los excesos de agua y atenuar - en algunos
casos evitar - los daños de las crecidas. Esta contribución permite un desarrollo sostenido de las zonas
pobladas próximas a los ríos.
Líneas de
distribución
de electricidad
Población
ORSEP•9
Tipos de presas
Orígenes de rotura
Las presas son barreras interpuestas en los ríos para impedir el paso del agua y almacenarla en los embalses
o para desviar su curso. Las principales condiciones que deben cumplir estas obras son: ser impermeables,
para que el agua no pase a través de ellas y resistir el empuje del agua sin destruirse. Se muestran aquí los
tipos de presas más comunes.
Embalse
Son grandes terraplenes compuestos por piedras, gravas,
arenas, limos y arcillas, compactados hasta alcanzar una
adecuada consistencia para
brindar impermeabilidad y la
solidez necesaria para resistir el
empuje del agua.
Cortina
de inyección
Fundación
Dren
Embalse
Presa de
materiales sueltos
Núcleo
impermeable
Materiales
Materiales
sueltos
sueltos
Fundación
Cortina
de inyección
Dren
Son obras de hormigón que resisten el empuje del
agua con su peso. La estabilidad al vuelco se consigue ensanchando suficientemente la base.
Presa de contrafuertes
Embalse
Presa de gravedad
Son obras de hormigón. Los contrafuertes son las
estructuras que resisten el empuje del agua. La impermeabilidad se consigue mediante una pantalla
de hormigón sostenida por los contrafuertes.
Contrafuertes
Fundación
Dren
Estribos
Arco
Embalse
sibilidad de que una presa se rompa. He aquí algunos de los motivos que pueden provocar una
rotura.
Origen hidrológico
El sobrepaso del agua por encima de
una presa indefectiblemente provocará su rotura si es de materiales
sueltos. No ocurre lo mismo en todos
los casos si la presa es de hormigón.
El agua del embalse puede alcanzar
el nivel más alto de una presa (coronamiento) como consecuencia de una
crecida extraordinaria del río.
Origen sísmico
Arco
Fundación
Cortina
Dren
de inyección
10•ORSEP
esto es imprescindible preservar su
integridad mediante cuidados especiales. Sin embargo, a pesar de
los cuidados, siempre existe la po-
Los procedimientos de construcción inadecuados, o con
escaso control, de una presa, suelen provocar defectos o
zonas débiles en su estructura que, en determinadas
condiciones, pueden causar su rotura. Algunos de los
procesos que llevan a la rotura pueden ser: a) erosión
interna y sifonamiento, producidos por falta de estanqueidad de la fundación o deficiencias en los sistemas
de drenaje; b) filtraciones a través de la fundación, de
los estribos, en conductos que atraviesan la presa, fisuras
en la pantalla o en el núcleo impermeable, etc.
Presa de arco y de doble curvatura
Existen presas de arco de simple curvatura y de
doble curvatura. Estas presas de hormigón
aprovechan el "efecto arco" para concentrar el
empuje del agua en su fundación (base de
apoyo) y en los estribos (apoyos laterales). Tienen la ventaja de ser muy esbeltas, por lo que
requieren poco volumen de material, pero exigen la presencia de roca de alta resistencia
tanto en la fundación como en los estribos.
La rotura de una presa puede destruir en pocas horas la obra que
varias generaciones construyeron
con grandes esfuerzos. Para evitar
Falla estructural
Pantalla
de hormigón
Cortina
de inyección
Introducción
Los terremotos pueden provocar la rotura de presas. Sin embargo, el perfeccionamiento de
los métodos de cálculo sísmico
ha permitido diseñar presas
más resistentes a estos fenómenos. En ocasión de terremotos
en Turquía y Japón se ha comprobado la excelente respuesta
de las presas a los efectos sísmicos, sufriendo tan sólo, algunas
de ellas, daños menores, pero
sin romperse.
ORSEP•11
Roturas y accidentes
Factores que influyen
Entre los factores que influyen en las roturas de las presas se encuentran fenómenos naturales, pero también errores de proyecto, defectos constructivos, mantenimiento deficiente y
errores humanos durante la explotación de las obras. La falta de una cuidadosa atención
de estos aspectos puede ser motivo de accidentes que, sin provocar la rotura, generen
focos de peligro que requieran trabajos especiales para volver la obra a la normalidad.
Estos accidentes pueden ser deslizamientos parciales, aparición súbita de filtraciones,
atascamiento de compuertas, etc. Cada una de las etapas por las que atraviesa una presa
(proyecto, construcción, explotación) requiere la atenta consideración de aspectos que
hacen a su seguridad.
Datos estadísticos
Porcentaje de roturas
Hasta 1950 Desde
1950 1986 1986
2,2 % <0,5% Disminuye
porcentaje
70%
+ de 10 años
30%
Problemas durante
la construcción
Errores en el proyecto:
El proyecto de una presa se basa
fundamentalmente en información obtenida en el sitio elegido
para emplazar la misma. La topografía toma datos de la forma del
terreno y los representa en mapas
o planos; la geología y la geotécnia obtienen información, mediante perforaciones con
extracción de muestras del material perforado, de los materiales
12•ORSEP
presentes en la zona de la fundación y los estribos; los ensayos de
materiales reúnen datos de las características de resistencia, desgaste, permeabilidad, etc.; la
hidrología intenta reconstruir la
historia de caudales del río, a través de la medición durante un período prolongado, de los niveles
de los ríos y de datos climatológicos. Si no se obtienen suficientes
datos, o su interpretación es defi-
Construcción defectuosa:
La correcta aplicación de los métodos constructivos, el uso de ma-
teriales de buena calidad, la solución certera de los problemas encontrados, son requisitos
indispensables para disminuir las
probabilidades de roturas por fallas estructurales de la presa o de
su fundación. Sin embargo, en
épocas anteriores, la poca atención prestada a estos aspectos ha
provocado la destrucción de presas importantes.
Problemas durante el
primer llenado
El mayor porcentaje de rotura se produce durante los
primeros diez años de edad.
10 años
ciente, o su análisis es poco profundo, puede llegar a no solucionarse algunos problemas por
desconocerlos. Durante las etapas
de construcción o de explotación
estos problemas pueden provocar
la rotura de la presa.
En las presas de hormigón se
producen menos roturas y, entre
éstas, las de arco son las menos
vulnerables.
El primer llenado del embalse
cambia las condiciones del sitio de la presa ya que el agua
se introduce por todos los intersticios de la fundación, de
los estribos y del material de
las presas de tierra, a presiones elevadas en la mayoría de
los casos. Este exceso de humedad, a presiones que antes
no existían, puede provocar la
aparición de filtraciones a través de fisuras sin obturar, o
que rellenas con sales en un
principio, el agua las disuelve
y arrastra, al igual que a las
partículas del material circundante, dando lugar a una erosión progresiva que termine
con la rotura de la presa. Durante el primer llenado se manifiesta la eficacia de los
tratamientos efectuados a la
fundación y a los estribos y la
calidad constructiva de la presa. En el pasado han ocurrido
numerosas roturas de presas
en esta etapa, por lo que actualmente se toman mayores
precauciones y se procura dar
al llenado una velocidad que
permita controlar los efectos
que el mismo causa a la estructura de la presa y a sus
adyacencias.
