See discussions, stats, and author profiles for this publication at: https://www.researchgate.net/publication/321587038 Las fallas en presas de tierra. Caso de Estudio: falla por estabilidad de taludes en función de las condiciones de drenaje Technical Report · December 2017 CITATIONS READS 0 33 3 authors, including: Yoermes Glez Haramboure Universidad Tecnológica de la Habana, José Antonio Echeverría 24 PUBLICATIONS 11 CITATIONS SEE PROFILE Some of the authors of this publication are also working on these related projects: Virtual processes for learning View project Estudio del comportamiento tenso-deformacional de cimientos laminares tronco-cónicos View project All content following this page was uploaded by Yoermes Glez Haramboure on 30 December 2017. The user has requested enhancement of the downloaded file. Centro de Investigaciones Hidráulicas Monografía “Las fallas en presas de tierra. Caso de Estudio: falla por estabilidad de taludes en función de las condiciones de drenaje” Dr. Ing. Yoermes Glez Haramboure Ing. Osnay Guedes Sosa Ing. Sheyla Rodríguez Díaz La Habana, Cuba 2017 Resumen En la actualidad existen miles de presas de tierra en el mundo, muchas concebidas y construidas según criterios menos exigentes que los actuales y con edad superior a los 50 años. Las presas de tierra, ya sea en su construcción o durante su explotación, están expuestas a numerosos factores que atentan contra la seguridad de las mismas, muchas veces llegando a provocar la ruptura total del terraplén y la fuga del embalse. Los casos más frecuentes de fallas en presas de tierra pueden ser producto de: sifonamiento, rebase de la cortina y deslizamientos de taludes. En el presente trabajo se ha dado un seguimiento al comportamiento de las presas de tierra en el mundo y en específicamente en Cuba, con el objetivo de analizar el orden de ocurrencia de fallas en las mismas. Además, se presenta como caso de estudio la falla por estabilidad de taludes, incluyendo la modelación numérica de un terraplén en tres condiciones de drenaje diferentes. Índice general Introducción .......................................................................................................................... 1 Capítulo 1. Marco referencial................................................................................................ 6 1.1 Introducción ................................................................................................................. 6 1.2 Fallas en presas de materiales sueltos. ...................................................................... 8 1.2.1 Rebase de la cortina ................................................................................................ 9 1.2.2 Falla por sifonamiento ............................................................................................ 10 1.2.3 Falla por agrietamiento ........................................................................................... 14 1.2.4 Falla por estabilidad de talud.................................................................................. 15 1.2.4.1 Fallas al final de la construcción. ..................................................................... 15 1.2.4.2. Falla durante la operación .............................................................................. 16 1.2.4.3. Falla después de un desembalse rápido ........................................................ 16 1.2.5 Falla por sismos ..................................................................................................... 17 1.2.6. Falla por licuación ................................................................................................. 18 1.2.7 Pérdidas por filtración ............................................................................................. 19 Capítulo 2: Algunos incidentes de fallas en presas de materiales sueltos, en el ámbito internacional. ...................................................................................................................... 20 2.1 Introducción ............................................................................................................... 20 2.2 Antecedentes ............................................................................................................ 20 2.3 Sismo y licuación....................................................................................................... 24 2.3.1 Casos de estudio de falla por licuación asociada a sismos. ............................... 25 2.4 Agrietamiento ............................................................................................................ 27 2.4.1 Caso de estudio de agrietamiento ...................................................................... 27 2.5 Sifonamiento ............................................................................................................. 30 2.5.1 Caso de estudio de sifonamiento por arcillas dispersivas. ................................. 31 2.6 Filtración .................................................................................................................... 34 2.6.1 Caso de estudio de filtración por el vaso. ........................................................... 35 2.7 Deslizamiento de taludes .......................................................................................... 36 2.7.1 Caso de estudio de deslizamiento ...................................................................... 37 2.8 Rebase de la cortina ................................................................................................. 39 2.8.1 Caso de estudio por rebase de la cortina ........................................................... 39 2.9 Conclusiones. ............................................................................................................ 42 Capítulo 3 Incidentes en presas de materiales sueltos en el ámbito nacional. ................... 44 3.1 Introducción ............................................................................................................... 44 3.2 Deslizamientos de taludes ........................................................................................ 44 3.3 Rebase de la cortina ................................................................................................. 61 3.4 Sifonamiento ............................................................................................................. 66 3.5 Filtraciones ................................................................................................................ 73 3.6 Agrietamiento ............................................................................................................ 75 3.7 Conclusiones. ............................................................................................................ 76 Capítulo 4: Análisis de la estabilidad de taludes en tres casos de estudio. ........................ 81 4.1 Introducción. .............................................................................................................. 81 4.2 Modelación de la presa Minerva................................................................................ 81 4.3 Modelación de la presa Najasa II. ............................................................................. 84 4.4 Modelación de la presa Del Medio-Las Nuevas. ....................................................... 88 4.5 Conclusiones. ............................................................................................................ 91 Referencias bibliográficas................................................................................................... 92 Anexos ............................................................................................................................... 93 Anexo 1: Incidentes en presas de materiales sueltos analizados en el estudio. ............. 93 Anexo 2: Presas de materiales sueltos que presentaron fallas en Cuba. ..................... 114 Introducción Introducción Desde tiempos ancestrales, el hombre ha construido barreras sobre los ríos para almacenar, controlar o derivar el agua. La presencia de esas barreras genera lagos artificiales llamados embalses; al sistema formado por ese vaso de almacenamiento y la barrera, denominada cortina, se le conoce como presa. El objetivo más común de una presa es regular los escurrimientos de un río, almacenando temporalmente el volumen que escurre en época de lluvias, para que luego éste sea usado en el estiaje. Aunque el principal fin es la satisfacción de la demanda, cada vez más presas se construyen con múltiples propósitos, y por sus características es típico que tengan una cierta capacidad para el control de las avenidas, es decir, de amortiguar los efectos de los eventos que ingresan al vaso (Ramírez-Orozco 2010). Las presas son construidas de diversos materiales según los recursos económicos disponibles, la geología de la zona en cuestión y la finalidad de la obra. Entre estos materiales se encuentran la madera, el hormigón armado y el suelo (tierra, o materiales sueltos). Las presas de materiales sueltos son las más frecuentemente construidas en el mundo, por los grandes ahorros económicos que conlleva su construcción y por la posibilidad de aprovechar los materiales disponibles en el sitio. A pesar de solo poseer una extensión territorial de 110860 km2, Cuba no está exenta de esta generalidad, contando con 238 presas de materiales sueltos, de un total de 242 que existen en el país. Este número significativo de presas se traduce en beneficios, no obstante, resulta indiscutible que tales beneficios están acompañados de riesgos, debido a las fuerzas destructivas desencadenadas por un escape incontrolado del agua contenida en el embalse, pudiendo ocasionar daños a las personas, las propiedades, y/o alterar las condiciones ambientales aguas abajo de la ubicación de la misma. La magnitud de las fallas en presas de materiales locales varía, desde lo que pudiera llamarse catástrofe, que produce grandes pérdidas en vidas y bienes, hasta deterioros más o menos ligeros, que inclusive pudieran no requerir ningún trabajo de reconstrucción. Las fallas catastróficas han ocurrido por ruptura de la cortina bajo el empuje de agua o por rebase del agua sobre la cortina en avenidas extraordinarias; en el primer caso se produce naturalmente una ola cuyos efectos aguas abajo son fáciles de adivinar; en el segundo caso suele producirse la destrucción total o casi total de la estructura, pues aunque a veces se 1 han reportado rebases de consecuencias no catastróficas, ha de considerarse, como una regla general, que una cortina de materiales locales no puede diseñarse en forma segura como sección vertedora (Armas 2002). En cualquier caso, las roturas de presas indican, que, independientemente del nivel de seguridad involucrada en su concepción, proyecto, ejecución y explotación, existe un cierto riesgo residual no despreciable que es preciso considerar (García 2009). Las presas deberían proyectarse de manera conservadora, construirse adecuadamente y explotarse con meticulosidad. No obstante, como se ha mencionado, resulta indiscutible que los beneficios enumerados vienen acompañados de un riesgo, muchas veces impuesto, sobre un gran número de personas y propiedades. Esta situación ha sido objeto de estudio de numerosos investigadores a lo largo del tiempo en donde han establecido un orden de ocurrencia de fallas para estas obras hidrotécnicas a nivel internacional. Bajo este marco, en el que urge la necesidad de conservar debidamente las presas, mejorar la explotación y aumentar la capacidad de regulación, resulta importante establecer un orden de ocurrencia de fallas para Cuba, el cual sea tomado en cuenta en los futuros proyectos. Por último, es necesario aclarar que este trabajo atañe sólo a las denominadas “grandes presas”: aquellas con altura de la cortina igual o superior a los 15m, o de altura entre 5m y 15m que embalsan más de 3,00hm3, según clasificación del Comité internacional de Grandes Presas (ICOLD, por sus siglas en inglés). 2 Capítulo 1 Capítulo 1. Marco referencial 1.1 Introducción Los suelos son el más antiguo de los materiales de construcción y el más complejo de cuantos se conocen. Su variedad es enorme y sus propiedades físicas y mecánicas, variables en el tiempo y el espacio, son difíciles de entender y medir. El siglo XX constituyó el de mayor esfuerzo de los científicos para comprender y resolver los problemas que enfrenta la Mecánica de Suelos y con ello el diseño y construcción de presas de tierra. La importancia de este tipo de obra para la vida del hombre y su desarrollo social es ampliamente conocida, pero las mismas pueden fallar debido a la naturaleza erosionable y a las propiedades físico mecánicas de los materiales que la componen, si no se adoptan criterios de diseño y construcción adecuados. A nivel internacional se ha investigado los distintos tipos de fallas de las presas de tierra. Existen muchos criterios de especialistas como Sherard, Woodward et al. (1963), Armas (2002), Santayana (2010) y Fernández (2012), en los que coinciden que los tipos de fallas de estas obras son: el desbordamiento o rebase de la cortina (en inglés: “overtopping”), la tubificación o sifonamiento mecánico a través del cuerpo de la presa y los deslizamientos de taludes. Estos casos de fallas son los de mayor frecuencia de ocurrencia. Además, cada investigador busca las soluciones específicas al problema en cada región, por lo que aparecen muchos otros nombres de fallas en los cuales no coinciden los especialistas o no hacen mención a ellas. Como resultado de múltiples estudios, Armas (2002) enunció el siguiente orden de ocurrencia de fallas graves o catastróficas en presas de materiales locales: 1. Rebase de la cortina. 2. Sifonamiento mecánico. 3. Agrietamiento transversal. 4. Deslizamiento del talud aguas abajo. 5. Sismos. 6. Licuación. 7. Pérdidas por filtración. De forma similar Santayana (2010) describe las causas principales de rotura en presas de materiales sueltos (tabla 1.1). El mismo autor hace una distribución de fallos en función de 6 la edad de la presa (ver tabla 1.2), que los autores de esta monografía han graficado (figura 1.1) para mejor interpretación. Tabla 1.1: Orden de ocurrencia de fallas, Santayana (2010) CAUSA PORCENTAJE Rebosamiento 30 Filtración a través de la presa o en el cimiento 25 Deslizamientos 15 Fugas en conductos 13 Erosión de taludes 5 Otras, o combinación de varias causas 7 Desconocida 5 Tabla 1.2: Distribución de las fallas en función de la edad de la presa, Santayana (2010) Nº de años Falla por Falla por Falla por Falla por Fuga desde el fin de Rebase Filtración Deslizamiento en Conducto la construcción % % % % 0-1 9 16 29 23 1-5 17 34 24 50 5-10 9 13 12 9 10- 20 30 13 12 9 20-30 13 12 12 5 30-40 10 6 11 4 40-50 9 6 0 0 50-100 3 0 0 0 60 Presas de tierra falladas 50 40 30 20 10 0 0a1 1a5 5 a 10 10 a 20 20 a 30 30 a 40 40 a 50 50 a 100 Años de construcción Rebase Filtración Deslizamiento Fugas en Conductos Figura 1.1: Distribución temporal de las causas de falla según Santayana (2010). 7 Fernández (2012) expresó de forma gráfica las causas de fallas de presas de tierra agrupándolas en tres grandes grupos (figura 1.2). Tanto en los estudios de Santayana (2010) como en los de Fernández (2012), resulta difícil distinguir las fallas por sifonamiento de las fallas por filtraciones, ambas muy diferentes en cuanto a los daños que pueden causar a la estructura, y a los bienes y vidas humanas que se encuentren aguas debajo de las mismas. Figura 1.2: Causa de fallas de presas de tierra, Fernández (2012) 1.2 Fallas en presas de materiales sueltos. El concepto de falla en presas ha sido definido por varios autores que han abordado este tema para su estudio y profundización a lo largo del tiempo. A continuación, se muestran, según el criterio de varios investigadores, conceptos que internacionalmente se han divulgado. En primer término, es necesario establecer que se considera falla cuando una presa no satisface las funciones para las cuales fue creada. Conviene indicar que tomar en consideración esta definición al pie de la letra, implica considerar como presas falladas a las que no almacenan agua cuando esa era su principal finalidad. Otro grupo que también se ubica en esta definición son aquellas que se han azolvado y por lo tanto ya no almacenan ni regulan las crecidas (Fernández 2012). Sin embargo, una presa que se haya azolvado en el tiempo previsto, cumpliendo anteriormente con el objetivo para el que fue construida, no es en modo alguno una presa fallada. 8 En este sentido, una falla es un movimiento, fractura o mal funcionamiento de alguna parte de la presa, de manera que ésta ya no cumple con su objetivo principal de diseño, la retención del embalse (Hernández, Pliego et al. 2009). Peña and Caro (1997), clasifican las fallas de presas de tierra en tres formas: 1. Roturas violentas. Aquellas que liberan el agua embalsada en pocas horas creando una inundación importante aguas abajo. La presa queda parcial o totalmente des- truida. 2. Roturas con vaciado controlado. Provocan o requieren el vaciado del embalse y permiten hacerlo de una manera controlada, sin daños a personas o propiedades. La presa necesita después una reparación importante para volverla a poner en servicio. 3. Incidentes graves. Serían aquellos fallos que obligan a una limitación de la explotación o incluso a un vaciado parcial, para restituir la funcionalidad de la presa. En caso de presas en construcción obligan a paralizar la obra y reconsiderar el proyecto. Es obvio que pueden darse situaciones de difícil catalogación en alguno de los grupos anteriores. Particularmente es difícil marcar una frontera entre lo que sería un incidente o un fallo menor que pueda ser ya reparado dentro de lo que sería el normal mantenimiento de las presas. Algunos técnicos han tratado de fijar ese límite inferior en términos económicos, estableciendo, para los costes de reparación correspondiente, una cantidad fija o una cantidad variable en función del coste total de construcción. Los fallos que más interesan desde el punto de vista de la seguridad son las roturas drásticas y aquellos fallos en los que la explotación del embalse queda limitada o la construcción de la obra detenida y por lo tanto ese criterio (capacidad de operación limitada) es el que se propone para calificar el fallo como “incidente grave"; el resto serían fallos menores (Peña and Caro 1997). A continuación se describen las fallas según clasificación de Armas (2002), la más exhaustiva de las expuestas hasta el momento. 