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El libro dedica la máxima atención a los conceptos y principios básicos aunque no por ello se abandonan los detalles constructivos, pero poniendo el acento en su razón y función. Este enfoque tiene la ventaja de prolongar la vigencia temporal de esta obra, pues si las tecnologías cambian, los principios son permanentes. El propósito es presentar una obra todo lo completa posible y puesta al día, pero no enciclopédica ni exhaustiva. Por ello se dedican sólo sendos capítulos a las aligeradas y bóvedas, menos frecuentes y que exigen tecnología y cálculos complicados, mientras que se dedican varios a las de gravedad y materiales sueltos, que representan el 94% de las existentes en el mundo y que son abordables con cálculos relativamente simples, que se describen.
La obra que el lector tiene en sus manos es una nueva edición del Tratado básico de presas que escribió D. Eugenio Vallarino, fruto de sus décadas de experiencia profesional y docente. Se dedica la máxima atención a los conceptos y principios básicos, aunque no por ello se abandonan los detalles constructivos, pero poniendo el acento en su razón y función. Este enfoque tiene la ventaja de prolongar la vigencia temporal de esta obra, pues si las tecnologías cambian, los principios son permanentes. El propósito es presentar una obra todo lo completa posible y puesta al día, pero no enciclopédica ni exhaustiva. Por ello se dedican solo sendos capítulos a las aligeradas y bóvedas, menos frecuentes y que exigen tecnología y cálculos complicados, mientras que se dedican varios a las de gravedad y materiales sueltos, que representan el 94% de las existentes en el mundo y que son abordables con cálculos relativamente simples, que se describen. El libro se dirige principalmente al proyectista, pero se dedican dos de sus seis partes a la construcción y explotación sin las cuales resultaría incompleto, ya que para la propia actividad de proyecto es preciso pensar en las actuaciones posteriores de construcción y explotación. Estos dos aspectos, sin embargo, se centran en lo fundamental, y suponiendo ya conocidas las tecnologías de construcción, añadiendo aquí solo su aplicación específica a presas.
Tabla de contenidos
Preámbulo
PARTE A. Cuestiones generales y básicas
1. Cuestiones generales
1.1. Historia sucinta
1.2. Las presas españolas hasta 1900
1.3. Panorama actual de las presas en el mundo
1.4. Panorama actual de las presas en el mundo
1.5. Importancia técnica, económica y social
1.6. Efectos ambientales y sociales
1.7. Conceptos sobre seguridad
1.8. Nuevos aspectos de la seguridad: el envejecimiento de las presas
1.9. Observación y vigilancia
1.10. Reparaciones, refuerzos y recrecimientos
1.11. Comisión Internacional de Grandes Presas (ICOLD)
1.12. La Seguridad de las Presas: Normas
1.13. Aplicabilidad del Reglamento: Definición de Gran Presa
2. Tipología
2.1. La presa como estructura
2.2. Desagües-Aliviadero
2.3. Tipología de presas
2.4. Propiedades de los áridos
2.5. Crítica tipológica
2.6. Tipología de las presas españolas
2.7. Tipología oficial
2.8. Clasificación de las presas según su grado de riesgo
3. Fuerzas actuantes
3.1. Peso propio
3.2. Empuje hidrostático
3.3. Filtración. Presión intersticial
3.4. Efectos térmicos y de fraguado
3.5. Seísmos
3.6. Empuje de sedimentos
3.7. Oleaje
3.8. Empuje del hielo
3.9. Otras solicitaciones
3.10. Combinación de solicitaciones y niveles del embalse
4. La cerrada y el embalse: estudios previos
4.1. Estribos y cimientos de la presa
4.2. Impermeabilidad del embalse y de la cerrada
4.3. Estabilidad del vaso
4.4. Estudios geológicos
4.5. Estudios geofísicos
4.6. Ensayos in situ
4.7. Datos topográficos
4.8. Problemas inducidos por el embalse