Presa
Embalse
Filtraciones
Presión
Erosión
Río abajo
Fundación
Problemas durante
la explotación
En esta etapa de la vida de las presas, los problemas más frecuentes
ocurren por la falta de un control
sistemático o de un mantenimiento
cuidadoso de las obras. También los
errores humanos en la operación
pueden provocar accidentes que lleven a la rotura de una presa.
ORSEP•13
Historia de las presas
en el mundo
Las más antiguas
Cuatro mil años antes de Cristo, Menes, el
primer faraón de Egipto, ordenó la ejecución de trabajos de irrigación con aguas del
río Nilo. Existen evidencias de la construcción de una presa de 15 m de altura y 450
m en la localidad de Kosheish, unos 20 Km
aguas arriba de la ciudad de Menfis. Existen
otros ejemplos de presas de las cuales aún
hoy pueden visitarse sus ruinas. Tal es el caso
de Saad El Kafara, ubicada a 32 Km al sur
de El Cairo, que habría sido construida para
llevar agua a los obreros que trabajaban en
las canteras.
Dos mil años antes de Cristo ya se encontraba
intensamente desarrollada la irrigación en los
valles de los ríos Tigris y Éufrates. Las ciudades de Babilonia, Nineveh y Bagdad crecieron gracias a una extensa red de canales. Aún
hoy se encuentran ruinas de varias presas de
tierra y de roca utilizadas para desviar las
aguas de los afluentes de estos ríos principales y conducirlos a través de esos canales hasta las zonas irrigadas. Existen ruinas del canal
de Nahrwan de 250 km de longitud, 122 m
de ancho y 5 m de profundidad que dan una
idea de la importancia de las obras que se realizaban en esa época.
Mil años antes de Cristo, bajo el reinado del
rey Salomón, se desarrolló el sistema de agua
para abastecer a la ciudad de Jerusalén y sus alrededores mediante la construcción
de tres presas cuyas
alturas variaban entre 8 y 19 metros.
Poco antes del inicio de
la era cristiana y durante
el imperio romano se
construyeron numerosas
presas en todos los países
que lo constituían. En España, las presas de Proserpina
y Cornalbo, aún en pié, son
testimonios de los primeros tiempos de esa época.
En Francia, Italia, Turquía, Siria, Irán, Libia,
también se encuentran
evidencias similares.
14•ORSEP
Mesopotamia
Imperio Romano
La antigua Babilonia y sus famosos jardines colgantes eran abastecidos por
canales que llevaban el agua desde
presas construidas sobre afluentes de
los ríos Tigris y Éufrates.
Los romanos construyeron numerosas presas
de mampostería de piedras pegadas con
una mezcla de cemento natural. Algunas de
ellas se conservan aún en funcionamiento
en España, el sur de Francia e Italia.
Siglo XIX
Egipto
Hasta el Siglo XIX las presas se construían basándose
en los resultados exitosos de experiencias anteriores,
es decir, por prueba y error. Durante el Siglo XIX comenzaron a construirse presas diseñadas con criterios
basados en los avances científicos de la época.
En Egipto se han encontrado
ruinas de presas con una antigüedad de 4000 años antes
de Cristo. Su objeto fue asegurar la provisión de agua
para cultivar el valle del río
Nilo y para la construcción de
las pirámides.
Estados Unidos
En el Siglo XX se dio un fuerte impulso a la construcción presas de
hormigón en masa de más de 100
metros, sobre la base de los avances científicos y tecnológicos de diversas industrias.
Desarrollo en el siglo XX
Los importantes avances científicos
alcanzados a mediados del siglo
XIX posibilitaron la construcción
de presas de mayor tamaño. A comienzos del siglo XX, los descubrimientos de nuevos materiales,
nuevos procesos de cálculo y nuevas técnicas constructivas, dieron
un fuerte impulso a la ingeniería
de presas.
En Estados Unidos se inició la era
de las "grandes presas" utilizando
el hormigón en masa y alcanzando alturas que superaban los 100
metros. Se construyeron presas en
arco sumamente esbeltas gracias a
los avances tecnológicos logrados
por diversas ramas de la industria.
ORSEP•15
Roturas de presas en el mundo
Presa Saint Francis,
California, Estados Unidos
Presa Vega de la
Tera, Zamora,
España
La presa de St. Francis era parte del sistema de
abastecimiento de agua a la ciudad de Los Angeles, California, EEUU. Se trataba de una presa de hormigón, de arco gravedad, de 62,5 m
de altura máxima, construida sobre el cañón
del río San Francisquito. La presa colapsó en la
medianoche del 12 de Marzo de 1928 sin
ningún tipo de aviso dado que no se había
detectado ninguna anomalía. En aproximadamente 70 minutos se vació el embalse, alcanzando la onda de crecida unos 38 metros de
altura en los primeros 2 kilómetros aguas abajo de la presa. El torrente recorrió 14 km por
el cañón del río San Francisquito y luego 70
km por el río santa Clara hasta llegar al mar.
Se estima que el caudal máximo alcanzado superó los 14.000 m3/seg.
Presa Teton, Idaho, Estados Unidos
Esta presa estaba ubicada sobre el
río Teton, a 5 km de Newdale,
Idaho, en EEUU. Era una presa de
materiales sueltos, con núcleo impermeable central, de 120 m de altura máxima. La causa de la rotura
fue un proceso de erosión interna
16•ORSEP
(tubificación). La catástrofe produjo
14 muertos y daños estimados en
400 millones de dólares. El bajo número de víctimas se debió a la existencia de un Plan de Acción en
Emergencias que, al ser puesto en
marcha, funcionó correctamente.
Presa Vaiont,
Véneto, Italia
La presa de Vaiont, estaba emplazada sobre el río homónimo,
en la provincia de Véneto, Italia.
Era una presa en arco de 265 m
de altura, una de las más altas
del mundo en su tipo. El embalse tenía una capacidad total de
150 Hm3. La construcción de la
presa finalizó en el año 1960.
Después de un prolongado período de intensas lluvias, en la noche del 9 de Octubre de 1963 se
produjo un gigantesco deslizamiento de la ladera de un cerro
dentro del embalse desplazando
el agua del mismo y produciendo una gigantesca ola que sobrepasó la presa, alcanzando una
altura de 100 m sobre su coronamiento. Después de arrasar a su
paso la ciudad de Longarone, la
onda de crecida produjo una devastación casi total en el valle del
Piave, provocando la muerte de
2.600 personas.
Era una presa de contrafuertes emplazada sobre el río Tera, tributario
del río Duero, en la región de Zamora, en el noroeste de España. Esta
presa colapsó el 10 de Enero de
1959. La rotura tuvo origen en una
falla que se inició sobre un contrafuerte ubicado muy próximo al estribo izquierdo. Esto desencadenó, a su
vez, el colapso de 17 contrafuertes en
serie. Unos 100 m de la presa, incluyendo el vertedero de salto de ski,
fueron destruidos y arrastrados por el
agua. La Central emplazada en el sitio también fue demolida. El embalse, de 8 Hm3 de capacidad, se vació
en 20 minutos y sus aguas arrasaron
la aldea de Rivadelago, situada
aguas abajo de la presa, destruyendo
125 viviendas de un total de 150
que había en este pequeño pueblo.