1.2.1 Rebase de la cortina El término “cortina” se utiliza habitualmente en Cuba para definir el terraplén de tierra que constituye el dique para contener el agua del embalse. El rebase de agua por la cortina 9 ocurre cuando el nivel del agua embalsada supera el nivel de la corona del terraplén, provocando la erosión del cuerpo de la misma y provocando el fallo inmediato de la estructura, ya que sus materiales no están preparados para funcionar como vertedor. Existen varios motivos por los cuales pueden fallar de esta forma las presas. Autores como (Peña and Caro 1997), (Armas 2002), (Santayana 2010) y (Fernández 2012) coinciden en que la principal causa es la insuficiencia del vertedor, debido a una mala estimación de la avenida de diseño o riada. Según Armas (2002) otra causa que puede provocar este fallo, si no se atiende a tiempo, es el asentamiento excesivo del cimiento y el terraplén. Según Santayana (2010) también puede conducir al rebase el inadecuado sistema de control del nivel de agua en el embalse, y esto puede estar dado por los siguientes problemas: 1. No existen vertedores o desagües. 2. Existen, pero no están preparados aún para funcionar. 3. No funcionan porque su diseño es defectuoso. 4. No están sujetos a un correcto mantenimiento. 5. Las instrucciones o protocolos de funcionamiento no están claros. Los autores de este trabajo discrepan de lo dicho por Santayana (2010), debido a que sólo se limita a los casos en que el vertedor es de compuerta, con el cual sí se puede controlar el nivel del agua. En Cuba se ha implementado un riguroso plan para evitar que este tipo de suceso ocurra, por ello, aquellas presas que tienen problemas con alguno de sus objetos de obra o tenga problemas patológicos de otra índole, se colocan en prevención hidrológica para poder afrontar una avenida que se presente sin sufrir percances. 1.2.2 Falla por sifonamiento Al producirse la filtración, el agua ejerce una fuerza de arrastre sobre las partículas. En el interior de un suelo uniforme, cada partícula es retenida en su sitio por la coacción de las que la rodean. Sin embargo, si la filtración aflora al exterior, las partículas situadas en el contorno no están sujetas y, si el gradiente es suficiente, pueden ser arrastradas hacia afuera; con ello, las partículas situadas detrás quedan ahora en contacto con el exterior, y pueden ser a su vez arrastradas. Ello puede conducir a un fenómeno progresivo que va 10 desde aguas abajo hacia aguas arriba, creándose huecos tubulares y cavernas que pueden conducir a la ruina de la obra (Millán, Berini et al., 2010). La peligrosidad del fenómeno de tubificación crece al disminuir el tamaño de las partículas, pues entonces la importancia de las fuerzas de arrastre superficiales aumenta en relación con el peso de las partículas. Esta tendencia no es indefinida, pues en limos y arcillas las partículas tienden a flocular, formando grupos de partículas unidas entre sí y que se comportan como partículas de tamaño mayor (Millán, Berini et al., 2010). Un factor que contribuye al sifonamiento mecánico es la insuficiencia en la compactación del terraplén, que deja alguna capa del mismo suelta y floja. Esto es particularmente frecuente cerca de muros o superficies de hormigón, tales como ductos o tubos (Armas 2002). Los suelos arcillosos denominados “dispersivos” son propensos a fallar por sifonamiento. En general este tipo de suelo posee alto contenido de sodio (Na) en el agua intersticial, con una estructura dispersa de la cual toman el nombre. Este tipo de suelo se erosiona mediante un proceso en el cual las partículas coloidales de arcilla quedan en suspensión en el agua de infiltración, provocando la falla por sifonamiento, aún bajo gradientes hidráulicos bajos y filtros correctamente diseñados (Armas 1980). Las "arcillas dispersivas" han sido causantes de fallas por sifonamiento en presas de tierra en numerosos países como Australia, Venezuela, México, Estados Unidos de América, Brasil, Viet Nam y otros, desde los años 60 del siglo pasado (Haramboure and Armas 2008). En Cuba se produjo, en 1993, el fallo catastrófico total por sifonamiento de la presa Las Cabreras, municipio de Guáimaro, provincia de Camagüey; en la investigación de los suelos de la cortina y la cimentación se detectó la presencia de "arcillas dispersivas" (Armas, Echemendía et al. 2005). Esta presa constituye la única que ha presentado fallo catastrófico en Cuba, aunque no hubo pérdidas de vidas humanas (Armas 2002). Según lo expuesto por Armas (2002), para evitar el sifonamiento por la cortina, deben adoptarse las siguientes medidas durante el proyecto y la construcción: Utilizar suelos plásticos en la medida de lo posible, Ip 15 %, que son suelos no propensos al sifonamiento mecánico, o sea, resistentes al arrastre de partículas. 11 Compactar los mismos con energía de compactación alta, a fin de lograr mayor trabazón entre partículas. Compactar con humedades en un rango de valores entre 2 % de la humedad óptima del Proctor Estándar y grados de compactación por encima del 90 % de dicha energía. Si los suelos tienen Ip < 15 %, entonces el suelo se considera propenso al sifonamiento y solo nos queda, como medida para evitar este fenómeno, aplicar energía de compactación alta. Además de estos requerimientos constructivos sobre el tipo de suelo: homogeneidad del terraplén, humedad y energía de compactación; la práctica moderna del diseño y construcción de presas de tierra incluye medidas que tienden a evitar este tipo de falla. Estas son: Disminuir el gradiente hidráulico, “i”, bajo la presa, bien sea cortando el flujo de filtración o alargando el mismo con estructuras tales como: dentellones, paredes de suelo, suelo- cemento u hormigón (diafragmas), tablestacas, delantales e inyecciones. Controlar la salida del agua de filtración al pie y sobre el talud, de modo que no se produzcan arrastres de partículas de suelo. Esto se logra mediante la colocación de drenajes con filtro invertido. Según lo analizado en (Rayano, 2001) existen varios tipos de sifonamiento tales como: Levantamiento En los primeros estudios se analizaron los llamados “reventones”, puntos de surgencia donde la arena entra en “ebullición”, provocando el colapso de la obra si el peso del suelo resulta insuficiente para contener el movimiento ascendente de las particulas bajo el efecto de la fuerza de filtración, en el momento de alcanzarse un determinado gradiente, denominado “gradiente crítico”. Tubificación retrógrada La tubificación retrógrada se puede producir en prácticamente todos los suelos (en los no cohesivos si algún estrato o estructura impide el desmoronamiento del túnel), desde aguas abajo hacia aguas arriba, siguiendo preferentemente el camino de concentración de las líneas de filtración. El conducto se forma por las zonas geológicamente más débiles, por 12 planos de estratificación permeables, o en cualquiera otra zona de concentración del flujo donde la energía llega sin sufrir grandes pérdidas debidas a la fricción (figura 1.2). Figura 1.3: Tubificación retrógrada, (Rayano, 2001) Fractura hidráulica Consiste en la brusca irrupción del agua a través de las grietas de los terraplenes, bajo los efectos de la carga hidráulica, ejerciendo subpresiones (fuerzas dirigidas de abajo hacia arriba) y presiones en todas direcciones, principalmente durante el primer llenado del embalse o al producirse alguna variación brusca de su nivel (figura 1.4). Figura 1.4: Fractura hidráulica, (Rayano, 2001) A las contracciones y secado como factores que causas de fisuras, pueden agregarse diferencias en la compactación producidas por el paso de los rodillos. Estas grietas internas pueden estar cerradas, pero, cuando el nivel del embalse alcanza algunos metros (2 a 3) sobre ellas, la presión hidrostática puede ser superior a la presión total, y el agua ejerce presión sobre la fisura abriéndola progresivamente. Pozos o Sumideros La morfología de los túneles, que al inicio son verticales y luego se desarrollan horizontalmente, sugiere la forma de “jarras” (“sinkholes” en inglés, en Cuba conocidos como “cueva de ratón”). Se producen porque el agua de lluvia penetra (y erosiona) por 13 pequeñas fisuras abiertas por contracción o raíces de plantas. Son característicos de las arcillas dispersivas (figura 1.5). Figura 1.5: Pozos o sumideros, (Rayano, 2001) 1.2.3 Falla por agrietamiento Según Armas (2002), el agrietamiento se origina cuando la deformación de la cortina produce zonas de tracción, que aparecen por asentamiento diferencial de la masa del suelo, sea por deformación del propio cuerpo del terraplén o del terreno de cimentación. Como quiera que por estas causas la presa puede deformarse de muchos modos, los sistemas de agrietamiento que el ingeniero puede encontrar en sus inspecciones a presas son de una inmensa variedad. Las grietas pueden aparecer paralelas o transversales al eje de la cortina y la orientación del plano de agrietamiento puede ser prácticamente cualquiera. El agrietamiento puede ocurrir con anchos abiertos hasta de 15 cm ó 20 cm, si bien son más comunes anchos de grietas de 1 cm ó 2 cm. Las presas de pequeña altura son las que más comúnmente sufren el fenómeno, pero también se presenta con frecuencia en la parte superior de las presas altas. El que las presas menores sean las más susceptibles al fenómeno quizás se deba a que las presiones grandes que hay en el interior de las presas mayores protegen al suelo. Las grietas más peligrosas son las que ocurren transversalmente al eje de la cortina, pues crean una zona de concentración de flujo; son producidas generalmente por asentamiento diferencial, de la zona de la cortina próxima a las laderas del valle, respecto a la zona central del cauce. La condición más peligrosa para este agrietamiento es que sea compresible el terreno en el que se hace descansar la cortina. Las grietas longitudinales suelen ocurrir cuando los taludes de las presas se asientan más que su núcleo, lo que es típico en 14 secciones con núcleo impermeable de material bien compactado y espaldones pesados de enrocamiento (Armas 2002). Otro tipo de grietas no menos importantes son las interiores, invisibles en la superficie de la presa y existen varias formas en las que pueden ocurrir. La existencia de un pequeño lente de arcilla más compresible que el resto en el terreno de la cimentación, provocaría tracciones creando las grietas. Las presas de núcleo de arcilla más compresibles que los espaldones de roca incompresibles, conllevan a que el núcleo se asiente más que los taludes provocando las grietas en el material impermeable. El uso de pantallas de hormigón para cortar el flujo de filtración en la cimentación debajo de una cortina de arcilla produce concentraciones de esfuerzos debido a la diferencia de pesos específicos entre estos materiales, llevando consigo el surgimiento de grietas. 1.2.4 Falla por estabilidad de talud Un deslizamiento de talud no es más que un corrimiento de tierra, debido a que el peso de una masa de suelo es mayor que su propia resistencia a cortante en un plano favorable al deslizamiento. Involucra a un gran número de fuerzas, de las cuales la más importante es la de gravedad, ya que cuando esta supera en magnitud a las que se le oponen, ocurre el deslizamiento. El corrimiento se genera a lo largo de un plano llamado “superficie de falla”, cuya geometría real solo se sabe cuándo esta ya ocurrió, pero casi siempre tiene forma curva. Este fenómeno cuenta con numerosos estudios que permiten pronosticarlo y cuantificarlo; los más antiguos se remontan a Coulomb, mientras que los más utilizados son, sin duda alguna, los de Fellenius (1927) y Bishop (1955). Las fallas por deslizamiento de taludes pueden ocurrir en tres etapas de la vida útil de las presas de tierra: Al final de la construcción Durante la operación Después de un desembalse rápido 1.2.4.1 Fallas al final de la construcción. Estas fallas han sido menos frecuentes que las ocurridas durante la operación; y por su naturaleza nunca han sido catastróficas (la presa está vacía, al menos parcialmente, los equipos de construcción aún en obra, facilitan la reparación). Se han presentado sobre todo 15 en presas cimentadas en arcillas blandas, con gran porción de la superficie de falla a través de ese material y pueden ser rápidas o lentas, según si el material de cimentación es homogéneo o tenga estratificaciones que favorezcan el movimiento (figura 1.6). Figura 1.6: Falla por deslizamiento de talud durante la construcción (Perlea, 1984). 1.2.4.2. Falla durante la operación Las fallas por deslizamiento de taludes que han ocurrido durante el período de operación de las presas de tierra, han sido sobre todo de dos tipos: profundas, con superficie de falla invadiendo generalmente terrenos de cimentación arcilloso, y superficiales, afectando sólo pequeños volúmenes del talud. El talud afectado es siempre el de aguas abajo (figura 1.7). Figura 1.7: Falla por deslizamiento de talud durante la explotación, (Perlea, 1984). 1.2.4.3. Falla después de un desembalse rápido Según Ágreda (2005), una de las condiciones críticas para la estabilidad del talud de aguas arriba de una presa de materiales sueltos es la denominada “desembalse rápido". En efecto, si el nivel de agua del embalse desciende con rapidez y el material que constituye el cuerpo de la presa no drena con facilidad, se pueden mantener las presiones intersticiales en la zona afectada por el cambio de nivel del agua, próximas a las originales (antes del desembalse) a la vez que desaparece el efecto estabilizador de la presión del agua sobre el paramento del talud. Por tanto, la velocidad máxima admisible de desembalse debe estar relacionada con la capacidad de drenaje (permeabilidad) del material de la presa. 16 Este tipo de deslizamiento afecta al talud de aguas arriba y es muy peligroso, debido a que puede obstruir el paso del agua por las galerías y obras de toma (figura 1.8). Figura 1.8: Falla por deslizamiento de talud por vaciado rápido, (Perlea, 1984). Para evitar la falla por estabilidad de los taludes se debe seleccionar suelos granulares, que son más resistentes al esfuerzo cortante, los que deben ser colocados en el terraplén con energía de compactación altas y humedades bajas. Otra medida que está en poder de los ingenieros, es proyectar los taludes con factor de seguridad contra el deslizamiento cumpliendo con los que establecen las normas, lográndose entonces los taludes más económicos, que garanticen que no se produzca la falla por deslizamiento. Si por el contrario se tienen que seleccionar suelos finos, que llevan implícito baja resistencia al esfuerzo cortante y a los cuales no es económico aplicar energías de compactación altas, entonces, habrá que recurrir a variar la pendiente de los taludes, haciéndolos menos inclinados, para garantizar los factores de seguridad que eviten que se produzca la falla por deslizamiento de éstos (Armas 2002). 1.2.5 Falla por sismos De acuerdo a las recomendaciones de la Comisión Internacional de Grandes Presas (ICOLD, por sus siglas en inglés), las presas se verifican bajo dos escenarios: el sismo de operación normal y el sismo de seguridad, que generalmente coincide con el máximo creíble para el emplazamiento de la presa. Sometida al sismo de operación normal, se espera que la presa sea capaz de resistir la acción sísmica con daños menores, tales que no impliquen una interrupción de su operación. Por otra parte, la verificación con el terremoto de seguridad tiene el objetivo de comprobar que la presa no ponga en riesgo vidas humanas y bienes situados aguas abajo de la misma. Bajo este terremoto, se espera que la estructura no colapse ni alcance una situación de fuga de agua incontrolada, aunque sí se admite que ocurran daños importantes e incluso que la presa quede fuera de servicio y que sea necesario vaciar el embalse (Oldecop, Zabala et al. 2013). 17 En presas de materiales sueltos los fenómenos a tener en cuenta durante un sismo suelen ser: la ocurrencia de deformaciones plásticas, licuación o movilidad cíclica de materiales granulares saturados, localización de deformaciones en superficies de deslizamiento, acumulación de deformaciones permanentes, agrietamiento, problemas de grandes deformaciones y flujo de agua con erosión de partículas (Oldecop, Zabala et al. 2013). Hay ciertos indicios que permiten pensar que los sismos que causan más daños a presas tienen mayores períodos (menores frecuencias) que los que causan la máxima destrucción en edificios. Por esto, presas muy próximas al epicentro de un temblor pueden salir mucho mejor libradas que otras colocadas a distancias mucho mayores (Armas 2002). 1.2.6. Falla por licuación Para que ocurra este fenómeno deben cumplirse tres requisitos; primero que sea un suelo licuable, luego que se encuentre saturado y finalmente que ocurra un sismo o terremoto. Teniendo en cuenta lo planteado por Armas (2002), el fenómeno de licuación (para el cual también se utiliza el término “licuefacción”, que resulta un anglicismo y por ello debe evitarse), está asociado a limos y arenas no plásticas. En el caso de una presa de tierra, la licuación de materiales en la cortina conduce a un derrame de los mismos en grandes áreas, hasta adoptar taludes irregulares y muy tendidos, que en algunos casos pueden sobrepasar el valor 1:10. Como ya se dijo, los suelos más susceptibles a la licuación son los finos, no cohesivos, de estructura suelta y saturados. Estas características describen a las arenas finas y uniformes, y a los finos no plásticos, o sus mezclas. Las arenas sueltas con D 10 < 0,1mm y coeficiente de uniformidad, Cu < 5 y los limos con Ip < 6% son los materiales más peligrosos, tanto en la cortina como en el terreno de cimentación de una presa de tierra. La forma de evitar este tipo de falla está en el estudio ingeniero-geológico correcto de los materiales que constituyen el cimiento y de los préstamos que se seleccionen para la construcción del terraplén o cortina. Ante la presencia de estos materiales propensos a la licuación se debe variar la ubicación del cierre y buscar otros préstamos de materiales más plásticos. 18 1.2.7 Pérdidas por filtración Para los casos de presas de tierra cuyo objetivo principal sea el almacenamiento, constituiría una falla grave, aunque no catastrófica, la infiltración del agua del embalse, ya sea a través de la cimentación o la cortina, que impida que el mismo alcance su objetivo de almacenar agua. Estas filtraciones son debidas en su mayoría a malos estudios de la geología del vaso del embalse, los suelos con estratos kársticos o zonas de cavernas son muy propenso a este tipo de fallo debido a la permeabilidad que poseen. 