4.9. Planteamiento general de los efectos de un embalse
4.10. Efectos directos de la inundación
4.11. La sedimentación en el embalse
4.12. Efectos en la biota del embalse y del río
4.13. Efectos térmicos en el embalse
4.14. Estudios ecológicos
4.15. Seísmos inducidos por el peso del agua del embalse
PARTE B. PRESAS DE HORMIGÓN
5. Presas de gravedad: sección tipo y red de drenaje
5.1. Sección transversal de una presa de gravedad
5.2. Evolución de las ideas sobre la subpresión
5.3. Porosidad del hormigón
5.4. Red de corriente
5.5. Consecuencias del análisis de la red de corriente
5.6. Posibilidad de saturación de una presa
5.7. Control de la subpresión
5.8. Principios sobre drenaje
5.9. Disposición y dimensiones de los drenes
5.10. Red de drenaje y vigilancia
5.11. Medición de las presiones intersticiales
5.12. Otras galenas
5.13. Azudes sobre terreno permeable
6. Análisis de la estabilidad y predimensionamiento de una presa de gravedad
6.1. Condiciones generales de equilibrio
6.2. Estabilidad vertical
6.3. Estabilidad al vuelco
6.4. Estabilidad al deslizamiento
6.5. Influencia de la forma de la sección
6.6. Análisis de la influencia de los distintos parámetros y fuerzas en la seguridad y en las dimensiones de la presa
6.7. Influencia relativa de las fuerzas normales
6.8. Efecto de la coronación
6.9. Efecto de la cohesión
6.10. Otros casos de subpresión, normales y extremos
6.11. Efecto de una grieta abierta
6.12. Efecto de la variación del nivel del embalse
6.13. Acciones sísmicas
6.14. Secciones del vertedero
6.15. Secciones especiales
7. Estabilidad al deslizamiento: medios para mejorarla
7.1. Superficies de presunto deslizamiento
7.2. Medidas para mejorar la estabilidad al deslizamiento
7.3. Cimentación en contrapendiente (aumento de N y disminución de T)
7.4. Influencia del talud aguas arriba (incremento de n)
7.5. Control de la subpresión (aumento de N)
7.6. Cables tensados (aumento de N y disminución de T)
7.7. Tratamientos del terreno: mejora de o y c
7.8. Estribos de las presas bóvedas
7.9. Ubicación de la bóveda e incidencia de los arcos
7.10. Estabilidad de laderas
7.11. Estabilidad tridimensional de cimientos y estribos: método de Londe
8. Presas de gravedad: cálculo de tensiones
8.1. Método de Pigeaud
8.2. Método de las hiladas horizontales
8.3. Observaciones sobre el cálculo de tensiones en las presas vertedero
8.4. Tensiones en una dirección cualquiera
8.5. Curvas características
8.6. Modelos mecánicos
8.7. Método de los Elementos Finitos: generalidades
8.8. Planteamiento del método
8.9. Librerías de Elementos Finitos
8.10. Aplicación del método de los Elementos Finitos a presas de gravedad
8.11. Aumento de la precisión
8.12. Coeficientes de seguridad
9. Presas aligeradas
9.1. Talud aguas arriba
9.2. Formas de los contrafuertes
9.3. Contrafuertes cerrados
9.4. Límites de empleo de los contrafuertes
9.5. Presas de pantalla plana
9.6. Presas de bóvedas múltiples
9.7. Otras presas aligeradas
9.8. Cálculo de los contrafuertes
9.9. Cálculo de las cabezas aguas arriba
9.10. Subpresiones
10. Presas arco
10.1. Consideraciones previas
10.2. Proceso del proyecto
10.3. Encaje previo de la presa
10.4. Arcos policéntricos y no circulares
10.5. Espesores de los arcos
10.6. Cerradas en U: Presas arco-gravedad
10.7. Encaje de una bóveda en una cerrada en V
10.8. Apoyo en los estribos
10.9. Estribos de gravedad
10.10. Presas de bóvedas múltiples
10.11. Cálculo de presas bóveda: antiguo método de las «Cargas de prueba»
10.12. Aplicación del método de los Elementos Finitos
10.13. Funcionamiento estructural: influencia de la rigidez de la coronación
10.14. Otras influencias mutuas entre ménsulas y arcos
10.15. Influencia de la curvatura y espesor de los arcos
10.16. Funcionamiento estructural en cerradas anchas