Murieron 144 personas.
Presa Frias, Mendoza, Argentina
Esta presa formaba parte de un sistema de contención de aluviones,
destinado a la protección de las
crecidas que afectaban a la ciudad
de Mendoza como consecuencia
de importantes precipitaciones pluviales. Fue puesta en servicio a fines de 1938. En la tarde del
domingo 4 de Enero de 1970, luego de una intensa tormenta que
provocó grandes precipitaciones,
se produjo la rotura de la presa. La
inundación cubrió gran parte del
área urbana, destruyendo viviendas, arrastrando y sepultando personas y vehículos. Se registraron
42 muertos, 60 desaparecidos, 2
puentes destruídos, una línea de
alta tensión afectada por la caída
de dos torres, 1.000 automóviles
destruidos, más de 500 personas
quedaron sin vivienda, y la producción frutihortícola sufrió importantes pérdidas.
ORSEP•17
Seguridad de presas
durante la construcción
Control de calidad
Desforestación
de la zona inundable
Reubicación
de pobladores
Durante la etapa de proyecto se realizan estudios para conocer las características del sitio donde se
emplazará la presa y reunir elementos que permitan resolver todos o la mayoría de los problemas
que pueden preverse desde un
principio. Aplicadas las soluciones a
los problemas encontrados, resulta
un diseño apropiado para las características del sitio. Sin embargo, durante la etapa de construcción
generalmente aparecen inconvenientes no evidenciados por los estudios previos, o no previstos
durante la etapa de proyecto, que
deben resolverse sobre la marcha.
La etapa de construcción de una
presa es una de las fases más importantes para la seguridad de la
misma. La calidad del trabajo de
construcción debe ser cuidadosamente supervisada
para evitar vicios
que quedan ocultos una vez terminada la obra y
pueden dar origen
a problemas en el
futuro.
Previo al llenado del embalse
es necesario extraer los árboles
para evitar que al permanecer
sumergidos la materia orgánica
se descomponga y contamine
el agua.
En ocasiones algunas poblaciones
pueden quedar cubiertas por el
embalse, por lo que es necesario
trasladarlas a zonas no inundables. Esto implica construir nuevos
pueblos o ciudades.
La etapa de construcción es el período propicio para la instalación de los instrumentos y dispositivos de medición
del sistema de auscultación de una presa. Debe existir un riguroso control de su instalación para que no resulten
dañados por las máquinas que transitan la obra y para que su ubicación sea correcta de acuerdo con el proyecto.
Al limpiar la zona de fundación es muy probable que se descubra que no se verifican todas las características supuestas de los materiales, o que su estado de conservación no sea el adecuado. Esta información, junto con el tratamiento aplicado para mejorar las condiciones, servirá para ajustar la cantidad y ubicación de instrumentos y
dispositivos de auscultación en esa zona.
El llenado: fase crítica
El primer llenado del embalse pone a prueba a la presa, a sus estribos y su
fundación para resistir la presión del agua. Dependiendo del tamaño del
embalse y de los caudales del río, el llenado puede tardar entre varios días
hasta varios años. La velocidad del llenado influye en el acomodamiento
de los materiales de los estribos, de la fundación, y de la presa si es de
materiales sueltos. Si la velocidad de llenado es muy rápida, pueden surgir
deslizamientos, hundimientos, filtraciones descontroladas, etc. Esta fase requiere controles especiales.
Tratamientos de la fundación
Cálculo de caudal
La fundación de una presa debe soportar el peso de la misma y ser lo más impermeable posible al paso del agua. Rara vez está formada por un material con una
única resistencia y una única permeabilidad (homogéneo). En general está compuesta por distintas capas de suelo, o por diferentes tipos de roca, o por una mezcla
de suelos y rocas. Esta heterogeneidad puede presentar sectores menos resistentes o
muy permeables que es necesario tratar para asegurar que toda la fundación alcanza condiciones de resistencia y de impermeabilidad aceptables para la implantación
de la presa.
En épocas de crecida del río, la cantidad
de agua puede llegar a destruir lo construido. Para que esto no ocurra se debe
calcular el caudal máximo que puede esperarse durante esta etapa. Esto sirve
para definir las dimensiones del canal o
túnel para el desvío del río.
Seguridad Industrial
Preservación
de la fauna
Presencia del proyectista en la obra
Las previsiones adoptadas en el proyecto deben
concretarse durante la construcción. Por ello, la
presencia del proyectista es importante para supervisar que la ejecución de los trabajos se cumpla de
acuerdo a lo diseñado y para hacer las correcciones
que exijan las condiciones reales encontradas en el
sitio durante la etapa constructiva y que no se ajusten a lo previsto.
La inspección de obra
La construcción de una presa se ejecuta siguiendo especificaciones técnicas previamente establecidas, donde se determina, entre otras cosas, los tipos y calidades de
los materiales a utilizar, los ensayos de calidad a efectuar, las tolerancias a aceptar
para diversos factores, la calidad de las terminaciones, etc. Los ingenieros encargados de la
Inspección de obra son los responsables de supervisar el cumplimiento de esas especificaciones para verificar que tanto los materiales como su colocación respondan a las exigencias de
las especificaciones. Este control detallista es imprescindible para asegurar la buena calidad
de la construcción.
18•ORSEP
Instrumentación
Desvío del río
La indumentaria de seguridad es indispensable para trabajar en una
obra en construcción. Estos elementos previenen accidentes y preservan la vida y la integridad física de los trabajadores.
Para construir una presa en el cauce
de un río es necesario desviarlo para
trabajar en seco. Cuando la presa ha
alcanzado algunos metros sobre el
lecho puede producirse una crecida
mayor a la admitida por el canal o
túnel de desvío, embalsar el agua
hasta superar el nivel de la presa y
provocar su rotura. En esta etapa
debe disponerse de información hidrológica que permita anticipar la
ocurrencia de una crecida y pronosticar su caudal máximo. También
debe existir un plan de acción para
emergencias que permita poner a
salvo al personal que trabaja en la
obra y dar aviso a las poblaciones
ubicadas aguas abajo.
ORSEP•19
Seguridad de presas
durante la operación
Desplazamientos
y deformaciones
Tareas de auscultación
La auscultación de presas comprende el conjunto de mediciones de control que se efectúa
sobre las obras, su estructura, su
fundación y su entorno, así como
el análisis y la interpretación de
la información obtenida. El objeto fundamental de la auscultación de presas, al igual que en
medicina, es diagnosticar la presencia de anormalidades que
puedan afectar "la salud de las
presas". Para determinar esto se
distribuyen en las presas, sus estribos y fundaciones, numerosos
instrumentos y dispositivos sensibles a las variaciones de distintos
factores (presiones, filtraciones,
desplazamientos, deformaciones)
que pueden indicar comportamientos no deseables. Las mediciones periódicas realizadas con
estos instrumentos y dispositivos
se guardan en bases de datos, de
modo tal que puedan analizarse
para obtener diagnósticos y decidir "terapias" o tratamientos alternativos para volver las
condiciones a su normalidad. Las
inspecciones visuales realizadas
con regularidad son fundamentales para detectar anomalías.