19 Capítulo 2 Capítulo 2: Algunos incidentes de fallas en presas de materiales sueltos, en el ámbito internacional. 2.1 Introducción La presente investigación da continuación a los estudios realizados por Sherard et al. (1963) sobre las fallas de presas de materiales sueltos en el mundo, cuya ocurrencia se incrementó junto a la construcción masiva de presas a inicios del siglo XX. En el presente capítulo se dedicará un epígrafe al comportamiento de cada tipo de fallo, analizando los mismos en períodos por décadas. Cada fallo será desglosado en las distintas causas que lo originaron, según criterios de sus investigadores. Al final, se concluirá estableciendo el orden actual de ocurrencia de fallas en presas de materiales sueltos. 2.2 Antecedentes Uno de los primeros investigadores en estudiar cómo se han comportado las fallas de las presas en el ámbito internacional fue James L. Sherard, que en su estudio abarcó presas de materiales sueltos falladas hasta el año 1952. A partir de la información obtenida en Sherard et al. (1963), que resume en forma de tabla los estudios de Middlebrooks (1953), se obtuvieron gráficos específicos para cada tipo de incidente, los cuales se describen a continuación. La figura 2.1 contiene la información sobre las presas falladas por rebase de la cortina. En el mismo se evidencia cómo en la primera década del sigo XX ocurrió la mayor cantidad de incidentes, y posteriormente fue decreciendo el número de fallas por esta causa. Este comportamiento pudo estar asociado a dos motivos fundamentales, el primero es que al inicio del siglo XX no se contaba con información suficiente para hacer un buen estudio hidrológico y estimar la avenida de diseño correctamente. Tampoco se habían publicado los estudios más profundos y completos de la Mecánica de Suelos, desarrollados por Terzagui en la década de 1940. Con el transcurso del tiempo se desarrollaron nuevas técnicas que junto a la información recopilada sobre las cuencas a lo largo del tiempo permitieron obtener datos más factibles en la prevención de dichas fallas. El segundo motivo pudo estar relacionado con la ocurrencia de los fenómenos extremos que provocaran avenidas de diseño o mayores que estas. 20 Cantidad de 16 presas 15 14 12 11 10 8 7 7 6 6 4 4 3 2 2 0 Décadas Figura 2.1: Ocurrencia de fallas en presas de materiales sueltos por rebase de la cortina hasta 1952. El sifonamiento ha sido una de las causas de fallas que más ha atentado contra las presas de materiales sueltos. En la figura 2.2 se muestra dicho comportamiento hasta el año 1952. La tendencia de esta falla fue creciente hasta la década 1911-1920, y luego cayó en picada. La disminución pudo estar relacionada con la experiencia obtenida en la construcción y las lecciones aprendidas de las presas falladas. Cantidad de 12 presas 10 8 6 4 2 0 Décadas Figura 2.2: Ocurrencia de fallas en presas de materiales sueltos por sifonamiento hasta 1952 Middlebrooks (1953) sólo refiere seis casos de falla por agrietamiento, cuya frecuencia irregular de ocurrencia en el período de estudio se muestra en la figura 2.3. Ello puede estar 21 dado, entre otros aspectos, por que el agrietamiento es causa desencadenante de otras fallas (en particular sifonamiento), por lo que puede no haberse observado a tiempo la causa y sí su efecto. 4 Cantidad de presas 3 2 1 0 1901-1910 1911-1920 1921-1930 1931-1940 1941-1950 Décadas Figura 2.3: Ocurrencia de fallas en presas de materiales sueltos por agrietamiento hasta 1952. De la figura 2.4 se observa un comportamiento irregular en los deslizamientos de taludes de las primeras cuatro décadas de estudio, hasta llegar a la década de 1920-1930 con su mayor pico y luego tiende a descender. Nótese que en la década de 1920-1930 Fellenius enuncia el método de análisis de estabilidad de taludes más acertado hasta ese momento, cuyos resultados (reconocidos por ser conservadores) permitieron en lo adelante proyectar taludes más seguros en la medida que más dominio se tuvo sobre su análisis. En resumen, lo antes expuesto permitió establecer un orden de ocurrencia de fallas en presas de materiales sueltos el cual caracteriza los conocimientos científicos y métodos constructivos en ese período de estudio. En la figura 2.5 se ilustra como que se comporta dicho orden, en donde el mayor problema estuvo en el rebase de la cortina. 22 Cantidad de 7 presas 6 5 4 3 2 1 0 Décadas Figura 2.4: Ocurrencia de fallas en presas de materiales sueltos por deslizamiento de taludes hasta 1952. Agrietamiento Deslizamiento 5% de taludes 16% Rebase de la cortina 43% Sifonamiento 36% Figura 2.5: Orden de ocurrencia de fallas en presas de materiales sueltos hasta 1952. Desde 1952 hasta la fecha son muchas las presas de materiales sueltos en las que han ocurrido fallas, algunas veces catastróficas y otras no tanto, pero sin dudas han sido numerosos los incidentes que han tenido lugar a lo largo del tiempo. Como parte de esta investigación se han analizado 454 casos de presas de materiales sueltos que han sufrido percances ya sean en la construcción o durante su explotación (Anexo 1). 23 En los siguientes epígrafes de este capítulo se abordará el comportamiento de las causas de fallas en presas de materiales sueltos en el período de 1950 hasta la actualidad en el mundo. 2.3 Sismo y licuación En la figura 2.6 se muestra el comportamiento irregular de la ocurrencia de falla de 15 presas de tierra por sismo en las últimas cinco décadas. Cantidad de 7 presas 6 5 4 3 2 1 0 1951-1960 1971-1980 1981-1990 1991-2000 2010-2016 Décadas Figura 2.6: Ocurrencia de fallas en presas de materiales sueltos por sismo de 1950 a la actualidad. La licuación de los materiales componentes o del cimiento, es el fenómeno más frecuente que provoca un sismo en las presas de tierra, como se demuestra al analizar el efecto del terremoto en las mismas 15 presas (figura 2.7). La mayor cantidad de presas de materiales sueltos falladas por licuación debido a sismo se encuentra en la India, con la ocurrencia del terremoto Bhuj en el 2001, con magnitud de 7,6 en la escala sismológica de magnitud de momento (predecesora de la escala sismológica de Richter), el cual afectó a seis presas de la región. 24 Sismo, provocó licuación de la cimentación Sismo, provocó licuación de la cortina Sismo, provocó deslizamiento de talud Sismo, provocó agrietamiento 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Cantidad de presas Figura 2.7: Tipificación de las fallas por sismo. 2.3.1 Casos de estudio de falla por licuación asociada a sismos. La presa Chang está situada cerca del pueblo de Kakarva Bhachau Taluka, a 24 km de Bhachau, Gujarat, India. Está compuesta de tierra zonificada, tiene una pared de mampostería dentro de un núcleo central de relleno arcilloso impermeable, los espaldones están compuestos de un material semipermeable areno-limoso disponible en la zona (figura 2.8). Fue construida sobre el río Chang en 1963, tiene una longitud total de 1227 m y la altura máxima de 15,54 m. La capacidad de almacenamiento del embalse es 6,943 hm3 y fue diseñada en los años 50 sin tener en cuenta las consideraciones sísmicas. Figura 2.8: Sección trasversal de la presa Chang, (Singh, Roy et al. 2005). La cimentación de la presa tiene una franja de aluvión licuable, el cual está compuesto de arenas y arenas limosas, las cuales se cortaron con la pared de mampostería central para 25 evitar el flujo de filtración por esa zona. Ningún intento se hizo para eliminar todo el aluvión potencialmente apto a ser licuado. El terremoto de magnitud de 7,6 (Mw 7,6) que ocurrió en Bhuj, India, el 26 de enero de 2001 infligió daños por varias extensiones a un gran número de pequeñas presas de tierra cerca del epicentro. La presa más cerca del epicentro fue Chang, en la que ocurrió un gran deslizamiento que transformó el talud de aguas arriba, bajando la corona de la cortina a 6,5m. Los grandes movimientos del talud provocaron también grandes grietas y fisuras en la superficie del talud aguas arriba (figura 2.9). El mayor deslizamiento ocurrió aguas arriba longitudinalmente a lo largo del eje de la cortina, con una longitud de aproximadamente 85 m. Los grandes movimientos de ladera también produjeron grandes grietas y fisuras en la cara aguas arriba de la presa. Figura 2.9: Daños en los taludes y la corona de la presa Chang, (Singh, Roy et al. 2005). Se colmató la arena en el pie del talud aguas abajo producto de la ebullición de los materiales licuables de la cimentación, en los cuales se incrementó rápidamente las 26 presiones de poros y fluyeron de forma semilíquida, dejando un vacío en el que se asentó la presa. 2.4 Agrietamiento Se analizaron 32 casos de agrietamiento para este estudio. En la figura 2.10 se observa la tendencia a decrecer la frecuencia con que ocurre este fenómeno en las últimas cinco décadas. Desde el año 2011 en adelante no se encontró este tipo de falla en la bibliografía consultada. Cantidad de 12 presas 10 8 6 4 2 0 1951-1960 1961-1970 1971-1980 1981-1990 1991-2000 2001-2010 Décadas Figura 2.10: Comportamiento de las fallas por agrietamiento en presas de materiales sueltos de 1950 a la actualidad. En la figura 2.11 se muestran los principales tipos de agrietamientos identificados de la bibliografía consultada, aclarándose que en el gráfico la serie “Agrietamiento”, se refiere a la frecuencia con que este fenómeno sólo se encontró en algún lugar aislado de la cortina, sin identificarse la causa, o de geometría dudosa. 2.4.1 Caso de estudio de agrietamiento El embalse El Isiro, se encuentra localizado en Venezuela, y cuenta con varios diques o cortinas: la Presa Principal, el Tapón Oeste, el Tapón Angoleta y los Tapones Sur I y Sur II. La Presa Principal y el Tapón Oeste están separados por un pequeño cerro, encontrándose ambas obras prácticamente contiguas. Las secciones transversales de la Presa Principal y del Tapón Oeste son similares. Ambas obras están formadas por un núcleo central de arcilla impermeable y grandes espaldones de gravas areno-arcillosas (ver figura 2.12). Su 27 capacidad a nivel normal es de 157,5 hm3, tiene una altura máxima de 35 m y la longitud de la cresta es de 230 m. Agrietamiento debido a asentamiento Agrietamiento Agrietamiento debido a desplazamiento Horizontal Agrietamiento del núcleo Agrietamiento debido a un llenado rápido Agrietamiento transversal Agrietamiento longitudinal 0 2 4 6 8 10 12 14 16 Cantidad de presas Figura 2.11: Tipificación de las fallas por agrietamientos Figura 2.12: Sección transversal de la Presa Principal, presa El Isiro, (Villar 2002). Los taludes están protegidos contra la erosión mediante enrocamiento a volteo sobre los espaldones de grava. La Presa Principal tiene un eje longitudinal curvo con centro aguas abajo. La cimentación está formada por estratos delgados intercalados de areniscas y lutitas, con un rumbo general paralelo al eje longitudinal de la presa y buzamiento de unos 15° hacia el embalse. La obra fue construida por el Instituto Nacional de Obras Sanitarias de Venezuela entre 1962 y 1963. El primer llenado del embalse tuvo lugar durante todo el año 1964 y la primera mitad de 1965, alcanzando la cota 59 m. A finales de julio de 1965 apareció una grieta de 28 grandes dimensiones, paralela el eje longitudinal del terraplén, en la parte superior del talud aguas abajo de la Presa Principal. La grieta tenía una longitud de unos 90 m y unos 50 cm de ancho superficial, disminuyendo gradualmente hasta una profundidad de 2 m donde desaparecía. En el pavimento asfáltico de la cresta de la Presa Principal se observaron grietas con pequeñas aberturas (“hairline cracks”), con la apariencia de haber sido producidas por un desplazamiento horizontal de la cresta hacia el embalse. Es posible que la grieta del talud aguas abajo de la presa se haya formado varios meses antes de ser detectada en julio de 1965, pero permaneció escondida por el enrocado de protección del talud. Después del descubrimiento de la grieta no se observó ningún aumento en sus dimensiones y cesaron los asentamientos de la presa. En el Tapón Oeste, continuo a la Presa Principal, no se produjeron grietas ni deformaciones apreciables, posiblemente debido a su menor altura y a que su eje es recto. Después de efectuar un minucioso programa de investigaciones llegaron a las conclusiones que se indican en los párrafos siguientes como explicación del agrietamiento de la presa. Por problemas de tipo hidrológico la Presa Principal fue construida en una carrera contra el tiempo. El núcleo se construyó con arcilla compactada a una humedad cercana a la óptima. Los espaldones se construyeron utilizando grava areno-arcillosa, compactada sin ningún tipo de humedecimiento, mediante seis pasadas de un equipo de cauchos de 50 toneladas. Pruebas efectuadas posteriormente indicaron que la humedad media de los espaldones de grava era aproximadamente del 4 %, mientras que la humedad óptima del material, según el ensayo Proctor Standard, estaba comprendida entre el 9 % y el 11 %. En el año de 1965, casi dos años después de la terminación de la obra, al saturarse el espaldón de aguas arriba con el primer llenado del embalse, se produjo un gran asentamiento en el mismo, originando que el núcleo impermeable se deflectara en dirección aguas arriba. El espaldón de aguas abajo permaneció seco y debido a su rigidez no pudo seguir el desplazamiento del núcleo hacia aguas arriba. Posteriormente, al humedecerse el espaldón aguas abajo por efecto de las lluvias, también sufrió asentamientos importantes. 29 2.5 Sifonamiento De los 454 casos de presas de tierra falladas que recoge este estudio, 235 casos corresponden a sifonamiento y puede observarse en la figura 2.13 que este tipo de falla tendió a crecer hasta la década de 1991-2000, en la cual ocurrió el mayor pico, y luego tiende a decrecer hasta la actualidad. Cantidad de 60 presas 51 48 50 41 40 33 30 30 19 20 13 10 0 Décadas Figura 2.13: Comportamiento de las fallas por sifonamiento en presas de materiales sueltos de 1950 a la actualidad En la figura 2.14 se muestra la distribución de las fallas por sifonamiento según distintas clasificaciones encontradas en la bibliografía complementaria. La principal causa de la ocurrencia de este fenómeno es producto de que muchas presas son construidas y/o administradas por los mismos propietarios, que no tienen conocimientos del estricto control de construcción y explotación de estas obras. Se aclara que la primera fila referida como “Sifonamiento”, se refiere a que en la bibliografía consultada solo se encontró que este fenómeno ocurrió en algún lugar de la presa, sin más detalles. Esta clasificación de acuerdo al origen de la falla es discutible y perfectible, pues nótese que puchas de ellas coinciden en naturaleza, aunque difiere el término para describirlas. Sin embargo, en opinión de estos autores, sólo sería posible establecer una clasificación suficientemente abarcadora y descriptiva por aquel investigador que consiga visitar y estudiar cada una de las obras dañadas. 30 Sifonamiento 97 Sifonamiento por fuera del conducto 37 Sifonamiento por la cimentación 28 Sifonamiento por el cuerpo 13 Sifonamiento por acción animal 12 Sifonamiento (suelos dispersivos) 12 Sifonamiento por debajo del aliviadero 8 Sifonamiento a la salida del conducto 6 Sifonamiento en el contacto con el aliviadero 5 Sifonamiento, mala compactación cerca de los 4 objetos de obra Sifonamiento por filtración 4 Sifonamiento por ruptura del conducto 3 Sifonamiento entre el estribo y presa 3 Sifonamiento entre el estribo y el aliviadero 2 Sifonamiento por licuación estática 1 0 20 40 60 80 100 120 Cantidad de presas Figura 2.14: Tipificación de las fallas por sifonamiento 2.5.1 Caso de estudio de sifonamiento por arcillas dispersivas. El embalse Las Majaguas se encuentra localizada en Venezuela, no tiene cuenca propia, ya que se alimenta de sendas derivaciones en los ríos Cojedes y Sarare, por lo que el llenado puede hacerse a voluntad. Las nueve presas que integran el embalse Las Majaguas fueron construidas entre los años 1958 y 1961. Estas presas han tenido algunos inconvenientes menores a lo largo de su historia, en particular la presa N° 5, que es la que ha presentado los problemas más importantes. 31 La presa N° 5 (al igual que las demás) es de tierra, homogénea, constituida por una arcilla limosa, de color amarillento, con un cierto contenido de grava y arena. El talud aguas arriba tiene pendiente 3:1 y está protegido con enrocado de cantera. El talud aguas abajo tiene pendiente 2,5:1 y está protegido con grava gruesa y cantos rodados. En el año de 1984 se produjo un hundimiento en forma de cráter circular en la cresta de la presa N° 5, hacia el estribo izquierdo, cerca de la caseta de toma. El hundimiento tenía 1,50m de diámetro, de 30cm a 40cm de profundidad, y estaba acompañando por una serie de oquedades en el talud aguas abajo de la presa, las cuales penetraban en profundidad en el terraplén. Debido a los problemas indicados, en el año de 1987 se procedió a realizar trabajos de reparación de los daños existentes. La reparación consistió en la excavación del material superficial del talud aguas abajo de la presa N° 5 en forma terraceada y en la colocación de material compactado de características similares al excavado (procedente del mismo préstamo). El material arcillo-limoso compactado fue recubierto con una capa de grava gruesa y cantos rodados, como protección contra la erosión superficial. Las reparaciones fueron efectuadas en una extensión de aproximadamente 200m, a lo largo de la presa, a partir del estribo izquierdo. En el año de 1988 los problemas anteriormente ocurridos volvieron a aparecer. Se detectó la presencia de un cráter de 3m de diámetro y 1m de profundidad en las inmediaciones de la caseta de acceso a la cámara de compuertas de la toma N° 3, en el borde de la cresta de la presa con el talud aguas abajo. Para el mes de junio de 1989 la situación se había agravado. El cráter ya tenía 2,85m de profundidad, antes de que ocurriera el derrumbe de sus paredes. Hacia la parte media e inferior del talud aguas abajo, en la misma zona en que se encontraba el cráter, se observó la presencia de varias cavernas de 10cm a 20cm de diámetro, las cuales penetraban de forma casi horizontal, en profundidad, en el material arcillo-limoso del terraplén. En cada una de las cavernas se observó salida del material de la presa, el cual tenía un color marrón amarillento y había cubierto en algunos sitios la grava y cantos rodados de protección superficial del talud. Las presas N° 1, 2 y 3 también presentaron problemas similares. 