10.17. Cerradas irregulares y presas disimétricas
10.18. Modelos reducidos
10.19. Coeficientes de seguridad
10.20. Efecto de la temperatura: cierre de juntas
10.21. Ligero arqueamiento en planta de una presa de gravedad
10.22. Comportamiento frente a los seísmos
10.23. Resumen de las fases del proyecto de una presa bóveda
PARTE C. PRESAS DE MATERIALES SUELTOS
11. Presas de materiales sueltos: tipología y elementos Funcionales
11.1. Elementos definitorios de la tipología
11.2. Presas homogénea
11.3. Filtros
11.4. Presas heterogéneas con núcleo central
11.5. Núcleo inclinado
11.6. Influencia de la posición del núcleo
11.7. Pantallas y diafragmas
11.8. Materiales para espaldones
11.9. Taludes
11.10. Protección de los paramentos
11.11. Resguardo y peralte
11.12. Presas sobre acarreos de gran espesor: impermeabilización
11.13. Criterios de diseño
11.14. Presas de residuos mineros e industriales
12. Presas con pantalla impermeabilizadora
12.1. Evolución de las tecnologías de impermeabilización en las presas de materiales sueltos
12.2. Líneas conceptuales de las presas de la escollera con pantalla de hormigón armado
12.3. Proceso constructivo y cualidades de escollera compactada
12.4. Características y dimensiones de la pantalla de hormigón armado
12.5. Zócalo
12.6. Junta perimetral
12.7. Capa de apoyo de la pantalla sobre la escollera
12.8.Taludes
12.9.Taludes
12.10. Parapeto, resguardo y peralte
12.11. Vertido de agua sobre la escollera
12.12. Presas de gran altura
12.13. Pantallas de hormigón bituminoso
12.14. Láminas delgadas
12.15. Núcleos (diafragmas) de hormigón bituminoso
13. La filtración y el drenaje
13.1. Casos singulares de la red de corriente
13.2. Línea de saturación
13.3. Trazado gráfico de la red de corriente
13.4. Medios anisótropos
13.5. Métodos numéricos para el cálculo de la red
13.6. Modelos analógicos
13.7. Estimación de las presiones y del caudal
13.8. Influencia de la capilaridad
13.9. Drenaje: espaldón permeable
13.10. Capa drenante
13.11. Pantallas de impermeabilización del cimiento
13.12. Pantallas incompletas
13.13. Zampeados de impermeabilización
13.14. Caudal filtrado por el cimiento. Comparación de la eficacia de las pantallas y los zampeados
13.15. Zanjas y pozos drenantes
13.16. Piezómetros
14. Núcleos y filtros
14.1. Erosión interna: Sifonamiento y sufusión
14.2. Fisuración de núcleos
14.3. Precauciones contra la fisuración
14.4. La fracturación hidráulica
14.5. Breve recapitulación histórica de los criterios sobre filtros
14.6. Filtros: principios generales
14.7. Ensayos en laboratorio
14.8. Normas para el proyecto de filtros
14.9. Estabilidad interna del filtro (autoestabilidad)
14.10. Ensayos en obra
14.11. Filtros críticos y no críticos. Ausencia de filtro
14.12. Espesor de los filtros
14.13. Franja de arena aguas arriba del núcleo
14.14. Compactación de los filtros
14.15. Filtros sintéticos
14.16. Métodos fundamentalistas
14.17. Ubicación y ancho del núcleo
14.18. Materiales para los núcleos
14.19. Contactos del núcleo con las laderas y las obras de fábrica
15. Presas de materiales sueltos: estabilidad al deslizamiento
15.1. Determinación previa aproximada de los taludes
15.2. Fuerzas a considerar. Situaciones a comprobar: coeficientes de seguridad
15.3. Ensayos de resistencia. Tensiones
15.4. Comprobación de la estabilidad: breve resumen histórico y tendencias actuales
15.5. Método sueco
15.6. Método de Taylor
15.7. Método de Bishop
15.8. Método de la espiral logarítmica
15.9. Método de las cuñas deslizantes
15.10. Comentario general sobre los métodos anteriores
15.11. Método de Janbu
15.12. Cálculos tenso-deformacionales: Método de los Elementos Finitos
15.13. Estabilidad durante la construcción
15.14. Comprobación de la estabilidad frente a los seísmos
15.15. Planteamiento tridimensional