Mediciones geodésicas
Las mediciones geodésicas se realizan sobre los elementos superficiales de una presa y sus obras complementarias para determinar
desplazamientos verticales y horizontales. Como dispositivos de medición se utilizan puntos de referencia materializados mediante mojones y monolitos construidos fuera de las estructuras o marcas de
referencia y puntos destacados de las estructuras. Los principales
instrumentos utilizados son niveles, teodolitos y distanciómetros.
Presiones intersticiales
Las presas se construyen para embalsar agua. Ésta tiende a penetrar, no sólo en la estructura de la presa sino también en la del
suelo o la roca de la fundación. De acuerdo a la mayor o menor
permeabilidad del medio en el que ingresa (poros del suelo, fisuras y grietas de la roca, o en las juntas de hormigón), el agua logra avanzar ejerciendo sobre los materiales que atraviesa
presiones que tanto los materiales como la obra en su conjunto
deben resistir. Estas presiones se miden con piezómetros hidráulicos, neumáticos, eléctricos, etc., según el caso.
Las variaciones del nivel del embalse y de las temperaturas, los
efectos de las filtraciones, los terremotos y otros fenómenos naturales, producen variaciones en las
presiones y las fuerzas actuantes
sobre las presas, las obras complementarias y sus fundaciones correspondientes. Los cambios en el
equilibrio de fuerzas pueden provocar desplazamientos y deformaciones de las estructuras hasta su
rotura. Para detectar algunos de
estos movimientos se recurre a relevamientos topográficos y geodésicos que alcanzan precisiones del
orden del milímetro; en otros casos se utilizan instrumentos tales
como extensómetros, clinómetros,
asentímetros, y dispositivos como
péndulos, inclinómetros, medidores de junta, etc.
Sala
de control
Péndulo
Extensómetro
Filtraciones
El movimiento del agua a través de
una presa y de su fundación es uno de
los indicadores más importantes de las
condiciones de funcionamiento de la
estructura y puede ser una seria
fuente de problemas. Las filtraciones
pueden provocar la disolución de las
sales que llenan los poros, fisuras y
grietas de la presa y de su fundación y
arrastrar los granos más finos del material, provocando vacíos que debilitan
la resistencia del medio que atraviesan. El caudal de las filtraciones y sus
variaciones se miden mediante aforadores ubicados en canaletas recolectoras. En lugares como el interior de las
presas de materiales sueltos y de las
fundaciones, las variaciones de las presiones intersticiales, medidas con piezómetros, indican la presencia de
filtraciones no visibles.
20•ORSEP
Termómetros
Galerías
de control
Medidores
de junta
Piezómetro
Aforador
Galerías
de control
Controles subacuáticos
Las partes sumergidas de las
obras pueden deteriorarse o sufrir daños que es necesario reparar para que las estructuras
funcionen como estaba previsto.
Buzos equipados con cámaras fotográficas y videofilmadoras, revisan periódicamente las partes
sumergidas para conocer el estado de conservación de las mismas. Los cuencos disipadores de
energía de los vertederos, válvulas para riego y de descarga de
las turbinas, son los sectores bajo
agua más expuestos.
Los primeros días del proceso de
endurecimiento del hormigón (fraguado) en las presas y obras complementarias genera calor. En obras
macizas de gran volumen, el enfriamiento puede demorar varios años.
Las zonas externas expuestas a la intemperie o en contacto con agua
se enfrían más rápidamente que las
internas, lo cual puede provocar la
indeseable aparición de grietas por
la contracción del hormigón, con
las consiguientes filtraciones y el
debilitamiento de las estructuras. El
conocimiento de las variaciones de
temperatura, relacionadas con las
mediciones de otros instrumentos
(extensómetros, medidores de tensión, etc.) permite interpretar el
comportamiento de los materiales
donde se encuentran instalados.
ORSEP•21
Seguridad de presas
durante la operación
Cable conductor
Filtraciones
Aforadores
Canaletas
recolectoras
Canaletas
recolectoras
Galerías de control
El caudal de las
filtraciones y
sus variaciones
se miden mediante aforadores ubicados en
canaletas recolectoras.
Generalmente las fundaciones y las laderas (o márgenes) en las que apoya una presa están atravesadas por túneles subterráneos denominados galerías
de control ya que sirven, entre otras cosas, para instalar instrumentos y dispositivos de auscultación y
para realizar inspecciones visuales. Este tipo de galerías también atraviesan los cuerpos de las presas de
hormigón a diferentes alturas.
Cubierta
protectora fija
a la roca
Barras de
aluminio de
alta resistencia
Para evitar que el agua de
las filtraciones arrastre el
material de la presa o de su
fundación se colocan filtros
de arena graduada o de fibras sintéticas tejidas (geotextiles). Los granos finos del
suelo quedan retenidos por
los filtros, los que dejan
pasar el agua limpia hacia
canaletas recolectoras.
Eje vertical
Tubo de
protección
Extensómetros
Se los instala en el interior de perforaciones pero también en presas de
materiales sueltos durante su construcción. Se componen de varias barras o cables metálicos sujetos a un
cilindro. El extremo libre de cada barra o cable se fija (ancla) en diferentes puntos a lo largo de la
perforación para medir los desplazamientos que puedan producirse entre
el cilindro y cada uno de los anclajes.
22•ORSEP
13•ORSEP
Un delgado hilo de acero tensado se ubica en un pozo vertical y
permite detectar desplazamientos en diversos puntos de su recorrido, los que se miden mediante placas graduadas (micrómetros).
Las estaciones de lectura están ubicadas en galerías de inspección
que atraviesan la
Los medidores de junta,
también llamados triaxiales
de junta, permiten medir
desplazamientos en tres direcciones (ejes) perpendiculares entre sí. Se componen
de dos elementos metálicos
con forma de L que se fijan,
enfrentados, a ambos costados de una junta o una fisura o grieta. Cada elemento
se mueve con el bloque al
que está adherido. Al poder
medir tridimensionalmente,
se pueden conocer los desplazamientos relativos de un
bloque con relación al otro.
Bloque
per
pen
dicu
Eje
Barra fija
al bloque
lar
ho
ri
tal
zon
En el interior de las
presas de materiales
sueltos, de las fundaTubo de acero ciones y de los estriinoxidable
bos, las variaciones de
las presiones intersticiales se miden mediante piezómetros.
Estas variaciones pueCuerda vibrante den indicar la presencia de filtraciones no
Bobinas inducvisibles. Existen divertoras de vibración sos tipos de piezómetros: hidráulicos,
neumáticos, de cuerda
Diafragma
vibrante, etc.