32 Se procedió entonces a realizar una investigación detallada, consistente en la excavación de numerosas fosas de hasta 2,50m de profundidad y toma de muestras del material del talud aguas abajo de la presa, así como de la zona de préstamo utilizada para su construcción y posteriores reparaciones. Los resultados obtenidos indicaron que prácticamente todo el material que constituye el espaldón aguas abajo de la presa N°5 (y probablemente todo el terraplén de esta presa), está formado por suelos dispersivos en mayor o menor grado, variando entre ND4 (dispersión intermedia) hacia el estribo derecho y D1 (dispersión máxima) hacia el estribo izquierdo. El patrón erosivo característico de los suelos dispersivos coincide con las observaciones hechas en el talud aguas abajo de la presa, hacia el estribo izquierdo. En la parte superior del talud se produce la infiltración del agua de lluvia, la cual crea una serie de conductos o cavidades en el interior del espaldón, en forma de túneles curvos que afloran en la parte baja del mismo, donde se observa la salida del suelo amarillento que constituye el terraplén de la presa, desparramado sobre la superficie del talud, cubriendo parcialmente la protección de grava y cantos rodados. En la época en que se elaboró el proyecto del embalse Las Majaguas (1954-1958), y en el período en que se construyeron las obras (1958-1961), se desconocían los suelos dispersivos, lo que explica los problemas ocurridos. El hecho de que reiteradamente el problema persistía, a pesar de las reparaciones efectuadas en el talud, se debió a que en los trabajos de reparación se empleaban siempre los mismos materiales provenientes del préstamo utilizado para la construcción de la presa, el cual se encuentra situado inmediatamente aguas abajo de la misma, y está formado por arcillas dispersivas. Finalmente, la solución utilizada para la reparación del talud aguas abajo de la presa, consistió en excavar un espesor horizontal de 5m del mismo, y sustituirlo por una arcilla roja, compactada, no dispersiva, obtenida en otro préstamo más lejano. En 1991 los trabajos de reparación quedaron terminados y desde entonces no se han presentado nuevos inconvenientes. Sin embargo, a pesar de que las investigaciones efectuadas se limitaron únicamente a la presa N°5, existe evidencia que hace sospechar que las restantes 8 presas que constituyen el embalse podrían estar construidas con arcillas dispersivas, por lo que deben ser inspeccionadas periódicamente, a fin de supervisar su comportamiento y caso de ser necesario, proceder a efectuar nuevos trabajos de protección. 33 2.6 Filtración La filtración no es un tipo de falla que por sí misma sea catastrófica, pero puede ser el primer eslabón de una cadena que conduzca a provocar otros tipos de fallas como sifonamiento o deslizamiento. Este fenómeno es poco registrado, como puede verse en la figura 2.15, y su tendencia es a decrecer. Cantidad de 6 presas 5 4 3 2 1 0 1971-1980 1981-1990 1991-2000 Décadas Figura 2.15: Comportamiento de las fallas por filtración en presas de materiales sueltos de 1950 a la actualidad La filtración por el cuerpo del terraplén o por los cimentos en presas de materiales sueltos es prácticamente inevitable, por lo tanto, lo que resta es controlarla. En la figura 2.16 puede observarse los dos tipos de filtraciones encontradas en 7 casos, que indican la paridad de ocurrencia de los mismos. Filtración (por el vaso) Filtración (gran filtración por la cortina) 0 1 2 3 4 5 Cantidad de presas Figura 2.16: Tipificación de las fallas por filtración. 34 2.6.1 Caso de estudio de filtración por el vaso. La presa San Francisco de Macanao se encuentra localizado en Venezuela, es de tierra, zonificada y con núcleo central impermeable, tiene una altura máxima de 21,5m, su capacidad a nivel normal es 0,79hm3. La obra se comenzó a construir en septiembre de 1973 y se terminó en abril de 1974. Desde la puesta en servicio de la presa se observó que la misma no retenía agua. Informaciones suministradas por los habitantes de la zona indican que cuando ocurre alguna creciente en el río, se almacena agua en el embalse, alcanzando varios metros de profundidad, pero inmediatamente su cota comienza a descender y en el transcurso de algunas semanas se seca completamente, no observándose salida del flujo en ninguna parte, lo que indicaría que el agua se pierde en profundidad (figura 2.17). Figura 2.17: Filtración por el vaso, presa San Francisco de Macanao, (Villar 2002). Los estudios geotécnicos que se realizaron durante la etapa de proyecto indican que ambos estribos de la presa están formados por esquistos micáceos de color gris amarillento, ferruginoso, con vetas de cuarzo. En la zona del cauce existen aluviones constituidos por arenas, gravas y limos, con un espesor máximo de 6m, por debajo de los cuales se encontraría la misma roca presente en los estribos. Para interceptar las filtraciones a través de estos aluviones se construyó un dentellón con arcilla impermeable, como una prolongación del núcleo de la presa, penetrando 1m en la roca de cimentación. 35 El comportamiento de esta obra y las evidencias antes señaladas indican que su deficiente funcionamiento posiblemente se deba a fugas de agua a través de grietas y/o cavernas en el basamento rocoso subyacente. Los estudios geotécnicos efectuados en la etapa de proyecto no mencionan la presencia de formaciones constituidas por calizas kársticas, pero se sabe que estas rocas abundan en la Isla de Margarita y que fueron la causa del vaciado del embalse de Guatamare, siendo necesario ejecutar obras importantes (relleno de cavidades con concreto, construcción de una pantalla, colocación de una carpeta de arcilla compactada) para remediar la situación. En el caso de la presa de Guatamare las calizas kársticas se encuentran subyaciendo a esquistos y a aluviones, lo que constituye una significativa coincidencia con las cimentaciones de la presa de San Francisco de Macanao, que hace sospechar la posible existencia en este último caso de calizas kársticas enmascaradas por los materiales antes mencionados. 2.7 Deslizamiento de taludes Con este tipo de falla se analizaron 33 casos. En la figura 2.18 se observa como en las tres primeras décadas de estudio el comportamiento de ocurrencia fue irregular, mas luego la tendencia fue a descender, lo que significa que fueron mejorando las soluciones a este problema en el trascurso de los años. Cantidad de 10 presas 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 Décadas Figura 2.18: Comportamiento de las fallas por deslizamiento de talud en presas de materiales sueltos desde 1950 hasta la actualidad 36 En la figura 2.19 se puede observar la distribución de las fallas por deslizamiento de talud según su causa inicial, encontradas en la bibliografía complementaria. Como se muestra, la mayor parte de los deslizamientos son producto de la filtración, por causa de la sobreelevación de la línea de corriente superior que debilita los esfuerzos por cortante del suelo. Se aclara que la primera fila de la figura 2.19 referida como “Deslizamiento de talud”, solo se encontró en la bibliografía consultada que este fenómeno ocurrió en algún lugar de la cortina, sin identificarse la causa. Deslizamiento de talud Deslizamiento debido a filtraciones durante la explotación Deslizamiento de talud con cimentación durante la construcción Deslizamiento de talud aguas arriba desembalse rápido 0 2 4 6 8 10 12 14 16 Cantidad de presas Figura 2.19: Tipificación de las fallas por deslizamiento de talud. 2.7.1 Caso de estudio de deslizamiento La presa Tulé se encuentra localizada en Venezuela, la construcción comenzó en el año de 1964 y la obra fue puesta en servicio en 1968, cuando se dio inicio al primer llenado del embalse. Originalmente la presa fue construida como un terraplén homogéneo, formado por limos arenosos, limos gravo-arcillosos y limos arcillosos, con pendiente 1:2 en ambos taludes. La capacidad a nivel normal es de 318,00hm3, una altura máxima de 18,75m y una longitud de cresta de 5315m. El proyecto incluía un dren de arena, tipo "L" (también conocido como “dren de chimenea”) a todo lo largo de la presa para captar las filtraciones y descargarlas aguas abajo. Ambos taludes estaban protegidos de la erosión mediante enrocados. El sitio de la presa es una planicie entre colinas de baja altura por la que corre el Río Cachiri y donde ha dejado numerosos cauces abandonados. La planicie es un depósito aluvial 37 formado por una sedimentación errática de materiales limo-arenosos, arcillosos y escasamente por gravas, con profundidad variable que alcanza hasta unos 30m. Subyacen a estos aluviones hay rocas blandas de edad terciaria, las cuales forman también los estribos. Durante el primer llenado del embalse en el año 1968, se presentó una serie de deslizamientos en el talud aguas arriba de la presa y en menor escala en el talud aguas abajo. En esa época el nivel del agua en el embalse era de unos 9m por debajo de la cresta de la presa. A pesar de que según el proyecto el espaldón no se encontraba en la condición crítica de diseño, respecto al deslizamiento (vaciado rápido), su saturación, en la que también influyeron las lluvias, unido a una granulometría deficiente de los materiales de construcción del enrocado de protección y su capa base, así como la baja compactación del material del talud, fueron las causas de lo ocurrido. Se tomó la decisión de bajar el nivel del embalse y reparar los daños del terraplén. A principios del año de 1969 los daños continuaban y los deslizamientos cubrían en total unos 300m a lo largo de la presa. Para efectuar las reparaciones de los taludes fue necesario cortar la presa y vaciarla. El corte de la presa fue aprovechado también para construir la tercera toma, utilizada para el acueducto de Maracaibo. Los ensayos de laboratorio realizados en muestras de suelos provenientes de la presa, indicaron también que en la etapa de proyecto se había hecho una sobre-estimación en los parámetros de resistencia al corte de los materiales del terraplén, lo que explicó su inestabilidad. Las investigaciones demostraron que las muestras de suelos ensayadas cuando se efectuó el proyecto original, varios años antes de los incidentes, no habían alcanzado la saturación completa, por no haberse impuesto aún en Venezuela la técnica de la contrapresión en los ensayos triaxiales. En consecuencia, esos ensayos sobre muestras parcialmente saturadas dieron como resultado una sobre-estimación de la resistencia al corte de los materiales del terraplén. Los estudios y análisis de estabilidad que se realizaron basado en los nuevos parámetros, llevaron a la conclusión de que sería necesario tender el talud aguas arriba a 1:3,25. 38 2.8 Rebase de la cortina Este tipo de falla es la segunda de mayor probabilidad de ocurrencia, y se cuenta con 132 casos para este estudio. De la figura 2.20 se puede interpretar que la tendencia en las tres primeras décadas es creciente hasta la de 1971-1980 con su máximo pico y luego tiende a decrecer, aunque de esta interpretación resulta atípica la década 2001-2010. Cantidad de 40 presas 35 30 25 20 15 10 5 0 Décadas Figura 2.20: Comportamiento de las fallas por rebase de la cortina en presas de materiales sueltos desde 1950 hasta la actualidad Ya que la bibliografía no es explícita en algunos casos, hay un gran número de presas de las que no se sabe el motivo exacto del sobrepaso. Como se puede observar en la figura 2.21, el principal problema son los estudios hidrológicos para la estimación de la avenida de máxima probable con la cual se diseñan los aliviaderos. 2.8.1 Caso de estudio por rebase de la cortina La presa El Cristo se encuentra localizada en Venezuela, está formada por un terraplén homogéneo de arcilla de mediana a alta plasticidad, único material de préstamo existente en la zona a distancias económicas. La altura máxima es igual a 22,4m y la longitud de la cresta 209m. La presa tiene un dren tipo "L" de arena en el espaldón de aguas abajo, para interceptar y descargar la red de filtraciones a través del terraplén. El aliviadero consiste en un cajón de concreto armado, enterrado, con un vertedor tipo Creager de 4,25m de altura y 3m de longitud de cresta, ubicado en la entrada del cajón, el cual es de sección rectangular de 3m de ancho por 2m de altura. El aliviadero descarga aguas abajo de la presa en un 39 disipador de energía de salto hidráulico, Tipo III del USBR (United States Bureau of Reclamation). Sobrepaso 99 Sobrepaso, insuficiencia del aliviadero 15 Sobrepaso por eventos no considerados 13 Sobrepaso, no colapso 3 Sobrepaso en etapa constructiva 2 0 20 40 60 80 100 120 Cantidad de presas Figura 2.21: Tipificación de las fallas por rebase de la cortina En la presa no se construyó ninguna toma ni obra de descarga, por lo que no existe la posibilidad de bajar el nivel del embalse en caso de ocurrir una situación de contingencia. El martes 5 de abril de 1999, como consecuencia de las lluvias excepcionales, se produce una fuerte creciente del río El Cristo que llena completamente el embalse, cuyo aliviadero comienza a funcionar el miércoles 6. El nivel del agua embalsada se incrementa constantemente, hasta que el viernes 9, aproximadamente a las 6pm comienza el desbordamiento de la presa. El flujo se derramó inicialmente a lo largo de toda la cresta de la presa, pero posteriormente se concentró en cuatro zonas aparentemente menos resistentes a la erosión, donde formó zanjones profundos por el proceso de erosión regresiva. Finalmente, el flujo se concentró en una sola zona en la parte central de la cresta de la presa donde erosionó completamente el terraplén, produciendo el colapso de los taludes laterales a la corriente y el desplome casi total de la obra. Todo este proceso tuvo lugar entre las 6pm del viernes 9 y las 4pm del lunes 12 de abril de 1999 (figura 2.22). 40 Figura 2.22: Rebase de la presa El Cristo, (Villar 2002) No se reportaron víctimas ni daños de importancia aguas abajo de la presa debido a dos circunstancias favorables: la primera, aguas abajo de la obra no existen poblaciones ni infraestructura en las inmediaciones del cauce del río El Cristo; y la otra, la presa, por ser homogénea, de arcilla compactada (cohesiva), tiene una cierta resistencia a la erosión, lo que hizo que el flujo desbordado la erosionara en forma gradual y no en forma rápida como habría ocurrido si se tratase de una presa zonificada provista de espaldones de materiales granulares no cohesivos. Dentro de las actividades correspondientes a la investigación de las causas de la falla de la obra, se hizo un estudio hidrológico de las crecientes del Río El Cristo en la presa. Cabe destacar que este estudio contó con 21 años más de registros que el originalmente efectuado en la época en que se proyectó la obra. El estudio dio como resultado hidrogramas de crecientes muy superiores, tanto en caudales como en volúmenes, a los determinados en el proyecto. Se realizaron los dos hidrogramas de la creciente milenaria (figura 2.23): El calculado en la época en que se efectuó el proyecto (mayo 1978), y el recientemente determinado (noviembre 1999). 41 Figura 2.23: Hidrogramas de la presa El Cristo, estudios hidrológicos de mayo 1978 y noviembre 1999, (Villar 2002) Los valores de la tabla 2.1 indican que la creciente milenaria actual tuvo un caudal pico 5,3 veces superior al de la original, y un volumen 5,1 veces mayor. Tabla 2.1: Comparación entre la avenida de diseño y la avenida milenaria presa El Cristo Mayo 1978 Noviembre 1999 Duración (horas) 12 83 Qpico (m3/s) 210,2 1109,2 6 3 Volumen (10 m ) 3,27 16,8 La poca capacidad del aliviadero (caudal de diseño = 9,23m3/s), unida al reducido borde libre de la presa (3m) y a la inexistencia de sistemas de descarga, fueron las causas de la destrucción de esta presa. 2.9 Conclusiones. Para la realización de este capítulo se trabajó con 454 presas de materiales sueltos refrendadas en la bibliografía internacional, que de alguna u otra manera han presentado distintas fallas, las que se resumen en la figura 2.24, dando a conocer el comportamiento del orden de ocurrencia de dichas fallas a nivel internacional desde 1950 hasta la actualidad. 42 Filtración Sismo y Deslizamiento Agrietamiento 2% licuación de talud 7% 3% 7% Rebase de la cortina 29% Sifonamiento 52% Figura 2.24: Orden de ocurrencia de fallas de presas de materiales sueltos desde 1950 a la actualidad. Este estudio demostró que la falla de mayor ocurrencia en los últimos años es el sifonamiento, y de la información obtenida en Sherard et al. (1963) se sabe que hasta el año 1952 imperó el fallo por rebase. Con estos estudios se demuestra que el comportamiento a través del tiempo de la ocurrencia de los fallos es variable, puede cambiar y ha cambiado. Se puede decir también que estos dos tipos de fallos son los que tienen mayor probabilidad de ocurrencia. Teniendo en cuenta la investigación realizada por Sherard et al. (1963) y adicionándole la realizada por este autor, se llegaron a los resultados mostrados en la figura 2.25, en donde se evidencia que la causa de falla en presas de materiales sueltos que prima es el sifonamiento. Agrietamiento Filtración Sismo y 7% 1% licuación Deslizamiento 3% de taludes 9% Rebase de la cortina 32% Sifonamiento 48% Figura 2.25: Orden de ocurrencia desde 1860 hasta el 2015. 43 Capítulo 3 Capítulo 3 Incidentes en presas de materiales sueltos en el ámbito nacional. 3.1 Introducción En este capítulo se contabilizan todos los fallos de presas de tierra en Cuba, de los que se obtuvo conocimiento luego de realizar visitas a las empresas de aprovechamiento hidráulico de todas las provincias del país durante el año 2016, para un total de 52 casos (Anexo 2). La mayoría de ellos no fueron registrados y las soluciones fueron dadas a pie de obra. La mayor parte de la información registrada fue obtenida mediante entrevistas con los compañeros más conocedores del tema en cada provincia. Otra parte de la información se obtuvo mediante los proyectos de reparación realizados por las empresas de proyecto a las obras afectadas, o consultando artículos científicos y trabajos realizados para fórum, en los casos más conocidos. En cada epígrafe se hace una pequeña descripción de cada presa dando los datos principales, las causas de fallas y en la mayoría de los casos, la solución a los problemas. Aunque en Cuba hay zonas de fallas sísmicas en el oriente del país, todavía no se ha reportado este tipo de problema, por lo cual no aparece un epígrafe dedicado a este tema en el capítulo. 