PARTE D. PLANTEAMIENTOS GENERALES
16. Planteamientos generales
16.1. Planteamientos generales
16.2. Partes componentes de un aliviadero
16.3. Principios del funcionamiento hidráulico en régimen de lámina libre
16.4. Funcionamiento de un aliviadero en lámina libre
16.5. Definición del perfil del aliviadero
16.6. Curvas
16.7. Aliviadero con vertedero lateral
16.8. Aliviaderos en presión
16.9. Condiciones en la boca de salida y funcionamiento con distintos caudales
16.10. Aliviadero en cáliz (<
16.11. Dimensionamiento de aliviaderos en presión
17. Estudio de las avenidas
17.1. El problema de la evaluación de la avenida máxima de proyecto
17.2. Métodos directos e históricos
17.3. Probabilidad y período de recurrencia de una avenida
17.4. Métodos probabilísticos: consideraciones previas
17.5. Leyes de probabilidad más usadas en el análisis de avenidas
17.6. Distribución de Gumbel
17.7. Crítica de los métodos probabilísticos
17.8. Fórmulas empíricas
17.9. Métodos de simulación hidrológica
17.10. Mecanismo de formación de una avenida
17.11. El hidrograma unitario
17.12. Método de las isócronas
17.13. Ventajas y limitaciones de los métodos de simulación
17.14. Avenidas típicas para el proyecto
18. Decisiones sobre las características básicas del embalse y el aliviadero
18.1. Funcionamiento del vertedero de labio fijo
18.2. Laminación y automatismo
18.3. Aliviadero con compuertas
18.4. Limitaciones de las compuertas
18.5. Efectos en la presa de la sobreelevación de nivel
18.6. Aliviaderos complementarios y de emergencia: uso del resguardo
18.7. Proceso decisorio sobre las características básicas del aliviadero y del embalse
18.8. Tanteo simplificado de las dimensiones de la toma
19. La avenida máxima probable y el análisis de riesgo I) Avenida Máxima Probable (AMP-PMF)
19.1. Principios básicos para la evaluación de la precipitación máxima probable(PMP)
19.2. Transposición
19.3. Maximación del grado de humedad
19.4. Envolvente y recorte
19.5. Ajustes y otras consideraciones
19.6. Mapas de la PMP
19.7. Ajustes por orientación
19.8. Distribución superficial de la lluvia
19.9. Obtención de la avenida máxima probable
19.10. Matizaciones respecto al empleo de la AMP II) Análisis y optimación del riesgo
19.11. Reflexiones sobre la avenida de proyecto y el riesgo
19.12. Influencia del embalse y de la capacidad del aliviadero en los presuntos daños
19.13. Daños producidos por la rotura de la presa
19.14. Evaluación de los daños
19.15. Análisis del riesgo
19.16. Optimación de los daños normales
19.17. Optimación del caudal extremo
19.18. Observaciones sobre el análisis del riesgo
19.19. Revisión de la capacidad de un aliviadero existente
19.20. Tipos de obras y medidas para aumentar la seguridad frente a las avenidas de una presa existente: optimación
20. Vertederos y compuertas
20.1. Evolución histórica de las presas vertedero
20.2. Formas de vertido
20.3. Perfil del vertedero
20.4. Desagüe con láminas distintas de la nominal
20.5. Desagüe bajo una compuerta
20.6. Adaptación del vertedero al resto de la presa
20.7. Muros cajeros
20.8. Perfilado de las pilas
20.9. Vertido con caída libre
20.10. Vertido con lanzamiento
20.11. Ventilación de la lámina
20.12. Planta y disposición del vertedero
20.13. Alimentación
20.14. Tipología de compuertas
20.15. Compuertas verticales
20.16. Compuertas de segmento
20.17. Compuertas de sector
20.18. Clapetas
20.19. Mecanismos
20.20. Impermeablización
20.21. Ataguías
20.22. Presas inflables
21. Problemas específicos de las rápidas
21.1. Emulsión de aire: conceptos
21.2. Experiencias sobre aireación natural
21.3. Emulsión de aire en un túnel
21.4. Ondas en los canales
21.5. Codos
21.6. Abocinamientos
21.7. Necesidad del revestimiento
21.8. Soleras de las rápidas: detalles constructivos