Péndulo
Medidores de junta
Placa de acero
de referencia
Eje
Filtro
Piezómetros
Punto de
fijación
Inspección sistemática
Son controles visuales que se realizan periódicamente mediante recorridas por la superficie de
las obras y en el interior de las galerías de inspección, para detectar manchas de humedad,
partes rotas o dañadas, etc. Simultáneamente
se realizan las lecturas de los instrumentos y
dispositivos de medición no automática.
Informes
La representación gráfica de los datos de los
instrumentos y dispositivos de auscultación recolectados durante períodos determinados, su
análisis e interpretación, así como los resultados de los mismos, se registran en informes
mensuales, semestrales o anuales, según el
caso. A través de los años se tiene una historia del comportamiento de las obras.
Consultores independientes
Para determinadas edades de las obras se realizan revisiones especiales de todos los aspectos
de la seguridad de presas, por parte de expertos de primer nivel internacional, con el fin de
disponer de una opinión especializada e imparcial. Como resultado se obtiene un dictamen
sobre su estado general y las recomendaciones
para estudiar y solucionar aquellos inconvenientes que se han detectado.
Ensayos periódicos
Mesa de
lectura
Bloque
Barra fija
al bloque
Procedimientos
de auscultación
Punto de
fijación
Calibre
Péndulo Directo
Péndulo Invertido
Actúa como una plomada. El extremo superior del hilo se encuentra fijado a la presa o a la
roca y del inferior pende un peso que lo mantiene tenso. Permite detectar desplazamientos
de la estructura con respecto a
la vertical que pasa por el punto
de suspención.
En este caso el hilo se encuentra
fijado a la presa o a la roca en su
extremo inferior, mientras que el
extremo superior está sujeto a un
flotador circular sumergido en un
recipiente con líquido. Permite
detectar los desplazamientos con
respecto a la vertical que pasa
por el punto de fijación inferior.
Los órganos de evacuación de caudales, que
sirven para regular el paso del agua embalsada por una presa, están equipados con compuertas, válvulas y sus correspondientes
equipamientos de comandos para el izaje, la
apertura y el cierre de las mismas. Periódicamente se ensayan, con la finalidad de comprobar su correcto funcionamiento.
Estudios especiales
Se realizan para problemas particulares importantes de las presas. Pueden referirse al
diagnóstico o tratamiento de anomalías de la
presa o a la aparición de nuevos enfoques
técnicos que hayan cambiado los criterios de
diseño de las mismas. Esto último puede suceder con los aspectos hidrológicos, sismológicos o geológicos. De dichos estudios
generalmente surgen modificaciones a las
obras para dotarlas de mayor seguridad.
ORSEP•13
ORSEP•23
Medidas correctivas
Aspectos críticos
Modificando los criterios
Los conocimientos de la ingeniería de presas progresan a través del tiempo y esto hace que
también cambien los criterios
de diseño, de construcción y de
explotación de las presas, con
relación a los que eran comunes
en épocas pasadas. Los nuevos
métodos de determinación del
caudal máximo de diseño de los
vertederos y de cálculo estructural, son ejemplos de ello. Las
nuevas técnicas constructivas,
hechas posibles gracias a la existencia de nuevas maquinarias y
herramientas, acompañadas con
nuevos materiales, más dúctiles
y más resistentes, han permitido
realizar obras y reparaciones imposibles de imaginar antes. La
creciente preocupación por el
cuidado del medio ambiente
exige tener en cuenta aspectos
anteriormente dejados de lado.
Esta nueva realidad modifica los
límites de lo realizable y plantea
nuevas exigencias. Estos cambios obligan a revisar periódicamente la aptitud de las presas
en funcionamiento para responder a los nuevos criterios. De esta revisión puede surgir la
necesidad de adecuar las viejas
obras. Por otra parte, la operación de una presa y su embalse
puede poner en evidencia deEmbalse
fectos de diseño o constructivos
que es necesario solucionar para corregir su funcionamiento.
Tanto en uno como en otro caso
suelen requerirse trabajos de
mejoramiento, denominados
"medidas correctivas".
Existen tres aspectos principales que intervienen en una
evaluación de la seguridad de
una presa: estabilidad de las
obras frente a las fuerzas actuantes, situaciones de peligro
que puede provocar la escasa
capacidad de los vertederos y
estabilidad de las obras en
ocasión de un sismo (temblor
o terremoto). Estos aspectos,
en determinadas condiciones,
pueden provocar la rotura de
una presa. Por ello es necesario revisar las presas construidas a la luz de los nuevos
criterios para verificar si cumplen con las condiciones de seguridad y, en caso negativo,
aplicar las medidas correctivas
que mejoren tales condiciones.
Estribos
Vertedero
Turbina
Filtraciones
Estabilidad frente al sismo
Estribos
Aprendiendo de la experiencia
24•ORSEP
de las condiciones más peligrosas para la seguridad de las presas e iniciaron una corriente de
evaluaciones de las presas existentes para verificar si cumplían
con los nuevos criterios. En muchos casos ha sido necesario realizar medidas correctivas para
adecuar las obras a estos nuevos
criterios.
El agua del embalse provoca
fuerzas de empuje sobre la presa (presiones). Estas fuerzas
pueden provocar deslizamientos
y erosión interna en las fundaciones o en el cuerpo de las presas de materiales sueltos y, en
algunos casos, el vuelco de presas de hormigón, entre otros fenómenos. Algunas de las
medidas correctivas en estos casos consisten en trabajos de estabilización de los taludes de las
presas o de las fundaciones, en
la impermeabilización de estas
últimas, o en la aplicación de
materiales de filtro para impedir
el arrastre de partículas de suelo, o la construcción de drenes
para disminuir las presiones del
agua.
Capacidad
de los vertederos
Curso del río
Las roturas de presas importantes, con consecuencias catastróficas, hacia la mitad del siglo XX,
en diversos países, dieron lugar
a que, en la segunda mitad de
dicho siglo, se revisaran los conocimientos y procedimientos
existentes para la construcción
de presas. A raíz de esta revisión
surgieron nuevos criterios acerca
Estabilidad
a las fuerzas estáticas
Drenes
Fundación
Los sismos provocan movimientos y
vibraciones del suelo que, a su vez,
pueden producir hundimientos (asentamientos) o deslizamientos de la
presa o de su fundación, que pueden llevar al sobrepaso del agua por
encima del coronamiento. Dependiendo del tipo y de las condiciones
de los materiales de la fundación, las
vibraciones pueden provocar el aflojamiento (licuación) de los mismos,
debilitándolos de tal manera que se
comportarían como si se tratara de
un fluido y no de un material sólido.
Esta condición puede provocar el
hundimiento de una presa, o su
vuelco si es de hormigón. También
los sismos pueden dar lugar al desarrollo de erosión interna con el peligro de desintegración de la presa.
Las medidas correctivas a aplicar en
estos casos consisten en la disminución de las pendientes propensas a
deslizar mediante la colocación de
material adicional; la consolidación
de los materiales de la fundación
mediante inyecciones de cemento; y
la aplicación de materiales de filtro
para evitar el arrastre de partículas
de suelo.