3.2 Deslizamientos de taludes Presa Herradura La presa Herradura ubicada en la provincia de Pinar del Río tiene una cortina de sección homogénea, le tributa el río del mismo nombre y según proyecto es de categoría III. Fue terminada su construcción en el año 1986 para un volumen en el nivel de aguas normales (NAN) de 58,31hm3. Esta presa comenzó a tener problemas en sus primeros años de explotación. Entre los días 12 y 15 de octubre de 1988 fue reportado un deslizamiento del talud aguas abajo en las zonas del dique comprendida entre la estación 12+00 y la estación 13+50, la zona afectada poseía una altura de aproximadamente 3m sobre el terreno natural con un escalón de caída en la parte superior de 1,50m, se producían también filtraciones por la base de la presa y se observaron partiduras en las canaletas de drenaje situadas aguas abajo que fueron levantados por la masa de suelo que se desplazó, toda la zona aguas abajo se encontraba saturada producto de un mal funcionamiento de las canaletas de drenaje (figura 3.1). 44 De forma general, la solución urgente propuesta consistió en la colocación de una banqueta de material de filtro en forma de sobrecarga que cubriera la parte afectada y restableciera el equilibrio de fuerzas estabilizando la zona, esta sobrecarga consta de dos capas de filtro (gravilla y macadam). Bordeando los límites de esta banqueta se restituye la zanja de drenaje pluvial que fue afectada por el deslizamiento. Además de lo anterior el elemento más importante en la solución lo constituyó la perforación de pozos de alivio que permitían descargar de presiones de poro la cimentación para contrarrestar las fuerzas de filtración que actuaban. Figura 3.1: Deslizamiento del talud seco, presa Herradura (1988). Presa La Ruda. La presa La Ruda ubicada en la provincia de Mayabeque tiene una cortina de sección homogénea, su fuente de alimentación es el río Bayamo, afluente principal de la cuenca hidrográfica Guara, según proyecto es de categoría III. Su construcción concluyó en el año 1978 para un volumen en el NAN de 10,20hm3. En el año 1996 se producen deslizamientos superficiales en el talud seco y aparecen focos de filtración al pie de la cortina producto de intensas lluvias. Para dar respuesta a este problema lo primero que se realizó fue una investigación ingeniero-geológico, hecha por la Empresa de Investigaciones y Proyectos Hidráulicos de la Habana, en la cual se perforaron un total de nueve calas en el cuerpo de la cortina y se realizaron ensayos de laboratorio, concluyéndose que los deslizamientos en el talud seco fueron superficiales, a causa de fuertes lluvias. Su reparación general se realizó sin problemas. 45 Presa La Cidra. La presa La Cidra ubicada en la provincia de Matanzas tiene una cortina conformada por núcleo de arcilla roja impermeable, su fuente de alimentación es el río Canímar y según proyecto es de categoría II. Su construcción concluyó en el año 1975 con una altura de 23,50m para un volumen en el NAN de 38,50hm3. En este embalse, producto de las intensas lluvias del mes de mayo del año 2014, en parte de su talud seco ocurrió un desprendimiento y deslizamiento de la capa vegetal, además de quedar otra parte dañada donde existen agrietamientos de consideración que pueden provocar futuros desprendimientos de la misma. Para darle solución a este problema, se orientó a la parte inversionista ejecutar el proyecto de remover y restituir la capa vegetal en el tramo del talud dañado, además ejecutar una cuneta al borde del vial sobre la corona y un canal de filtración y drenaje al pie del talud sobre la berma intermedia existente en el talud, así como el encausamiento de los escurrimientos recolectados por la cuneta y el canal de filtración. En la fecha que se realiza este estudio, el proyecto de reparación aún está por ejecutarse. Presa Las Nieves. La presa Las Nieves ubicada en la provincia de Matanzas tiene una cortina de sección homogénea, su fuente de alimentación es el río Yaití y según proyecto es de categoría III. Su construcción concluyó en el año 1987 con una altura de 16,55m para un volumen en el NAN de 4,21hm3. En el año 2002, en un tramo del talud seco del dique, se produjo una falla por deslizamiento producto de la saturación del material después de la ocurrencia de lluvias intensas, en esta ocasión se produjeron 105mm de lluvia en 3h, el día anterior al problema, sin contar que llevaba varios días lloviendo en la cuenca. Para darle solución a dicho problema, se realizó un minucioso estudio ingeniero geológico por especialistas de la Unidad Empresarial de Base de Investigaciones Proyectos e Ingeniería y para llevar a cabo esta reparación se estudió el dique de forma general y de forma más específica la zona afectada. En esa ocasión se construyó una banqueta de seguridad como solución final a la afectación. En el año 2013, después de presentarse un período de intensas lluvias provocadas al paso del evento meteorológico Sandy por la parte oriental del país, la cortina vuelve a sufrir 46 afectaciones al producirse otro deslizamiento del talud seco a escasos metros del lugar reparado, en dirección hacia la margen izquierda del embalse y encima de la obra de toma. Como solución a la afectación se decidió prolongar la salida de la obra de toma 20m más hacia aguas abajo y construir una banqueta de seguridad de 150m de longitud paralela a la cortina. Hasta la fecha (septiembre de 2017) esta solución no se ha ejecutado. Presa El Salto. La presa El Salto ubicada en la provincia de Cienfuegos tiene una cortina de sección mixta, su fuente de alimentación es el río Lajas y según proyecto es de categoría IV. Su construcción concluyó en el año 1978 con una altura de 20m para un volumen en el NAN de 9,50hm3. En el período de explotación, a casi dos años de construida en el mes de noviembre del año 1980 producto de intensas lluvias se reportan deslizamientos en la cortina entre la estación 14+60 y la estación 15+70, con afectaciones desde la cota de la 44 a la 52. Se realizaron investigaciones ingeniero–geológicas para determinar la causa del problema, detectándose en algunas zonas del núcleo material arcilloso de mala calidad. Como solución al problema se construyeron dos banquetas, una en la zona de mayor afectación encima de la berma y la otra en toda la zona central y margen izquierda debajo de la berma, esta última fue para evitar futuros incidentes. Presa Alacranes. La presa Alacranes, ubicada en la provincia de Villa Clara, tiene una cortina de sección mixta, su fuente de alimentación es el río Sagua la Grande y según proyecto es de categoría III. Su construcción concluyó en el año 1972 con una altura de 24,50m para un volumen en el NAN de 352,40hm3. Dos años después de su construcción, en mayo de 1974, se produjo un deslizamiento de la capa vegetal en el talud seco desde la corona hasta la berma, aproximadamente en la estación 12+00 y en una longitud de 8m a 10m de ancho. Esto ocurrió después de varios días de intensas lluvias, la zona del incidente fue en la cortina principal del embalse. Varios años después, el 22 de junio de 1980 ocurre un deslizamiento del talud seco de la cortina auxiliar en una longitud de 25m y una profundidad de 3m desde la altura de la corona en la estación 30+50. El deslizamiento ocurre tras un período de intensas lluvias. La altura de la cortina en este lugar es de 6m. La lluvia caída desde el primero de junio de 1980, y 47 fue de 208mm en 15 días. No había agua en el talud mojado en esta parte del dique, lo cual indica que fue debido a saturación pluvial del talud, y no al efecto del flujo de filtración. Pocos meses después, el 16 de noviembre de 1980, ocurre otro deslizamiento del talud seco de la cortina auxiliar en una longitud de 50m entre la estación 23+50 y la estación 24+00, y una profundidad de 4m a partir de la corona. La altura de la cortina en el lugar era de 8,5m y tenía una carga de 2m en el talud mojado. Llevaba 13 días lloviendo de forma continua, con un acumulado de 144mm ese mes hasta el momento del accidente. Las causas que originaron estos dos últimos accidentes en el dique auxiliar la terminación del mismo con un material que no fue lo suficientemente compactado. El espesor de este material alcanza entre 0,5m y 2,0m en la parte superior inmediata a la corona, además se constató que al dique se le colocó una capa de 0,5m de espesor sobre el talud seco que no estaba bien compactada ni prevista en el proyecto. En octubre del 2012 ocurre un deslizamiento a 140m después del anillo de la obra de toma del canal magistral, también en el dique auxiliar, con una longitud de 60m y profundidad 1,40m. Del mismo no se disponen otros datos, aunque se conoce que fue reparado satisfactoriamente. Presa Minerva. La presa Minerva, ubicada en la provincia de Villa Clara, tiene una cortina de sección homogénea, su fuente de alimentación es el río Sagua la Chica y según proyecto es de categoría III. Su construcción concluyó en el año 1971 con una altura de 38,00m para un volumen en el NAN de 123,00hm3. El 23 de octubre del 2015 se produjo un deslizamiento en el talud seco ubicado aproximadamente entre la estación 1+62 y la estación 1+82 entre los piezómetros 1 y 15, con un área de aproximadamente 17,5m de largo y 14m de ancho, la profundidad de la grieta fue entre 0,6m hasta 1,0m y posteriormente continuó aumentando, pero se verificó que la afectación no fue solo la capa vegetal, sino que corta la capa de arcilla (figura 3.2). Las lecturas del piezómetro 15 se mantuvieron estables y el piezómetro 1 estaba seco. Como medida urgente se orientó a los operarios de la obra que se estaquillara la zona afectada, que se chapeara lo más bajo posible el área alrededor de la grieta para poder observar la continuidad de los deslizamientos en caso de que existieran grietas ocultas bajo 48 la hierba. Se revisó el pie de talud y la berma y no se apreció ningún movimiento del terreno. Como solución se decidió retirar todo el material deslizado y rellenarlo con el nuevo material (rajón), compactándolo y manteniendo la misma geometría existente de la cortina. Figura 3.2: Deslizamiento del talud aguas abajo de la presa Minerva (2015). Presa Lebrije. La falla parcial por estabilidad del talud aguas abajo de la presa Lebrije, constituye una de las más relevantes y peligrosas de todas las acontecidas en el país, por lo que a continuación se detalla cuidadosamente. La presa Lebrije, se encuentra ubicada en las alturas de Santa Clara, 8,5 km al oeste del poblado de Arroyo Blanco, en el municipio de Jatibonico, en la actual provincia de Sancti Spíritus. Su construcción se realizó entre los años 1968-1970. Se ubica sobre el Río Jatibonico del Sur, en una zona premontañosa con suelos de origen aluvial que descansan sobre una roca madre de calizas cristalinas y dureza media. La obra de toma está compuesta por una galería a presión, una torre con compuertas planas y una galería de inspección que aloja una tubería metálica, la cual termina en una válvula de chorro hueco contenida en un pozo amortiguador. El aliviadero es de perfil práctico con vacío frontal y culmina en un voladizo sobre pilotes. Al inicio de su creación, la presa fundamentalmente tenía como objetivo abastecer el riego de los cultivos de la caña y los frutos menores, por lo que para esto se diseñaron dos obras derivadoras. El embalse funciona como abastecedor de la población de la cabecera municipal, de la infraestructura industrial del territorio y del desarrollo agrícola cañero del municipio. A través de una de las derivadoras antes mencionada suministra por gravedad agua para el riego de 49 agua en el cultivo del arroz. El embalse se aprovecha además para la pesca de especies de agua dulce con brigadas de la empresa pesquera, aportando ese preciado alimento a la población. La sección transversal y vista en planta de la cortina de Lebrije se muestra a continuación en la figura 3.3. Figura 3.3: Vista en planta y sección transversal de la presa Lebrije (1970) (Cortesía del Ingeniero Ángel Martín). A continuación, se han resumido algunas de las características técnicas de esta presa (tabla 3.1): Tabla 3.1: Características técnicas de la presa Lebrije. Nombre del embalse Lebrije Tipo de presa Homogénea Categoría de la obra II Altura de la cortina 39,5 m Longitud de la cortina 386 m Coordenadas de la presa Norte: 245; Este: 689,6 NAN 102 m (sobre el nivel medio del mar) NAM 106,96 m(sobre el nivel medio del mar) Volumen total 102 Hm3 al NAN y 161,44 Hm3 al NAM Volumen útil 98,67 Hm3 Volumen muerto 3,33 Hm3 Cota de corona 110 m Revestimiento de los taludes Enrocamiento Río principal Jatibonico del Sur Probabilidad de diseño 0,1% 50 La presa inició su construcción en el año 1968, y se concluyó en el año 1970, pero su explotación comenzó en el año 1969, y desde ese preciso año Lebrije ya se encontró afrontando situaciones difíciles, ya que aun estando en la etapa de construcción y cuando todavía no estaba construido el aliviadero, se produjo una avenida en el río, lo que afecto de manera importante el desarrollo que se tenía en la obra hasta ese momento, avenida similar a la ocurrida en el año 1988, aunque esta no repercutió tanto en la estructura puesto que la misma ya se encontraba totalmente construida y en funcionamiento. Cuando se le realizó el estudio ingeniero-geológico a la presa, los especialistas reflejaron en los resultados que la cortina de la presa se apoyaba sobre una base compuesta por una caliza fisurada dura, con contenido de arenisca gris. Este factor no implicaba que no se pudiera construir el cierre en esas coordenadas, sino que debido a las características del suelo de la cimentación, había que tener en cuenta la construcción de elementos y medidas para evitar las filtraciones; que para ese caso debido a que era una base de roca agrietada, las medidas debieron ser inyecciones en la base. De acuerdo a los archivos correspondientes al Plano General del Conjunto Hidráulico de Lebrije del año 1973, no se tomaron en cuenta dichas medidas, por lo que el dentellón de la presa se apoyó sobre el suelo tal y como estaba, incluso sabiendo las consecuencias que esto podría traer consigo, factor que acompañado de otros que se detallarán más adelante, propiciaron las fallas que ocurrieron en la estructura, aunque este principalmente fue el que desencadenó el mal funcionamiento de la presa desde su construcción. Tal vez haya sido la situación económica de la época en que fue construida esta obra, la que propició que se tomaran este tipo de decisiones erróneas, esto se desconoce, pero no cabe duda que estas negligencias por parte de los proyectistas, condujeron a la presa, aunque a largo plazo, al fallo de la misma. Desde que se concluyó la construcción de la obra en general, el embalse comenzó a experimentar un comportamiento inadecuado debido a la influencia de los problemas antes mencionados en la base de la presa, aunque los especialistas no pudieron percatarse de esto, puesto que la presa no contaba con instrumentación de medición, por lo que les fue imposible evaluar el desempeño de la obra durante algunos años de su explotación. Aún con la primicia de un mal funcionamiento de la cortina, se decidió en el año 1980, recrecer el embalse desde la cota 102m del NAN hasta la cota 104,40m, para poder entregar agua por gravedad como suministro adicional al Combinado de Papeles Panchito Gómez Toro, ubicado también en el poblado de Jatibonico, hecho que incrementó aún más las 51 posibilidades de la ocurrencia de una falla por deslizamiento de talud, debido al aumento de la carga de filtración en dos metros. Como parte del recrecimiento también se elevó la cota del cimacio vertedor de hormigón y además se le construyó el parapeto al cierre. Entre los años 1981 y 1984, los especialistas decidieron realizar un estudio ingeniero- geológico para esclarecer el comportamiento mecánico de los suelos, y así demostrar que la presa seguía siendo estable ante cualquier falla por deslizamiento de taludes o por sifonamiento mecánico, a lo cual, los resultados de dicho estudio arrojaron que la estructura era estable ante las nuevas condiciones del recrecimiento impuestas, que entonces nos conduce a dudar de tales resultados, afirmación que se complementará más adelante. Entre 1987 y 1989, se ejecutó el Proyecto de Equipos de Medición y Control, el cual consistía fundamentalmente, en una línea piezométrica de 10 piezómetros. De forma alarmante, al perforarse la cala para ubicar el piezómetro número 10 en la berma, se toparon con el hecho de que el agua brotaba sobre la superficie, lo que hizo imposible la ubicación del equipo en ese lugar y decidieron sellar la perforación. Es muy importante mencionar que el ingeniero Evelio Horta, en su informe realizado luego de la visita, emitió ante este hecho recomendaciones acerca de realizar estudios de las características físico-mecánicas del suelo y mediciones de las presiones de poro, puesto que este hecho constituía una prueba fehaciente de que las presiones de poro en la interfaz cimiento-base eran enormes, lo cual indicaba claramente que podía haber presencia de efectos de sifonamiento, y además, debido a la altura sobre la superficie que había alcanzado el agua, los drenes podían estar ocluidos, y por tanto la Línea de Corriente Superior (LCS) pudiera sobre-elevarse, el talud seco podría humedecerse y fallar, tal y como lo hizo algunos años después. Es un detalle importante mencionar, que en el mismo sitio donde se perforó la cala para el piezómetro 10 y el agua brotó, fue la misma ubicación donde tuvo lugar el grifón de las filtraciones. El día 2 de junio de 1988, ocurrió un pequeño deslizamiento en el talud aguas debajo de la presa, en la sección transversal de la cortina donde se encuentra la obra de toma, ocurrido a partir de la corona, pero la explicación de los especialistas ante este hecho fue el comienzo de intensas lluvias luego de largos períodos de sequía, lo cual provoca la saturación del suelo a través de las grietas de retracción, esta falla fue declarada local y reparada de forma inmediata. 