21.9. Tendencias actuales para mejorar la conservación de las soleras
21.10. Aliviaderos escalonados
22. Cuencos amortiguadores
22.1. Formas de disipación de la energía
22.2. Resalto hidráulico: resumen de ideas básicas
22.3. Longitud del resalto
22.4. Energía absorbida
22.5. Formas del resalto
22.6. Comentarios prácticos
22.7. Acoplamiento del cuenco al cauce
22.8. Trampolines y dientes sumergidos
22.9. Otros problemas
22.10. Subpresión y presiones oscilantes
22.11. Abrasión
23. Trampolines de lanzamiento
23.1. Condiciones que debe cumplir el lanzamiento
23.2. Pendiente de lanzamiento y trayectoria del chorro
23.3. Forma del trampolín y de la lámina
23.4. Emulsión en el lanzamiento. Dientes
23.5. Lanzamiento desde la presa
23.6. Amortiguación en la zona de caída
23.7. Amortiguamiento al pie de una presa bóveda
23.8. Chorros cruzados
24. Desagües profundos
24.1. Funciones de los desagües profundos
24.2. Evolución de los desagües profundos
24.3. Consideraciones para fijar la posición de los desagües profundos
24.4. Control de nivel y vaciado
24.5. Función limpiadora del desagüe de fondo
24.6. Colaboración en el cierre del desvío del río
24.7. Control y evacuación de avenidas
24.8. Constitución de un desagüe profundo
24.9. Órganos de cierre: válvulas
24.10.Compuertas
24.11. Rejas
24.12. Disposiciones a adoptar para el buen funcionamiento hidráulico
24.13. Ventilación
24.14.Cavitación
24.15. Abrasión
24.16. Adaptación del desvío del río como desagüe de fondo
PARTE E. CONSTRUCCIÓN
25. El proyecto y la obra
25.1. Estudios y proyectos
25.2. Formas de realizar los proyectos
25.3. Los estudios de viabilidad
25.4. El proyecto concesional
25.5. El proyecto para licitación
25.6. La contratación de la obra
25.7. Ejecución de la obra
25.8. Seguridad durante la construcción
25.9. Síntesis de conceptos y cifras globales
26. Planeamiento de la construcción
26.1. La planificación de la construcción
26.2. Planificación de las instalaciones generales
26.3. Planificación de las instalaciones específicas
26.4. Excavaciones
26.5. Cuerpo de presa: presas de hormigón
26.6. Cuerpo de presa: presas de materiales sueltos
26.7. Aliviaderos y órganos de desagüe
26.8. Obras complementarias
26.9. Programación general de la obra
27. Desvío del río
27.1. Esquema genérico de las operaciones de desvío
27.2. Desvío total: descripción general de las obras
27.3. Desvío total: régimen hidráulico
27.4. Desvío total: detalles constructivos y optimación de dimensiones
27.5. Desvío parcial
27.6. Desvío parcial: detalles constructivos y dimensionado
27.7. Soluciones con desvío reducido o sin él
27.8. Determinación del caudal máximo derivable por el desvío
28. Ataguías y operaciones de cierre del cauce y del desvío
28.1. Ataguías: tipología y consideraciones generales
28.2. Ataguías de hormigón
28.3. Ataguías de materiales sueltos
28.4. Protección de escollera o bloques de hormigón
28.5. Escollera armada
28.6. Revestimiento de hormigón
28.7. Vertido sobre ataguías de tierras
28.8. Resumen de los tipos de protección de las ataguías
28.9. El problema del cierre del cauce
28.10. Cierre vertical
28.11. Fases de un cierre vertical
28.12. Cierre horizontal
28.13. Cierre del desvío (Reintegro al cauce)
29. Excavaciones y cimientos
29.1. Estado tensional del terreno natural
29.2. Problemas que plantean las excavaciones
29.3. Profundidad de la excavación
29.4. Tipos y fases de la excavación
29.5. Técnica de las excavaciones
29.6. Cimentación según una sección transversal de la presa
29.7. Cimentaciones en roca fracturada
29.8. Forma de dejar la superficie de la roca
29.9. Cimentación según el perfil longitudinal de la presa (Sección transversal de la cerrada) 29.10. Excavaciones en presas de materiales sueltos
29.11. Agotamientos
29.12. Sostenimiento de las excavaciones