En aquellas presas diseñadas
con criterios diferentes a los actuales es necesario verificar los
estudios hidrológicos y el cálculo del caudal máximo de diseño
de los vertederos y la capacidad
de éstos y de otras obras de
descarga de caudales para evacuar la crecida máxima adoptada. En el caso de fallar los
sistemas de apertura y cierre de
las compuertas o válvulas, o de
ser insuficientes sus capacidades, puede ocurrir un sobrepaso
del agua por encima de la presa
y provocar su rotura. Si se verificara alguna de estas deficiencias, las medidas correctivas
consistirían en la ampliación de
las capacidades de los vertederos, del mejoramiento de los sistemas de apertura y cierre de
compuertas y válvulas y de
otras medidas similares.
ORSEP•25
Historia de las
presas en Argentina
Organismo Regulador
de Seguridad de Presas
Desarrollo
en el siglo XX
Misión
La labor del Organismo Regulador de Seguridad de Presas está
orientada a fortalecer la seguridad de las presas bajo su jurisdicción mediante la supervisión
y la orientación de la acción de
las empresas concesionarias y el
Las primeras presas del País fueron construidas a fines del Siglo XIX. Dada la enorme
extensión y predominio de tierras áridas en
la Argentina, se construyeron presas que en
general eran de baja altura, cuyos objetivos
fundamentales eran la provisión de agua
potable para consumo humano y riego en
zonas destinadas a la agricultura, a la vez
que posibilitar el control de ríos con regímenes irregulares. Contrariamente a la creencia generalizada, no se construyeron para
la generación de energía eléctrica, por el
contrario, durante un tiempo prolongado
ésta constituyó solamente un propósito secundario. Posteriormente, el desarrollo tecnológico de la transmisión de energía
permitió su transporte en bloque a lejanos
centros poblados.
La historia de las presas en nuestro País está íntimamente ligada al accionar de organizaciones estatales, principalmente del
Estado Nacional y de los Estados Provinciales en algunos casos. Ello es así, dado que
las presas más importantes casi sin excepción, fueron diseñadas, construidas y operadas por el propio Estado.
41%
Fiscalización de la
Seguridad Estructural
Presa Río Hondo, Santiago del Estero.
Ingeniero César Cipolletti
Nacido en Italia en 1843 y diplomado en
ingeniería hidráulica, luego de adquirir
experiencia en su país, fue contratado hacia fines del siglo XIX por el gobierno argentino para realizar estudios, diseñar
redes de riego y obras hidráulicas en las
provincias de Tucumán, San Juan, Mendoza, y en la cuenca del río Negro. Numerosas obras hidráulicas concebidas por él
llevan actualmente su nombre.
30%
Contrafuertes
Arco
11%
9%
Escollera
9%
Control del comportamiento de las presas
Auditorías Técnicas
El ORSEP participa en las inspecciones que expertos de diversas disciplinas de la
ingeniería de presas realizan periódicamente a cada una de las
obras a fin de supervisar el estado de seguridad de las mismas.
Los concesionarios son los responsables de mantener la seguridad de las presas y para ello
deben realizar todas las tareas
que sean necesarias. El ORSEP
supervisa dichas tareas, analiza
los estudios y la información
proporcionada por los concesionarios y verifica el cumplimiento de los trabajos.
Cuando lo considera necesario, exige nuevos estudios o modificaciones
a los procedimientos
utilizados.
La recolección, el procesamiento,
el análisis y la interpretación de
los datos de auscultación, junto
con las inspecciones visuales, son
las tareas que realizan los concesionarios para mantener el control del comportamiento
estructural de las presas. El
ORSEP verifica que estas tareas se lleven a
cabo en tiempo y forma y analiza los estudios y la información
proporcionada por los
concesionarios. Cuando lo
considera necesario,
exige nuevos estudios, la instalación de
instrumentos
de auscultación adicionales, etc.
Elaboración de normas
Manejo de Emergencias
Comunicación Social
El ORSEP es el responsable de emitir las
normas que definan, de una manera
consistente, los requerimientos para investigar e identificar el estado de seguridad de las presas, para evaluar las
anomalías que puedan presentar las
mismas y las medidas correctivas que
puedan mejorar su seguridad. Estas normas constituyen las bases para la regulación y la legislación en materia de
seguridad de presas.
Los concesionarios y el ORSEP deben estar organizados para dar aviso, a tiempo, de la ocurrencia de una emergencia
en una presa que pueda hacer peligrar
la vida y los bienes de habitantes aguas
abajo de las mismas. El ORSEP supervisa
que los concesionarios tengan preparado, actualizado y ejercitado anualmente
un Plan de Acción Durante Emergencias
(PADE) para cada presa.
Si el público no conoce una acción, no
puede analizarla. Si no sabe de su necesidad e importancia, no puede valorarla. El ORSEP es responsable de
interesar a la comunidad, que en general desconoce sobre el servicio público de seguridad de presas, para que
pueda valorarlo.
En Argentina las presas de tierra son las más numerosas, siguiéndole en cantidad las de hormigón de gravedad. En la década de los
años 40 del Siglo XX la construcción de presas adquiere un ritmo
más intenso que en los años anteriores, completando un poco más
de 15 presas. Este ritmo alcanza su máximo en la década de los 70,
con casi 30 presas construidas.
Gravedad
26•ORSEP
presas bajo su jurisdicción sean
seguras tanto estructural como
operativamente, con el objeto
de preservar del riesgo que ellas
implican a las personas y bienes
ubicados aguas abajo de las
mismas.
Seguridad estructural de las presas
Características de las presas en Argentina
Materiales sueltos
establecimiento de pautas para
el proyecto, construcción, operación y mantenimiento de nuevas
presas en el país. La importancia
de esta obligación hace que la
misión del ORSEP se exprese como la voluntad de lograr que las
Medidas correctivas
Las medidas correctivas
referidas a la seguridad
de presas son propuestas por los expertos que
realizan las auditorías
técnicas o por los mismos concesionarios. El ORSEP analiza y aprueba o exige
modificaciones al
proyecto. Con la
aprobación del
proyecto, autoriza la ejecución
de las mismas.