52 Sobre los años 1992, se alcanzaron niveles en el embalse de 105,11 m, y con esto se produjeron filtraciones locales de 1l/s de gasto, además de que se observaron encharcamientos en el talud del canal del aliviadero y algunos grifones, pero de poca magnitud, pero se consideraron estos hechos de poca importancia y por tanto no se tomaron medidas preventivas ante la ocurrencia de los mismos. Es importante destacar que la presa se mantuvo sin fallar de forma alarmante desde los años 1980 hasta el 2002, y que la misma solo había presentado anomalías menores, pero esto se debió a que en el embalse no se habían alcanzado niveles que propiciaran grandes cargas y por tanto que empeoraran el estado de la obra llevándola a una falla de mayor índole. Por lo tanto, cabe notar que la presa falló luego de más de 30 años de construida y 20 años de recrecida, aunque solo se tardó por la ausencia del factor anteriormente mencionado. En la madrugada del día 13 de junio de 2002, fue detectada una grieta longitudinal de aproximadamente unos 30 m de largo, como causa típica de un deslizamiento superficial de la capa vegetal, producto de la acción de la saturación luego de varios días ininterrumpidos de lluvia. El día 14 de junio, se detectó en la presa otro deslizamiento más profundo y ya no de carácter superficial, al inicio de la margen derecha de la cortina, con un largo de 55m y un grifón de agua a presión de 5l/s, y a pesar de que los trabajadores de mantenimiento de la presa colocaron en la grieta sacos con gravilla para evitar la erosión, dicha grieta continuó aguas abajo y en la madrugada del día 15, se decidió por parte de la Defensa Civil y el INRH (Instituto Nacional de Recursos Hidráulicos) evacuar el poblado de Jatibonico, con un total de 35000 habitantes, ante la inminente alerta de fallo catastrófico de la presa Lebrije. Los ingenieros que evaluaron la obra en aquel entonces, asumieron que se trataba de una sobreelevación de la LCS producto de una oclusión de los drenes, constituidos los últimos según el Plano General del Conjunto Hidráulico Lebrije, por drenajes de pie de talud y en la zona del cauce del río acompañado de un prisma de piedra. Los factores reales que propiciaron la falla no pudieron ser determinados por los especialistas debido a que, para hacerle frente a esta situación, hubo que solucionar el problema de forma inmediata, y para esto se construyó una banqueta estabilizadora como solución más económica, rápida y eficiente, además de que es la solución que más se usa mundialmente para taludes deslizados. Pero se insiste, en que no cabe la menor duda que por haber proyectado la presa sobre un suelo fisurado y no haber tomado medidas 53 antifiltraciones, la presa fue propicia al fallo, cuando en la misma se alcanzaban niveles altos. A continuación, se muestra en la tabla 3.5 los valores de los niveles de agua alcanzados en las fechas correspondientes al fallo por deslizamiento de la presa, con los gastos de filtración medidos en los aforadores del embalse, a través de los grifos provocados por las grietas, estos niveles son los más altos registrados en la obra. Tabla 3.2: Valores de los niveles de agua obtenidos que propiciaron el fallo de la presa Lebrije (Cortesía del Ingeniero Ángel Martín) Nivel del agua Fecha (junio de 2002) Gasto de filtración (l/s) 107,65 14 17 106,88 15 17 106,43 16 17 106,14 17 16 105,86 18 10,75 105,64 19 10 En la figura 3.3 se observa el estado crítico del talud aguas abajo de la presa Lebrije, el día 14 de junio del año 2002. Figura 3.3: Deslizamiento del talud aguas abajo de la presa Lebrije (Foto tomada el 14 de junio de 2002). 54 Presa La Venera. La presa La Venera se encuentra ubicada en la provincia de Camagüey, la cortina es de sección homogénea, según proyecto es de categoría IV y le tributa el arroyo Colorado. La máxima altura de la cortina es de 10,56m para un volumen almacenado en el NAN de 3,40hm3. En sus inicios perteneció al Ministerio de la Agricultura y luego fue entregada al INRH. Debido a la mala calidad de las arcillas, la erosión y saturación producto de las precipitaciones en el talud aguas arriba se han producido deslizamientos durante toda la vida útil del embalse. Como solución a este problema, cada dos o tres años se da mantenimiento a todo el terraplén. Presa Minas I. La presa Minas I está ubicada en la provincia de Camagüey y regula el río del mismo nombre, tiene una cortina de sección homogénea y según su explotación es de categoría III. Culminó su construcción en el año 1984, tiene una altura máxima de 11,80m para un volumen en el NAN de 6,40hm3. Esta es una presa que fue construida y explotada en sus primeros años por el Ministerio de la Agricultura hasta que pasó a manos del INRH. Su cortina es continuamente afectada por la erosión del oleaje debido a que no tiene revestimiento y esto causó que en los años 2000, 2003 y 2007 ocurrieran deslizamientos en el talud aguas arriba. Como solución se ha reparado el talud sin ningún contratiempo. Presa Najasa II. La presa Najasa II está ubicada en la provincia de Camagüey y regula el río del mismo nombre, tiene una cortina con núcleo de arcilla y espaldones de roca, según su explotación es de categoría I. Se culminó su construcción en el año 1990, tiene una altura máxima de 18,30m para un volumen en el NAN de 87,00hm 3. En la configuración de esta cortina de 4km de longitud el aliviadero está ubicado en el centro. En la primera etapa se construyó el extremo izquierdo sin ningún contratiempo, no así el extremo derecho en el que se precipitó la construcción para terminar en una fecha homenaje. Las consecuencias de esto fue una compactación deficiente del terraplén, que ha traído consigo tres deslizamientos en el talud aguas abajo entre la corona y la berma. El primero de ellos fue a los cuatro años de comenzada su explotación y los demás han ocurrido más o menos con esta misma 55 frecuencia. Como solución a estos deslizamientos se realizaron las reparaciones del talud manteniendo la misma configuración geométrica de la sección. Presa San Pedro. La presa San Pedro está ubicada en la provincia de Camagüey y regula el río del mismo nombre, tiene una cortina mixta de arcilla y roca, según su proyecto es de categoría III. Culminó su construcción en el año 1991, tiene una altura máxima de 19,40m que según proyecto era para un volumen almacenado en el NAN de 54,00hm3, pero debido a algunas áreas que quedaban inundadas, se decidió solo almacenar un volumen en el NAN de 27,80hm3 y se construyó el aliviadero en una cota menor. Esta cortina a pesar de que está sobredimensionada para el volumen de agua que almacena, en los años 1994 y 2001 ha presentado deslizamientos en el talud aguas abajo entre la obra de toma y el final del estribo derecho. En la zona de estos deslizamientos, se encuentran ubicados al pie del talud 25 pozos de alivio que por motivos desconocidos no han aliviado, tampoco se conoce claramente por que se han producido los deslizamientos. Como solución a estos deslizamientos, se reparan siguiendo la configuración geométrica de la sección. Presa Santa Rosa 84. La presa Santa Rosa 84 está ubicada en la provincia de Camagüey y regula el río Las Yeguas, tiene una cortina de sección homogénea, según su explotación es de categoría III. Culminó su construcción en el año 1976, tiene una altura máxima de 10,46m para un volumen en el NAN de 6,46hm3. Esta es una presa que fue construida y explotada en sus primeros años por el Ministerio de la Agricultura hasta que pasó a manos del INRH. Esta obra carecía de enrocamiento aguas arriba para evitar la acción erosiva de la ola, esta deficiencia, más la mala calidad de las acillas con que fue construida, han provocado deslizamientos en ambos taludes. Como solución a estos efectos erosivos de la ola y a los deslizamientos se colocó un enrocado de gran granulometría. Cauto El Paso. La presa Cauto del Paso se encuentra ubicada en la provincia de Granma, es la cortina con mayor longitud del país, tiene 24km. Regula el escurrimiento de los ríos Cautillo, Cauto y Bayamo, la altura máxima de la cortina es de 30m y se terminó de construir en el año 1991. A inicios del año 2012 se produce un deslizamiento del talud aguas arriba, motivado por un 56 asentamiento. Esta zona está cerca de la antigua zona del cauce en la obra de toma derecha y se supone que fue debido a un lente de arcilla compresible en la cimentación. Su talud está protegido contra el oleaje por un enrocado pesado lo cual aceleró este proceso de asentamiento. Como solución al problema se extrajo el material deslizado y se construyó una banqueta con el talud tendido para evitar las altas cargas sobre el mismo punto. Presa Ojo de Agua. La presa Ojo de Agua, ubicada en la provincia de Las Tunas, concluyó su construcción en el año 1975, la cortina es de sección homogénea con una altura máxima de 15,50m. Regula el escurrimiento del río con el mismo nombre y tiene una capacidad de embalse en el NAN de 3,13hm3. En el año 2008 ocurrió un deslizamiento encima de la zona de la salida de la toma de agua, se supone que este deslizamiento haya roto la tubería de descarga y por lo tanto el embalse se encuentra vacío. Hasta la fecha no se ha reparado aún. Presa Bío. La presa Bío se encuentra ubicada en la provincia de Holguín, regula el escurrimiento del río con el mismo nombre y su sección es homogénea de arcilla. Su construcción finalizó en el año 1989 con una altura de 25,20m para un volumen almacenado en el NAN de 67,50hm3. Producto de la sobreelevación de la línea de corriente superior en el talud aguas abajo se produjo una charca que saturó y erosionó con su oleaje el propio talud, provocando que en el año 2000 se deslizara el talud hasta el borde de la primera berma. Como solución se construyó una banqueta de material pesado (rocoso) para estabilizar, y se realizó un drenaje mediante la perforación de pozos de alivio para abatir la sobreelevación de la filtración. Presa Nipe. La presa Nipe se encuentra ubicada en la provincia de Holguín, regula el escurrimiento del río con el mismo nombre y su sección es homogénea de arcilla. Su construcción finalizó en el año 1977 con una altura de 35,00m para un volumen almacenado en el NAN de 112,20hm3. Producto de saturación por intensas lluvias, en el año 2008 ocurrió un deslizamiento del talud aguas abajo, en una franja de 30m y no muy profunda, arrastrando arcilla y capa vegetal. Después de este deslizamiento han ocurrido dos más en lugares distintos y menos peligrosos, pero por la misma causa. Como solución se reparó manteniendo la configuración geométrica de la sección. 57 Presa Carlos Manuel de Céspedes. La presa Carlos Manuel de Céspedes se encuentra ubicada en la provincia de Santiago de Cuba, regula el escurrimiento del río Contramaestre y su sección es de materiales mixtos. Su construcción culminó en el año 1976 con una altura máxima de 52,00m, siendo una de las más altas del país, almacena un volumen en el NAN de 243,00hm3. En los años 2004 y 2007 por saturación del talud aguas abajo debido a intensas lluvias se presentó un deslizamiento que nacía desde la corona, los dos deslizamientos fueron en lugares distintos y fueron reparados depositándole un material arcillo-arenoso-gravoso sin mucha compactación. Presa Del Medio-Las Nuevas. La presa Del Medio-Las Nuevas se encuentra ubicada en el municipio especial de Isla de la Juventud, regula el escurrimiento de los ríos del mismo nombre y su sección es homogénea de arcilla. Se culminó de construir en el año 1971 con una altura de 15,20m y almacena un volumen en el NAN de 44,50hm3. En esta presa se recreció la cortina con más material arcilloso, pero no se recreció junto con talud y quedó muy empinado, en el año 1990 luego de unas lluvias el talud se deslizó en una franja aproximada de 50m a 60m de manera peligrosa. La solución urgente fue vaciar el embalse cortando la cortina por el aliviadero fusible y desviando el agua hacia un lugar controlado sin peligro de población aguas abajo. Después de 5 o 6 años se reparó completamente la presa y se le dieron más inclinación a los taludes para mayor estabilidad. Presa Amistad Cubano-Búlgara. La presa Amistad Cubano–Búlgara se encuentra ubicada al noreste de la ciudad de Camagüey, en el río Saramaguacán, fue puesta en explotación en 1986, con uso exclusivo para el abasto de agua a la cabecera provincial. La cortina es homogénea de arcilla y tiene una altura máxima de 24,0m. A lo largo de su vida útil ha venido presentando problemas con la estabilidad del talud seco, donde han ocurrido tres deslizamientos, dos en la década del 90, que arrastraron la capa vegetal y parte del material de la cortina, de forma superficial y el último en septiembre del 2013, de gran magnitud, muy cercano a la corona de la presa y que llegó prácticamente 58 hasta la berma, ubicada 10,0m por debajo de la misma, en una longitud cercana a los 40,0m (figura 3.4). Figura 3.4: Deslizamiento del talud aguas abajo, presa Amistad Cubano-Búlgara. Estos deslizamientos han tenido un origen común, coinciden con largas grietas longitudinales, detectadas en prolongadas sequías y antecedidos por fuertes períodos lluviosos. Solo en este último fallo se registraron, en los 20 días anteriores al suceso, 324mm en el pluviómetro ubicado en la propia presa, que además de acelerar el deslizamiento y obstaculizar los trabajos de reparación, hizo más crítica la situación por el peligro de un nuevo fallo al quedar expuestos taludes muy empinados después de retirar el material. Como solución al problema primero se saneó toda el área deslizada, desde la corona hasta la berma, desde la cual se fue colocando material y compactando hasta conformar todo el talud con la misma configuración de proyecto. A los 21 días de haber fallado se daba por terminada su reparación. En la figura 3.5 se puede observar de forma resumida el comportamiento en el tiempo de los incidentes en presas de materiales sueltos en Cuba, producto de deslizamientos de los taludes. 59 Cantidad de 6 presas 5 Décadas 1971-1980 4 1981-1990 1991-2000 3 2001-2010 2011-2016 2 No se sabe 1 0 1 Figura 3.5: Ocurrencia de deslizamientos de taludes en presas de materiales sueltos en Cuba. En la figura 3.6 se describen las presas de tierra cubanas falladas por estabilidad de taludes, en función de su edad o tiempo (en años) de construidas. Nótese que, de las 20 presas, sólo 8 (el 40%) han presentado alguna falla de estabilidad del talud en los primeros 5 años de construidas, patentizando errores o deficiencias en el proceso constructivo. Sin embargo, el mismo gráfico evidencia que esta falla puede presentarse en cualquier momento de la vida útil de la obra (incluso en presas con 40 o más años de construidas), por lo cual debe ser motivo de vigilancia y monitoreo permanente. Edad de las presas falladas por Estabilidad de Taludes en Cuba (años) 50 44 45 39 40 40 33 35 32 31 31 28 27 30 26 23 25 18 18 19 19 20 15 16 15 12 11 11 10 8 8 10 4 3 4 5 2 2 2 0 0 0 Primera Falla Segunda Falla Tercera Falla Figura 3.6: Edad en que ha ocurrido la falla del talud de las presas de tierra en Cuba. 60 En función del talud fallado: aguas arria, aguas abajo o ambos, las 20 presas dañadas por esta causa en Cuba se distribuyen de la siguiente manera: 16 fallas en el talud aguas abajo. 3 fallas del talud aguas arriba, debido a socavación de las olas por la carencia de revestimientos del talud (precisamente en tres presas construidas y operadas inicialmente por el Ministerio de la Agricultura). 1 falla del talud aguas arriba, como resultado de la compresibilidad del cimiento de la presa De este análisis se deduce que la mayor atención debe prestarse al talud aguas abajo, en el período de explotación de la presa, reafirmando los preceptos establecidos en la literatura clásica. 3.3 Rebase de la cortina Presa La Ruda. La presa La Ruda, en el año 1979, recién concluida su construcción y con la ocurrencia del ciclón Frederick (el cual estuvo acompañado de lluvias intensas con avenidas del 0,1% de probabilidad de ocurrencia), se produjo una sobreelevación del nivel del embalse, ya que la avenida ocurrida por el evento antes mencionado arrastró un caudal de diseño superior al de diseño del aliviadero (que es de 0,5%), superándose la cota de la corona en la zona cercana al aliviadero. Este sobrepaso no le causó daños a la cortina. Presa Abreus. La presa Abreus se encuentra ubicada en la provincia de Cienfuegos, regula el escurrimiento del río Damují y su sección es homogénea de arcilla. Su construcción finalizó en junio del año 1986 con una altura máxima de 12,50m para un volumen almacenado en el NAN de 50,00hm3. Esta presa está cerca de la costa, siendo así, la cota de corona es 12,50m, sobre un río que era navegable, por lo que su cauce era aproximadamente de 150m en la zona del cierre, lo que provocó grandes humedades en la cimentación y sus estribos. Por características propias del territorio, sus préstamos tienen grandes humedades de forma natura. Esto, unido a que durante la construcción se intentó utilizar un método llamado 61 hidrocompactación, fueron causas de grandes presiones intersticiales en el cimento y terraplén. En octubre de 1990, la Empresa Nacional de Investigaciones Aplicadas (ENIA–9) lleva a cabo la tarea técnica de las investigaciones ingeniero-geológicas en la cortina y base de la zona del cauce, la cual determina que entre la estación 8+00 y estación 10+00 presentaba un asentamiento de 1,10m producto de la consolidación de las capas denominadas 3 y 3a. Los resultados de campo dieron que solo se había asentado hasta esta fecha 93cm, siendo menor que el señalado en la tarea técnica. Esta fue una primera aproximación de los resultados, pero según otros reportes, los asentamientos llegaron a estar en el orden de más de 1,40m. La solución fue el recrecimiento de la zona afectada, y no ocurrió ninguna otra afectación. Presa Dique Barroso. La presa Dique Barroso se encuentra ubicada en la provincia de Camagüey. La función antigua del dique era la protección del poblado Camalote y luego se decidió convertirlo en una presa. Es de sección homogénea y según su explotación es de categoría III. Esta presa retuvo la avenida provocada por el colapso de la presa Las Cabreras, que en ese momento tenía 12,00hm3 y se encontraba aguas arriba de la misma. Por tal motivo, en un tramo de aproximadamente 1km de cortina el agua la sobrepasó sin consecuencias adversas, el dique resistió y no sufrió ningún daño. También ayudó a evitar la erosión el hecho de que el dique se encontraba totalmente cubierto de marabú y el embalse se encontraba cubierto de plantas acuáticas que disminuyeron la velocidad de circulación, de la misma manera que trabaja una franja hidrorreguladora a las márgenes de un río. Sin embargo, es del dominio de estos autores que el Dique Barroso también presenta arcillas dispersivas en la estructura del terraplén. Presa Hidrorregulador Durán La presa Hidrorregulador Durán se encuentra ubicada en la provincia de Camagüey, regula el escurrimiento del río Durán y según su explotación es de categoría III, la sección de su cortina está compuesta de arcilla y piedra. En el año 2008 al paso de la tormenta tropical Noel, se produjo una gran avenida que la sobrepasó, provocando la erosión total en dos tramos de la cortina, llevándola al nivel del cimiento. Este fallo no trajo problemas debido a que no había asentamientos poblacionales ni industrias aguas debajo de la presa. La cortina fue reparada sin contingencia alguna y se encuentra en explotación actualmente. 