29.13. Tratamientos del terreno en macizos rocosos kársticos
29.14. Tratamientos de rocas no kársticas
29.15. Excavaciones subterráneas
30. Hormigonado: procesos normales
30.1. Cualidades y características del hormigón de presas
30.2. Áridos
30.3. Cemento y aditivos
30.4. Fabricación y transporte del hormigón
30.5. Hormigonado por bloques y tongadas
30.6. Tratamiento de las juntas horizontales de hormigonado
30.7. Hormigonado de la cimentación
30.8. Tratamiento de las juntas endurecidas
30.9. Enfriamiento superficial
30.10. Secuencia de hormigonado
30.11. Control de la calidad
31. Hormigonado: procesos especiales
31.1. Métodos de refrigeración artificial
31.2. Enfriamiento del agua de amasado
31.3. Enfriamiento y protección de los áridos
31.4. Otros métodos
31.5. Refrigeración artificial interna de los bloques
31.6. Precauciones en tiempo muy frío o lluvioso
31.7. Juntas de larga interrupción de hormigonado
31.8. Juntas verticales en las presas arco
31.9. Observaciones sobre la inyección de juntas
31.10. Juntas permanentes de contracción en presas de gravedad
31.11. Hormigón compactado
31.12. Condiciones y propiedades del HC
31.13. Algunos datos y referencias sobre el RCC y el RCD
32. Construcción de presas de materiales sueltos
32.1. Investigación sobre yacimientos de materiales
32.2. Extracción y transporte de los materiales
32.3. Compactación
32.4. Núcleos
32.5. Escollera
32.6. Filtros y drenes
32.7. Pantallas de hormigón armado
32.8. Pantallas asfálticas
32.9. Pantallas de láminas flexibles
32.10. Presas homogéneas
32.11. Construcción de presas por medio de grandes explosiones controladas
PARTE F. EXPLOTACIÓN Y OBRAS A POSTERIORI
33. Explotación: vigilancia y observación
33.1. Explotación y seguridad
33.2. Fase de transición entre la obra y la plena explotación
33.3. Puesta en carga de la presa
33.4. Organización de la vigilancia y control
33.5. Vigilancia y auscultación
33.6. Control de la presión intersticial
33.7. Observación de las filtraciones
33.8. Observaciones estructurales desde el interior
33.9. Observaciones estructurales desde el exterior
33.10. Comentarios sobre las observaciones estructurales
33.11. Informes sobre seguridad y documentos de síntesis
34. Mantenimiento y explotación de los órganos de desagüe
34.1. Revisión y mantenimiento de los mecanismos de desagüe
34.2. Pruebas de los desagües
34.3. Operaciones de control de las crecidas
34.4. Situación de alerta
34.5. Explotación durante la crecida
34.6. Automatización
34.7. Observaciones sobre la energía y las comunicaciones
34.8. Previsión de avenidas
34.9. El sistema automático de información hidrológica (SAIH)
34.10. Laminación con hidrograma desconocido
34.11. Medidas de emergencia y protección civil
35. Refuerzos y recrecimientos
35.1. Similitud de planteamiento
35.2. Recrecimientos planificados y a posteriori
35.3. Actualidad e importancia de estas obras
35.4. Problemas constructivos e incidencia en la explotación
35.5. Presas de gravedad: adición de masa
35.6. Juntas
35.7. Cables postensados
35.8. Drenaje
35.9. Incidencia de estas obras en la estética y en la explotación
35.10. Limitaciones de los cables y de la adición de masa
35.11. Refuerzo del talud aguas abajo
35.12. Refuerzo del talud aguas arriba
35.13. Refuerzo del cimiento
35.14. Espaldón aguas abajo
35.15. Presas de contrafuertes
35.16. Presas bóveda
35.17. Presas de materiales sueltos
35.18. Recrecimientos por absorción del resguardo
35.19. Obras en el aliviadero
35.20. Abandono de presas
36. Ejemplos de recrecimientos y refuerzos
36.1. Refuerzo de la presa de Mequinenza
36.2. Recrecimiento de la presa de El Sancho
36.3. Recrecimiento de la presa de Ulldecona
36.4. Refuerzo del estribo de la presa de Canelles
36.5. Obras recientes
Referencias bibliográficas