ORSEP•27
Obras comprendidas
en la jurisdicción de ORSEP
Jujuy
La Rioja
Salta-Jujuy-Tucumán-Santiago del Estero-Catamarca-Chaco-Formosa-Corrientes-Misiones
San
Juan
Río Dulce
Presa Río Hondo
Materiales sueltos, hormigón
Río Pueblo Viejo
Complejo Pueblo Viejo
Presa los Reales
Presa La Horqueta
Azudes de derivación
Río Marapa
Complejo Escaba
Presa Escaba
Presa Batiruana
Hormigón aligerado
Río
Negro
Río Dulce
Presa Los Quiroga
Central de paso
Neuquén
CUENCA RÍO DULCE
Río Salí
Presa Dr. Celestino Gelsi
Complejo El Cadillal
Materiales sueltos, zonificada
Río Salado
Complejo El Tunal
Presa Gral. M. de Güemes
Materiales sueltos, hormigón
Mendoza
CUENCA RÍO SALADO
Río Pasaje Juramento Salado
Complejo Cabra Corral
Presa Peñas Blancas
Hormigón, de gravedad
Tucumán
Zona
Cuyo-Centro
Zona
Comahue
CUENCA RÍO NEGRO
Buenos
Aires
Zona
Mendoza-San Juan-San Luis-La Rioja-Córdoba-Santa Fe-Entre Ríos
Patagonia
Río Atuel
Presa Aisol
Hormigón, de gravedad
Río Atuel
Presa Tierras Blancas
Hormigón, de gravedad
Río Atuel
Presa Valle Grande
Hormigón con contrafuertes
Santa
Cruz
28•ORSEP
3•ORSEP
Cuenca del Río Diamante
Presa Los Reyunos
Materiales sueltos, zonificada
Río Limay
Presa Alicura
Materiales sueltos, zonificada
Río Limay
Presa Piedra del Águila
Hormigón, de gravedad
Río Limay
Presa Pichi Picún Leufu
Materiales sueltos, hormigón
Río Limay
Presa El Chocón
Materiales sueltos, zonificada
Río Limay
Presa Arroyito
Materiales sueltos, homogénea
Región Patagonia
Chubut - Santa Cruz - Tierra del Fuego
Tierra del
Fuego
Cuenca del Río Futaleufu
Presa Futaleufu
Materiales sueltos
Malvinas
CUENCA RÍO DIAMANTE
Cuenca del Río Diamante
Presa Agua del Toro
Arco doble curvatura
Río Neuquén
Complejo Cerros Colorados
Presa Portezuelo Grande
Materiales sueltos, homogénea
Presa Loma de la Lata
Materiales sueltos, zonificada
Presa Planicie Banderita
Materiales sueltos, zonificada
Presa El Chañar
Materiales sueltos, zonificada
La
Pampa
Región Cuyo - Centro
Río Atuel
Presa Nihuil I
Hormigón, de gravedad
Corrientes
CUENCA RÍO NEUQUÉN
Entre
Ríos
Chubut
CUENCA RÍO ATUEL
Santiago
del Estero
Santa
Córdoba Fe
San
Luis
Chaco
Río Negro - Neuquén - Buenos Aires - La Pampa
Misiones
Zona norte
Formosa
Región Norte
Río Pasaje Juramento Salado
Complejo Cabra Corral
Presa Gral. M. Belgrano
Materiales sueltos, zonificada
Región Comahue
Catamarca Salta
Cuenca del Río Diamante
Presa El Tigre
Materiales sueltos, zonificada
Cuenca del Río San Juan
Presa Río Ullum
Dique derivador móvil
Cuenca del Río Chubut
Presa Florentino Ameghino
Hormigón con contrafuertes
Referencia de colores según uso predominante de la presa
Riego
Energía
Regulación de Caudal
Turismo
Consumo
ORSEP•29
ORSEP•3
Atención de emergencias
por roturas de presas
Preparación para las emergencias
Aunque la rotura de una presa
tiene una probabilidad muy baja de que ocurra, siempre existe
la posibilidad de que esta situación se presente. Por tal motivo,
los operadores de las presas y
las poblaciones que pueden resultar afectadas por emergencias
de esta naturaleza deben estar
preparados para actuar de una
manera ordenada y efectiva para evitar, o reducir a un mínimo,
las pérdidas de vidas y de bienes. Como medida de prevención para estas situaciones los
operadores de las presas deben
elaborar un Plan de Acción Durante Emergencias (PADE) para
cada presa, y las poblaciones
que pueden ser afectadas deben
organizar sus correspondientes
Planes de Evacuación. El ORSEP
dispone también de un plan interno para emergencias, en el
que aparecen las acciones que
debe desarrollar su personal en
estas situaciones.
Emergencia por anomalía
o rotura de una presa
Es una situación de anormalidad
o de rotura de una presa producida por cualquier causa que
obligue a realizar descargas im-
Operador
previstas y repentinas de agua
que pongan en peligro o amenacen vidas o bienes.
Aviso de la emergencia
Si en una presa se detectan condiciones que hagan temer por
su rotura, o se percibe que la
presa ha comenzado a destruirse, el operador debe avisar in-
mediatamente a las personas
que figuran en el diagrama de
avisos que está en el Plan de Acción Durante Emergencias (PADE).
ORSEP
Emergencia
Declaración de la emergencia
Población rural
Falla
Embalse
Presa Control de
ORSEP
la presa
Red de
Comunicaciones
Bomberos
Alarma Sónica
Hospitales
Defensa
Policía
Civil
Casco urbano
30•ORSEP
La intervención del organismo
es necesaria para establecer a
partir de cuándo debe avisar y
dar intervención a las Defensas
Civiles provinciales, y para otorgarle al hecho la entidad suficiente al provenir de quien
dispone de las atribuciones y
responsabilidades de Autoridad
de Aplicación en materia de Seguridad de Presas.
Defensa
Civil
Poblaciones con peligro inmediato
Algunas poblaciones muy próximas a una presa podrían recibir
un aviso de emergencia tardío si
el recorrido del aviso es Operador – ORSEP – Defensa Civil
Provincial – Defensa Civil Pobla-
ción. En estos casos el aviso se
transmite directamente desde el
Operador a las Defensas Civiles
de las poblaciones cercanas que
resultarán afectadas.
Tipos de emergencias
El PADE
El Plan de Acción Durante Emergencias (PADE) es un conjunto
de medidas preventivas y de acción reunidas en un manual.
Tienen por objeto orientar las
acciones del personal que opera
una presa para que sepa actuar
en casos de accidentes que amenacen con la destrucción de la
presa y durante la rotura de la
misma. Estos planes son únicos
La declaración de la emergencia
es el acto formal mediante el
cual el Estado Nacional, a través
de un organismo descentralizado, reconoce que un determinado hecho ha provocado una
situación de emergencia. En el
caso de la rotura de una presa,
o de la amenaza de su rotura, el
ORSEP es la autoridad responsable de declarar la emergencia.
para cada presa porque dependen de las características del sitio de emplazamiento de la
misma y de la región que puede
resultar afectada por su rotura.
También dependen de las características de la organización de
la empresa operadora de la
obra. Ésta debe actualizar periódicamente el plan incorporando
los cambios producidos a través
del tiempo. El personal involucrado debe ejercitar las recomendaciones del manual para
dominar las acciones que debe
realizar. El ORSEP controla que
los operadores cumplan con la
elaboración de los correspondientes PADE y que realicen actualizaciones y ejercitaciones
anuales de los mismos.
Los PADE tienen en cuenta fundamentalmente dos tipos de emergencias, clasificados en función
del tiempo disponible para efectuar las evacuaciones de las poblaciones que serán inundadas. El
caso más grave es cuando la rotura de la presa se está produciendo
o es inminente. Otro caso es cuando se hayan detectado anomalías
que induzcan a pensar que se está
produciendo un proceso de dete-
rioro de la estructura de la presa
que puede llevar a su destrucción,
pero su velocidad de evolución
daría tiempo para adoptar medidas que permitan restituir las condiciones de seguridad. En el
primer caso no hay tiempo que
perder y el operador deberá dar
aviso de la emergencia en forma
inmediata. En el segundo caso, no
existirán evidencias observables a
simple vista del deterioro de la
presa, pero a través del procesamiento y análisis de la información de auscultación y de estudios
especiales sobre el particular, se
podrá establecer el grado de peligro de la anomalía detectada. Lo
importante de esta situación es
que la evolución del fenómeno da
tiempo para actuar en su solución.