62 Presa Hidrorregulador Las Flores. La presa Hidrorregulador Las Flores se encuentra ubicada en la provincia de Camagüey, regula el escurrimiento de los ríos Saramaguacán y Arenillo, se terminó de construir en el año 1994, la sección de su cortina es homogénea con espaldones de gran enrocado. Tuvo como desventaja que se construyó en el período especial y debido a esto se necesitó una solución de bajo costo para darle respuesta a la demanda por abasto del poblado de Nuevitas, con un dique vertedor compuesto de materiales sueltos que regula un río de mucha potencia. Las consecuencias son que cada 4 o 5 años hay que reparar completamente un tramo de 40m a 50m erosionados hasta el terreno natural como consecuencia del sobrepaso del agua. Por referencias, se estima que debe haber colapsado tres o cuatro veces en el período de explotación. Como solución temporal al problema se han reparado los daños ocasionados en cada avenida y como solución general a este problema hay un proyecto ejecutivo que implica hormigonado de la corona y el talud aguas arriba y la colocación de una risberma de rajón aguas abajo. Las consecuencias de estas fallas no han sido catastróficas debido a aguas abajo tiene la carretera del circuito sur que se convierte en un dique para retener el agua y el puente transforma la avenida evitando males mayores en el poblado de Las Flores, la estación de bombeo y la planta potabilizadora. Presa La Atalaya. La presa La Atalaya se encuentra ubicada en la provincia de Camagüey, regula el escurrimiento del río Ciego de Molina y según su explotación es de categoría III. Este embalse en sus inicios perteneció al Ministerio de la Agricultura y estaba conformado por un solo dique que no tenía un río que lo atribuyera, se llenaba por el escurrimiento de la cuenca y un canal con compuertas que obtenía agua a discreción del río Ciego de Molina cuando venía una avenida. Años después para aumentar su capacidad de embalse se decidió la construcción de otro dique que solo ganó en longitud y no en altura manteniendo el mismo NAN. Años después, producto de una avenida, el nuevo dique se sobrepasó, erosionando un tramo de aproximadamente 80m hasta el terreno natural, como resultado de la poca investigación hidrológica de la nueva cuenca tributaria. Como solución se reparó el daño y se aumentó la cota de corona de los dos diques. Presas Máximo y Porvenir II. 63 Las presas Máximo y Porvenir II se encuentran localizadas en la provincia de Camagüey, regulan el escurrimiento del río con el mismo nombre y el afluente Las Yeguas, respectivamente. Según proyecto son de categoría III. Entre los años 1985 y 1986, con el paso de un ciclón que atravesó el territorio nacional por esta zona, cayó una lámina importante de agua provocando una gran avenida, además de las rachas de viento que elevaron el oleaje, (según un testigo, hasta 4m de altura). En ambos casos las cortinas fueron sobrepasadas y erosionadas hasta el suelo natural, aunque estos hechos no provocaron afectaciones aguas abajo. Como solución, se repararon manteniendo la misma geometría de la sección. Presas Ortiz, Las Lajas, San José (Lavado 4). Las presas Ortiz, Las Lajas y la antigua presa San José (o Lavado 4), que fue dada de baja del sistema nacional de presas, pertenecen a la provincia de Las Tunas. Estos embalses sufrieron rebase por la cortina debido a una avenida extraordinaria que ocurrió el 13 de marzo de 1993, producto de la conocida “Tormenta del Siglo”. Las tres presas colapsaron totalmente, creando una brecha que evacuó todo su volumen. Las presas Ortiz y Las Lajas fueron reparadas en su totalidad y se encuentran en servicio. Presa Copo de Chato. La presa Copo de Chato se encuentra ubicada en la provincia Las Tunas, regula el escurrimiento del río Chorrillo y su cortina está compuesta de materiales mixtos (arcilla y roca). Se culminó su construcción en el año 1974 con una altura máxima de 17,70m para almacenar un volumen en el NAN de 2,48hm 3. La cortina, producto de la consolidación primaria y secundaria del cimiento, se ha asentado de manera considerable, cerca de 1m, lo cual se nota a simple vista. No se han provocado daños, ni se ha reparado aún. Presa Mal País II. La presa Mal País II se encuentra ubicada en el municipio especial de Isla de la Juventud, regula el escurrimiento del río Mal País y su sección es homogénea de arcilla. Se culminó de construir en el año 1968 con una altura de 10,00m para almacenar un volumen en el NAN de 8,27hm3. Por indicaciones de proyecto, en la margen izquierda de la cortina no se colocó revestimiento contra el oleaje. En el año 1976, debido al paso de un ciclón, se erosionó esta margen y se sobrepasó la cortina, formándose una brecha que provocó el 64 colapso total del dique. Como solución a este problema se reparó y colocó el enrocamiento faltante. Otras presas de la región, como Los Indios y El Enlace, se vieron muy afectadas por esta misma razón, a punto casi de colapsar, la erosión llegó hasta la mitad de la corona con el talud totalmente vertical. Se repararon los daños y se le colocó el rajón correspondiente. Con el paso del ciclón Gustav en el año 2008, las presas Briones Montoto, Mal País II y Las Casas II, por las fuerzas de los vientos perdieron todo el enrocamiento y se erosionaron casi completamente, no llegaron a colapsar y se repararon días después. Presa Las Casas II. La presa Las Casas II se encuentra ubicada en el municipio especial de Isla de la Juventud, regula el escurrimiento del río del mismo nombre y su sección es homogénea de arcilla. Se culminó de construir en el año 1969 con una altura de 6,20m y almacena un volumen en el NAN de 4,75hm3. Tenía el problema de que el aliviadero era un canal de tierra natural que se obstruía con mucha facilidad y tenía poca capacidad de evacuación. Esta presa tiene aguas abajo el poblado de Gerona, y en cada ciclón que pasaba había que cortar el aliviadero fusible que se encontraba en la cortina de la presa para evacuar el agua controladamente sin afectaciones. En la última ocasión el agua entró a la ciudad y alertó a las autoridades locales, entonces la solución fue la proyección de un aliviadero frontal de hormigón armado. La figura 3.7 muestra el comportamiento en el tiempo de los incidentes en presas de materiales sueltos en Cuba producto de rebase de la cortina. Cantidad de 5 presas Décadas 4 1971-1980 1981-1990 3 1991-2000 2 2001-2010 No se sabe 1 0 1 Figura 3.7: Ocurrencia de rebase de la cortina en presas de materiales sueltos en Cuba 65 3.4 Sifonamiento Presa San Juan de Dios. La presa San Juan de Dios se encuentra ubicada en la provincia de Camagüey, la cortina es de sección homogénea, le tributa el río Jiquí. La máxima altura de la cortina es de 9,14m para un volumen almacenado en el NAN de 7,15hm 3. La cortina de esta presa está compuesta por arcillas dispersivas que han provocado sifonamiento no catastrófico debido a que se ha controlado el nivel de agua en el embalse. Como solución a este problema la presa tiene un aliviadero fusible, se buscó el lugar en la cortina más idóneo y se cortó hasta un nivel en que almacena aproximadamente 3,85hm3. No se han ejecutado otras soluciones debido a que el préstamo más cercano de arcilla no dispersiva se encuentra a 80km de distancia. Presa San Blas. La presa San Blas es una obra que a la fecha (septiembre de 2017) no está en el registro de presas de Cuba. Se encontraba ubicada en la provincia de Camagüey y es una presa que fue construida y explotada en sus primeros años por el Ministerio de la Agricultura, hasta que pasó a manos del INRH. Cerca de seis meses después de ser entregada sufrió un proceso de sifonamiento en los alrededores de la tubería de descarga debido a un mal proceso de compactación. Esta presa no fue reparada ni se realizaron investigaciones debido al poco valor de uso que tenía con respecto al gran costo que implicaría su reparación. Presa Las Cabreras. La presa Las Cabreras es una obra que en estos momentos no está en el registro de presas de Cuba. Se encontraba ubicada en la provincia de Camagüey y tenía la finalidad de beneficiar con sus aguas el sistema de riego de la Empresa de Cultivos Varios de Camalote. El dique de la presa Las Cabreras alcanzaba una longitud de 3725m y estaba formado por secciones heterogéneas de arenas arcillosas, arcillas arenosas y arcillas. El terraplén tenía una altura máxima de 12,20m y su capacidad de embalse ascendía a 12,35hm3. Esta obra estuvo construida sobre depósitos aluviales representados principalmente por arcillas y arenas arcillosas y en zonas con ocurrencia de rocas intrusivas, predominando los 66 granitoides. Las acillas que conformaban esta cortina eran del tipo dispersivas, acillas características de varios préstamos de la provincia. En el año 1994, tras un período de intensas lluvias, el embalse alcanzó sus niveles máximos comenzado un proceso de sifonamiento regresivo por el cuerpo de la cortina, típico de arcillas dispersivas. En poco tiempo la cortina colapsó haciendo una brecha por la cual se evacuó toda el agua embalsada (figura 3.8). Una mejor descripción de esta falla en particular, considerada por el MSc. Ing. Rolando Armas Novoa como la única falla catastrófica de presa de tierra en Cuba, puede encontrarse en el artículo de Armas, Echemendía et al. (2005). Figura 3.8: Caverna provocada por el sifonamiento de los suelos dispersivos en la presa Las Cabreras. Presa Cauto el Paso. En la presa Cauto el Paso se decidió por proyecto que un tramo de la cortina llevara pilotes secantes de suelo-cemento-bentonita para evitar la filtración por lentes permeables encontrados en la cimentación. Por motivo de terminar la obra más temprano, se decidió sustituir un tramo de pilotes por tablestacas y así agilizar la entrega de la obra. Por falta de estudios geológicos más profundos, no se detectó que había lentes de canto rodado, esto trajo consigo de que la inca de las tablestacas fuera deficiente, porque estas al chocar con el estrato se curvaron y abrieron. Cuando en la presa comenzó a subir el nivel de agua, comenzaron a aparecer zonas de concentración de flujo, que provocaron un proceso de sifonamiento. Como solución urgente se colocó material de filtro para estabilizar y evitar el 67 colapso del bordo. Como solución general al problema tuvieron que continuar con la colocación de los pilotes secanos. Como parte de las inspecciones se detectaron pequeñas oquedades en el terraplén, similares a cuevas de ratón, pero en lugares muy puntuales. Se realizaron investigaciones ingeniero–geológicas y se demostró que había zonas con arcillas dispersivas. Como solución, se extrajeron estas acillas y se sustituyeron a tal punto que no representa ningún peligro para la estabilidad del dique. Presa Zaza. La presa Zaza se encuentra ubicada en la provincia de Santi Spíritus, regulando el río del mismo nombre. Esta obra es la de mayor capacidad de embalse en el país, para un volumen en el NAN de 1020,00hm3. La altura máxima de la cortina es de 38,50m con una longitud de 3295m. Esta gran obra ha presentado problemas desde su construcción en 1972, en el mes de junio se produce la rotura del conducto tubular en la estación 27+00, que se empleó para desviar el cauce del río y trabajar en el cierre del río, por lo que la obra estuvo próxima a un fallo total del dique de la cortina, producido por un llenado rápido de la presa. Esta fuga de agua incontrolada provocó la erosión interna del terraplén. Se solucionó la avería sellando con hormigón el conducto de evacuación. En el inicio de la etapa de explotación el embalse se mantuvo un período de tiempo en cotas medias y bajas. En octubre de 1978 ocurre el primer llenado, registrándose un volumen de 1007,00hm3, en septiembre de 1979 se incrementaron las filtraciones entre la estación 14+00 a la estación 19+00, lo que trajo consigo un deslizamiento en el talud seco en una longitud de 500m y asentamientos de magnitudes considerables en la corona, para lo cual fue necesario construir un espaldón de rocoso desde la estación 10+00 hasta la estación 28+00, y recrecer la corona y el parapeto. En septiembre del año 1981 se incrementan las filtraciones a unos 80m aguas abajo del talud seco entre la estación 8+00 y la estación 9+00, con sifonamiento y ocurriendo gastos de filtraciones de 120l/s. Para controlar este fenómeno se decide inyectar lechada de cemento a través de pozos de inyección perforados en el área afectada y paralelamente se construyó un delantal de arcilla aguas arriba. En ese momento, la actividad de inyección no fue totalmente concluida. 68 En los años de 1980 hasta el 1988, las filtraciones se estabilizaron, pero con la ocurrencia de intensas precipitaciones en este último año, se incrementaron nuevamente y hubo que continuar con la inyección de lechada de cemento, actividad que en definitiva no se concluyó y que no solucionó totalmente el problema. En el año 1999, luego de un período de intensa sequía, ocurrido desde el año anterior en donde el embalse se deprimió a 160hm3, ocurre el huracán Irene en octubre con intensas lluvias, que provocó que el embalse se llenara rápidamente y se activara la zona de filtraciones que existió con anterioridad alcanzando registros de 136l/s, ocurriendo además arrastre de partículas y el surgimiento de grifones en un área próximo al pie del talud seco. La solución definitiva adoptada y aplicada en el año 2000, fue la colocación de una pantalla de pilotes secantes de suelo-cemento-bentonita. Detalles de esta falla, así como resultados de nuevas investigaciones, pueden consultarse en trabajo de Cué, Haramboure et al. (2016). Presa Santa Inés. La presa Santa Inés se encuentra ubicada en la provincia de Holguín, regula el escurrimiento del río La Rioja y su sección es mixta. Su construcción finalizó en el año 1987 con una altura de 17,00m para un volumen almacenado en el NAN de 6,70hm3. Esta presa fue construida y explotada en sus primeros años porel Ministerio de la Agricultura hasta que pasó a manos del INRH. Por deficiencias en la investigación ingeniero-geológica, se construyó sobre una capa permeable, lo que provocó un proceso de sifonamiento. La solución fue bajar el nivel hasta que el gradiente no erosionara los materiales de la cimentación, solución adoptada debido a la poca importancia de esta presa y al alto costo que sería realizarle una pared de suelo o pilotes secanos de suelo-cemento-bentonita. Presa Hatillo. La presa Hatillo (antiguamente llamada Santa Rita) se encuentra ubicada en la provincia de Santiago de Cuba, regula el escurrimiento del río Yarayabo y su sección es homogénea. Su construcción culminó en el año 1991 con una altura máxima de 22,30m para un volumen almacenado en el NAN de 5,84hm3. Las investigaciones ingeniero-geológicas realizadas por la ENIA detectaron lentes de aluvión permeables que fueron descartados porque eran pequeños y no se profundizó en el dentellón. A finales de su construcción en el año 1990, 69 se taponó la galería de desvío sin colocarse la desagüe y el embalse comenzó a coger nivel de agua. Por los aluviones comenzó un proceso de sifonamiento que afloró en el terreno natural aguas abajo (típico volcancito de arena). Como solución inmediata se construyeron trincheras con material de drenaje para contenerlas. A medida que continuaba subiendo el nivel se hacía incontenible las filtraciones y como no se podía vaciar por la toma hubo que cortar la presa para evitar el colapso. Como solución cortaron más la cortina y excavaron hasta encontrar el estrato impermeable, a partir del cual colocaron el dentellón y reconstruyeron la presa. Presa Libertad. La presa Libertad se encuentra ubicada en el municipio especial de Isla de la Juventud, regula el escurrimiento del río San Pedro y su sección es homogénea de arcilla. Se culminó de construir en el año 1991 con una altura de 16,80m para almacenar un volumen en el NAN de 41,30hm3. Producto de una incorrecta limpieza del cauce del río en su etapa constructiva, el dentellón quedó colgado sobre lentes de suelo permeable. Cuando el embalse comenzó a subir el nivel de agua, la filtración provocó sifonamiento mecánico. Al pasar por esos lentes, el agua salió por el suelo natural en el pie del talud aguas abajo. Se realizaron inyecciones de cemento y se perforaron pozos de alivio, soluciones que no funcionaron. La presa se vació y se le quitaron las compuertas a la obra de toma, por lo que quedó libre el río. Hasta la fecha, permanece sin ser reparada, en el registro nacional de presas. Presa Vietnam Heroico. La presa Vietnam Heroico se encuentra ubicada en el municipio especial de Isla de la Juventud, regula el escurrimiento del río Las Nuevas y su sección es homogénea de arcilla. Se culminó de construir en el año 1966 con una altura de 19,00m y almacena un volumen en el NAN de 43,22hm3. En la cimentación del aliviadero se produjo un proceso de sifonamiento que salió por las losas de fondo del mismo, hasta que se produjo el colapso completo del aliviadero y fue arrastrado aguas abajo. La solución fue la reconstrucción de esta obra. Presa Del Medio-Las Nuevas. 