En este caso la emergencia no implica evacuaciones inmediatas.
ORSEP•31
Seguridad pública
Información
Mapas de inundación
Los mapas de inundación brindan información útil a las Defensas Civiles provinciales y
municipales acerca de la extensión que ocupará la inundación
según la emergencia que ocu-
rra, el nivel que alcanzará el
agua en cada localidad y el
tiempo disponible para realizar
las evacuaciones. Estos mapas se
preparan para varias hipótesis
de roturas y de erogaciones má-
Estas líneas de color marcan los límites de las zonas que serán alcanzadas por diferentes casos de
inundación. Para cada localidad,
representadas por las líneas punteadas, se determina el tiempo
que tardará el agua en llegar y la
altura que alcanzará.
Embalse
ximas de caudales. Cada caso
abarca extensiones de inundación diferentes, las que se indican en los mapas con colores o
sombreados para diferenciar los
casos considerados.
Planicie
de Inundación
Presa
Planicie
de Inundación
La población debe contar con la
información y la capacitación
adecuadas para que pueda organizarse para la emergencia de todo un pueblo o una ciudad.
Municipio A
Cauce
Normal
Población
de Riesgo
Evacuación
Para una evacuación organizada es necesario definir
hasta y hacia donde debe desplazarse la población
de cada sector para estar a salvo. Las calles o rutas
de escape deben estar bien señalizadas
y libres de
obstáculos.
Asistencia Social
Deben acondicionarse locales públicos techados para la atención de los
primeros auxilios y áreas libres habilitadas para
que la gente pueda permanecer acampando
hasta que se hayan rehabilitado las áreas habitadas antes del desastre.
Municipio B
Organismos
Hasta aquí se desarrolla el PADE
La intervención de los organismos de Defensa Civil, de Asistencia
Social, de Rescate, etc., debe estar bien coordinada para que actúen
con celeridad y eficacia.
Desde aquí se desarrolla el Plan de Evacuación
Municipio C
Presa
Planes de Evacuación
Las poblaciones amenazadas por
una inundación debida a la rotura de una presa deben elaborar planes de evacuación
adecuados a las características
de cada localidad. La preparación de estos planes es responsabilidad de los organismos
municipales o provinciales de
32•ORSEP
protección pública como las Defensas Civiles. Estos planes reúnen las acciones que deben
llevarse a cabo para evacuar a
los habitantes que corren peligro de inundarse, transportarlos
o guiarlos hasta sitios seguros y
abastecerlos de alimentos, abrigo y de un sistema de salud.
ORSEP
Defensa Civil
Obras de Emergencia
Las obras de emergencia deben
ejecutarse para proteger los
puntos débiles, es decir, donde
los flujos de agua y lodo pueden penetrar y causar mayores
daños.
ORSEP•33
Cultura de prevención
Prevención de desastres
Los desastres naturales y los provocados por la acción del hombre
producen miles de muertos, grandes pérdidas materiales, rompen
la organización social y deterioran
el medio ambiente. Para evitar o
disminuir estos efectos es necesario extender la cultura de preven-
Amenaza
La amenaza es la situación de
peligro que crea un fenómeno
natural, o provocado por la actividad humana, por su poder de
producir daños a las personas,
propiedades, instalaciones y al
medio ambiente.
ción a todos los lugares posibles
para lograr una efectiva reducción
de desastres. A medida que la población mundial crece, aumentan
los efectos negativos de los desastres. El incremento urbano desordenado, la falta de educación, el
aumento de la pobreza, son algu-
nas de las causas del aumento de
pérdidas económicas y de vidas a
raíz de los desastres.
El mayor o menor grado de afectación tiene que ver con los conceptos de amenaza,
vulnerabilidad y riesgo.
Operador
Una cultura de prevención implica una actitud colectiva que
sólo puede construirse mediante
un largo proceso social. Los fenómenos naturales (huracanes,
terremotos, crecidas de los ríos,
erupciones volcánicas) no pueden evitarse, pero la vulnerabilidad de la sociedad a estos
fenómenos sí puede disminuirse.
La reducción de la vulnerabilidad exige una visión a largo
municación social; fortalecer la
planificación urbana y rural de
los asentamientos humanos dado el crecimiento demográfico
mundial y fortalecer los sistemas
de pronóstico y alerta temprana.
Para que todo esto sea posible,
los gobiernos nacional, provinciales y municipales deben apoyar con recursos y decisión
política los programas de gestión del riesgo.
ORSEP
Fenómeno
natural
Fenómeno
provocado
Difusión
Autoridades
n
ció
Vulnerabilidad
Prevención
a
orm
Inf
Difusión
Defensa
Civil
Pl
Amenaza
n
ció
ca
ifi
an
Es el grado de debilidad o de
fortaleza para resistir la acción
de un fenómeno que provocará
daños. La pobreza hace más vulnerables (más débiles) a quienes
la padecen, por el grado de fragilidad de sus viviendas, sus
condiciones culturales, económicas y de organización social y
por ocupar tierras marginales. Si
se eleva el nivel de vida y disminuye la pobreza, la población
adquiere mayor resistencia para
enfrentar la amenaza, con lo
cual disminuye su vulnerabilidad y por consiguiente el riesgo.
plazo con recursos a corto plazo,
paciencia, compromiso, experiencia en planificación urbana,
economía, ingeniería y decisión
política. Estos requisitos son inaccesibles para una sola institución. Para consolidar una cultura
de prevención es necesario introducirla en la currícula escolar
en todos los niveles; fomentar
una conciencia preventiva pública a través de los medios de co-
Prevención
Difusión
masiva
Riesgo
Es la probabilidad de que ocurra un desastre. Se presenta como el resultado de la presencia
simultánea, en una localidad,
de la amenaza y la vulnerabilidad. Para un mismo fenómeno
o un mismo grado de amenaza,
a mayor vulnerabilidad existe
mayor riesgo. Para un mismo
grado de vulnerabilidad, si la
amenaza aumenta, el riesgo
también.
34•ORSEP
Zona de
vulnerabilidad
ORSEP•35
Regionales ORSEP
Esta publicación ha sido producida, redactada y revisada por el Organismo Regulador de Seguridad de Presas (ORSEP).
Aprendiendo a convivir con las presas
Organismo Regulador de Seguridad de Presas
Supervisión y Redacción:
Ing. Ernesto Ortega
Ing. Enrique Blasco
Diseño e ilustración original
Sanyú.
Derechos de propiedad del Organismo Regulador de Seguridad de
Presas (ORSEP).
Se permite la reproducción del contenido textual total o parcial de
esta publicación siempre que se cite la fuente.
1º edición: noviembre de 1996.
2º edición: septiembre de 1998.
3º edición: agosto de 2002.
4º edición: enero de 2009.
Impreso en Argentina, Buenos Aires.
Impresión y Encuadernación:
Neofigie S.R.L
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