70 En la presa Del Medio-Las Nuevas (ya descrita anteriormente) se produjo sifonamiento al pie del talud por el prisma de drenaje sobre el cierre del río Las Nuevas, por el cual empezó a salir arena de la cimentación. La solución a pie de obra fue estabilizarla con material pesado (rajón) y se conformó una banqueta. La solución fue efectiva y hasta el momento no ha tenido más problemas. Presa Paso Viejo. La presa Paso Viejo, ubicada en la provincia de Pinar del Río, terminó su construcción en el año 1990, tiene una altura máxima de 21,90m para un volumen embalsado en el NAN de 12,24hm3. Este terraplén regula el escurrimiento del río con el mismo nombre y su sección está compuesta de materiales mixtos. El viernes 24 de mayo de 1991, durante el primer llenado del embalse, se observaron algunas filtraciones en el talud aguas abajo del rehincho al lado izquierdo del aliviadero. El sábado 25 se observó una erosión del rehincho detrás del muro del margen derecho, con gastos de considerable magnitud que se concentraron acelerando la erosión y provocando que los muros cayeran en unos 15 minutos. La profundidad máxima de erosión desde la base de los muros fue de 5,5m a 6,0m aproximadamente (ver figura 3.9). Figura 3.9: Sifonamiento del aliviadero de la presa Paso Viejo. Esto ocurrió debido a que existía una diferencia apreciable entre el proyecto existente y el aliviadero construido, ya que se cambió durante el control de autor utilizando detalles y no planos. Se utilizaron además muros prefabricados de hormigón en la entrada y los estribos, 71 separados estructuralmente y apoyados sobre gravilla. También el rehincho tras los muros no estaba bien compactado, además del abrupto talud entre la zona del canal de entrada (aguas arriba) y la zona aguas abajo del vertedor. Ante el primer llenado, el agua tuvo comunicación inmediata entre aguas arriba y aguas abajo a través de la gravilla de la base de los muros, arrastrando esta y el material de rehincho, y por ende erosionando la base geológica (aleurolitas). Los muros fueron cayendo independientemente y la erosión se trasladó hasta el canal de entrada. Ante la necesidad de ejecutar una solución rápida, el equipo de proyecto encargado de la solución a ejecutar, optó por utilizar el hormigón compactado con rodillo (HCR) en la rehabilitación de todo el muro derecho además de construir en el lado izquierdo del aliviadero. Se decidió que se trabajaría durante 24 horas continuas, con turnos de trabajo diferentes y la presencia de inversionistas y proyectistas de forma constante en el lugar. Esta solución se implementó satisfactoriamente. En la figura 3.10 se puede observar de forma resumida el comportamiento en el tiempo de los incidentes en presas de materiales sueltos en Cuba producto del sifonamiento. Cantidad de 5 presas 4 Décadas 1971-1980 3 1981-1990 1991-2000 2 No se sabe 1 0 1 Figura 3.10: Ocurrencia de sifonamiento en presas de materiales sueltos en Cuba. En la generalidad de las presas que fallan por sifonamiento, este fenómeno ocurre inmediatamente que se llena la presa por primera vez. Casos excepcionales son aquellas presas con presencia de arcilla dispersiva, en las que el fenómeno puede requerir algún 72 tiempo para que ocurra el proceso químico de dispersión de las partículas. En el caso de la presa Zaza, en que el sifonamiento fue recurrente durante varios años, también está asociado a fenómenos de disolución, unidos a las deficientes e inconclusas reparaciones efectuadas en el período (ver trabajos de Cué, Haramboure et al. (2016)). 3.5 Filtraciones Debe entenderse la falla por filtraciones como una falla no catastrófica, en la que una presa dejaría de cumplir el objetivo de embalsar agua por un tiempo suficientemente prolongado. Ello no significa que la estructura colapse, ni implica arrastre de partículas que conducirían tarde o temprano al sifonamiento. Presa Ejército Rebelde. La presa Ejército Rebelde se encuentra ubicada en la provincia de La Habana, su construcción concluyó en el año 1974, en una región con el sugerente nombre de “Paso Seco” (con el que también se conoce a la presa), con el objetivo primario de regular el río Almendares, ya que en sus crecidas inundaba el valle de su cauce, y partes de la ciudad de La Habana. La cortina tiene una altura máxima de 29,10m para almacenar un volumen en el NAN de 97,70hm3. La sección de la cortina está compuesta de arcilla homogénea, recubierta en el talud húmedo de losas de hormigón prefabricado por modificación del proyecto original, con el objetivo secundario de embalsar agua para riego. La presa está construida sobre una zona kárstica que disminuye sus niveles notablemente, siendo así que el aliviadero no ha vertido nunca. En un intento por conseguir que la presa embalsara suficiente agua para riego, se inyectó ingentes cantidades de hormigón para sellar las cavernas, lo cual resultó fallido. Como resultado, la presa no cumple el segundo objetivo (por el cual fue recrecida y revestida con losas de hormigón), pero sí el objetivo principal por el que fue construida: regular las avenidas del río Almendares, por lo que no debe en modo alguno considerarse este proyecto como fallido. Además, como resultado indirecto del fenómeno, la presa recarga el manto freático de la cuenca de Vento, del que se alimenta el célebre e importante Acueducto de Albear. Presa Alacranes. En septiembre de 1973, en la presa Alacranes se detectaron procesos de filtración que se manifestaron en toda la longitud de la cortina aguas abajo de la presa principal, en la franja 73 comprendida entre el pie del talud y el antiguo cauce del río paralelo a esta. Las filtraciones, totales medidas desde el inicio, estuvieron en el orden de los 25l/s como promedio. De estos gastos la mayor cuantía se manifestaba a partir de grifones en la zanja de drenaje al pie talud entre la estación 4+00 y la estación 5+00, lugar donde aflora una formación geológica de alto coeficiente de filtración. Como solución se construyó un sistema de drenaje aguas abajo para organizar y poder medir las filtraciones (figura 3.11). Se estaquillaron y observaron permanentemente las zonas de humedad cuando las mismas aparecieron. Estas medidas, aunque no constituyeron una solución, permitieron un control más efectivo del fenómeno. Figura 3.11: Sistemas de control de filtraciones en la presa Alacranes (fotos tomadas en agosto de 2017, luego de una prolongada sequía hidrológica, que llevó el embalse a su cota de volumen muerto). Presa Máximo. La presa Máximo se encuentra ubicada en la provincia Camagüey tiene una cortina de sección mixta, regula el escurrimiento del río con el mismo nombre y según proyecto es de categoría III. Tiene una altura máxima de 22,50m para un volumen en el NAN de 70,55hm 3. La cimentación está basada en aluviones de alta permeabilidad, por tanto, en su proyecto se concibió un dentellón profundo, tiene una berma aguas abajo que oscila entre 3m y 4m en la margen derecha hasta 20m en la margen izquierda cerca de la obra de toma. Tiene hincado no menos de 200m de tablestacas, aun así, cuando el embalse está lleno tiene filtraciones en el orden de los 60l/s a 70l/s. Estas filtraciones no han presentado síntomas 74 de sifonamiento ni arrastre de partículas. La solución a este problema fue la construcción de vertederos para el control de las filtraciones. Presa El Yeso. La presa El Yeso se encuentra ubicada en la provincia de Las Tunas y su construcción concluyó en el año 1988. Regula el escurrimiento del río Vázquez, tiene una altura máxima de 13,18m para un volumen embalsado en el NAN de 4,15hm 3. La geología de su vaso está compuesta de estratos kársticos y cavernas, también contienen mucho yeso. Estos estratos le confieren una gran permeabilidad a esta zona, lo que provoca una gran filtración que aflora aguas abajo de la cortina, las que no han provocado ningún problema de sifonamiento ni asentamiento. Como solución al problema se construyeron vertedores de filtración para cuantificar estos gastos que se filtran. Presa Cautillo. La presa Cautillo, ubicada en la provincia de Granma, regula el río con el mismo nombre, su construcción concluyó en el año 1990 y su cortina está compuesta por materiales mixtos. Tiene una altura máxima de 42,20m para un volumen almacenado en el NAN de 84,42hm 3. Esta presa, tanto el vaso como la cimentación, se encuentra en zonas de alta permeabilidad, estratos kársticos y cavernas que han provocado filtraciones notables de los niveles del agua. Los azolves que llegan han reducido un poco este problema en el vaso, pero en los primeros años incluso fueron vistos pequeños remolinos en el agua. Como solución a este problema se perforó un pozo de alivio aproximadamente a 30m del pie del talud aguas abajo y se construyeron vertedores para medir la filtración, que ha alcanzado hasta 200l/s. 3.6 Agrietamiento Presa Higuanojo. La presa Higuanojo ubicada en la provincia de Santi Spíritus, regula el río del mismo nombre y constituye el caso más célebre de agrietamiento de una presa en Cuba, ya que ocurrió en una época en que aún se desconocía la interpretación del fenómeno y cómo evitarlo durante el proceso de compactación, lo que llevó a pensar en que el mismo había sido provocado de manera intencionada. 75 La cortina de esta presa consta de un núcleo y espaldones de materiales locales y alcanza una altura máxima de 37m para un volumen embalsado en el NAN de 24,40hm 3. En octubre de 1977, al subir el agua en el embalse hasta la cota 56, se detectaron agrietamientos longitudinales en la presa, entre la estación 2+00 y la estación 3+00. Estas grietas penetraron en la cortina hasta 3m llegando a cortar el núcleo en unos 50cm. Alrededor de la estación 1+25 se presentó una grieta transversal que penetró a una profundidad de 3m en la cortina, poniendo en peligro la seguridad de la estructura. Una detallada descripción de esta falla y su reparación, puede encontrarse en el trabajo de (Horta and Montaña (1980)). Presa Alacranes. La presa Alacranes, en el período de abril-mayo del 2005, coincidente con los niveles más bajos del embalse en su historia, ocurrió el agrietamiento en el talud seco de la cortina principal, que se manifestó entre la estación 10+20 y la estación 11+85, alcanzando verticalmente alturas entre 2m y 6m sobre la berma. Esta grieta en forma de media luna se apreció de forma continuada en toda su trayectoria y en calicata realizada en un punto donde su abertura alcanzaba 150mm, se pudo confirmar su presencia en una profundidad superior a los 2m. Abarcaba desde la estación 7+43 a la 12+50, además se observaron grietas más pequeñas, transversales y longitudinales, que abarcaban desde la estación 5+82 a la estación 14+57 (fin de la cortina). Las mismas fueron reparadas en la primera decena de junio y un mes después se produjo el llenado total del embalse con las lluvias del huracán ‘Dennis' sin que ocurriera otra incidencia. 3.7 Conclusiones. La causa más frecuente de fallas en presas de tierra en Cuba es el deslizamiento de taludes, aunque la mayoría no han sido motivo de catástrofes, en ninguno de ellos colapsó la presa. Siguiendo el orden de ocurrencia se encuentra el rebase de la cortina, que sí es motivo de desvelo, y en el que la mayoría de las presas han colapsado formando una brecha por donde se ha vaciado totalmente el embalse. En tercer lugar, el sifonamiento, ha llevado al colapso a dos presas y una tercera nunca llegó a funcionar. Las filtraciones se encuentran en cuarto lugar de las fallas acaecidas en el país, y nunca han sido catastróficas. En último lugar se encuentra el agrietamiento, siendo la menos frecuente en cuanto a incidentes graves. De 76 todas las presas analizadas, se hace un análisis según el origen de la falla, el cual se resume en la figura 3.12. Filtraciones Agrietamiento 10% 4% Sifonamiento Deslizamiento 21% de talud 38% Rebase de la cortina 27% Figura 3.12: Orden de ocurrencia de fallos en presas de materiales suelto de presas en Cuba. Haciendo un estudio del comportamiento de los fallos por la edad de la presa (tabla 3.1), se puede apreciar que el mayor porciento de presas que han fallado por deslizamiento de taludes ocurre en los primeros cinco años de explotación, lo que se puede adjudicar a problemas en la calidad de la construcción. Algo muy similar pasa con el rebase de la cortina, pero en los casos de sifonamiento y filtraciones ocurren a edades más tempranas, por lo general en el llenado del embalse o en su primer año de explotación. Los agrietamientos aparecen a edades tempranas debido a los esfuerzos de tracción por el llenado y durante la vida útil de la presa originados generalmente por las grandes sequías. Tabla 3.3: Distribución de las fallas en función de la edad de la presa para Cuba Edad de la Deslizamiento Rebase de Sifonamiento Filtraciones Agrietamiento presa cuando de talud la cortina % % % falló (años) % % 0-1 10 14 45 100 50 1-5 30 29 0 0 0 5-10 0 14 0 0 0 10-20 30 7 10 0 0 20-30 5 0 0 0 0 30-40 15 0 0 0 50 40-50 5 0 0 0 0 50-100 0 0 0 0 0 No se sabe 5 36 45 0 0 77 En la figura 3.13 se observa el nivel de daño en la estructura causado por los fallos, en los casos en que la presa colapsó accidental o de forma intencionada. Colapsó No colapsó 25% 69% Colapso intencional 6% Figura 3.13: Grado de afectación a la cortina de la presa. Del total de las presas falladas en Cuba, hay cuatro fuera de funcionamiento, tres de ellas colapsaron, no se repararon y se dieron de baja del sistema nacional de presas; la cuarta no llegó al colapso, pero está en proceso de darse de baja del catastro nacional de presas. En la figura 3.14 se observa el porciento que representan las presas que han fallado y continúan operando y las que no, del 100% de los casos de estudio. 100% 90% 80% 70% 60% 92 Presas que operan 50% Presas que no operan 40% 30% 20% 10% 8 0% Figura 3.14: Porciento de presas que operan y no, del total de las muestreadas. Como conclusiones adicionales, puede aseverarse que: 78 El orden de ocurrencia de fallas en presas de materiales sueltos en el mundo ha variado siendo el sifonamiento la causa más frecuente. Las principales fallas en presas de materiales sueltos a nivel internacional en orden de mayor a menor ocurrencia son: sifonamiento, rebase de la cortina, deslizamiento de talud, agrietamiento, sismo y filtraciones. Con estos estudios demuestra que el comportamiento a través del tiempo de la ocurrencia de los fallos es variable, puede cambiar y ha cambiado. En Cuba el comportamiento del orden de ocurrencia de fallas en presas de materiales sueltos difiere un poco con respecto al mundo, siendo de mayor a menor: deslizamiento de taludes, rebase de la cortina, sifonamiento, filtraciones y agrietamiento. El fallo por rebase de la cortina en Cuba ha sido la causa que más ha dañado las presas, llegando a provocar brechas en sus cortinas, de las catorce presas en que ocurrió este fenómeno nueve de ellas colapsaron, y en una se ejecutó el colapso intencional en varias ocasiones. 79 Capítulo 4 80 Capítulo 4: Análisis de la estabilidad de taludes en tres casos de estudio. 4.1 Introducción. En el presente capítulo, se describen tres casos de estudio y se modelan mediante el programa GeoStudio 2007, considerando tres condiciones de drenaje: de proyecto, con drenes semiocluidos y con drenes totalmente ocluidos, en busca de la interpretación de las fallas por estabilidad de taludes que en ellas acontecieron. Los casos analizados en la modelación en el GeoStudio 2007 son las presas cubanas: Minerva, Najasa ll y Del Medio-Las Nuevas pertenecientes a las provincias de Villa Clara, Camagüey y al municipio especial Isla de la Juventud respectivamente. Se escogieron estas obras ya que presentan sistemas de drenaje diferentes, por lo que en la modelación se evidenciará el comportamiento de estos sistemas de drenaje en distintas situaciones, simulando su oclusión. Otros detalles de estas presas ya fueron descritos en el capítulo 3 de esta monografía. Por limitaciones de los datos disponibles, de los que se carece la estratigrafía subyacente al terraplén de estos casos de estudio, se modeló solamente la influencia de la variación de las condiciones de drenaje en la estabilidad de taludes del terraplén, considerando superficies de falla que no cortan el cimiento. Se modela el estado de operación de estos tres casos, por ser el más desfavorable, o sea, el que conduce a una catástrofe al ocurrir la falla del talud aguas abajo. 4.2 Modelación de la presa Minerva. La presa Minerva es de tipo homogénea de arcilla, con prisma de piedra como sistema de drenaje. La sección transversal de proyecto se muestra en la figura 4.1 y su modelo físico- matemático elaborado en Geostudio 2007 se muestra en la figura 4.2. Figura 4.1: Sección transversal de proyecto de la presa Minerva. 81 Figura 4.2: Sección transversal de la presa Minerva, modelada en GeoStudio 2017. Los parámetros físico-mecánicos de los suelos considerados en la modelación de la presa Minerva, se describen en la tabla 4.1. Tabla 4.1: Parámetros físico mecánicos considerados en la modelación de la presa Minerva. La variación de la condición de drenaje se realizó a través de la longitud de la superficie drenante, que en este caso tuvo tres valores: 12,80m (condición de drenaje óptima), 11,20m (condición de drenes semiocluidos) y 8,90m (condición de drenes ocluidos). La influencia de la variación de las condiciones de drenaje, en la posición de la LCS de la presa Minerva, puede apreciarse en las figuras 4.3, 4.4 y 4.5, donde es evidente la elevación de la LCS, casi hasta la tangencia con el talud aguas abajo. Figura 4.3: Red de flujo de la presa Minerva en la condición de drenaje óptima. 82 Figura 4.4: Red de flujo de la presa Minerva en la condición de drenaje semiocluido. Figura 4.5: Red de flujo de la presa Minerva en la condición de drenaje ocluido. Los valores de gasto de filtración por unidad de longitud del terraplén de la presa Minerva, en las tres condiciones de drenaje, se muestran en la tabla 4.2. Tabla 4.2: Gastos de filtración a través del terraplén de la presa Minerva, en tres condiciones de drenaje. Condición de Drenaje Gasto por unidad de longitud de terraplén Óptima 8,56x10-7 m3/s Semiocluido 8,05x10-7 m3/s Ocluido 7,34x10-7 m3/s Finalmente, las superficies de falla de menor factor de seguridad del talud aguas abajo, en cada condición de drenaje, se muestran en las figuras 4.6, 4.7 y 4.8. En el pie de cada figura se expresa el Factor de Seguridad (FS) obtenido por el Método de Bishop. 83 Figura 4.6: Superficie de falla de menor factor de seguridad, en condición óptima de drenaje de la presa Minerva. FS = 1,359. Figura 4.7: Superficie de falla de menor factor de seguridad, en condición de drenaje semiocluido de la presa Minerva. FS = 1,349. Figura 4.8: Superficie de falla de menor factor de seguridad, en condición de drenaje ocluido de la presa Minerva. FS = 1,266. 4.3 Modelación de la presa Najasa II. La presa Najasa II posee un núcleo de arcilla y espaldones de roca, por lo que su sistema de drenaje puede considerarse a pie de talud (refiriéndose al talud del núcleo de la presa). 84 La sección transversal de proyecto se muestra en la figura 4.9 y su modelo físico- matemático elaborado en GeoStudio 2007 se muestra en la figura 4.10. Figura 4.9: Sección transversal de proyecto de la presa Najasa II. Figura 4.10: Sección transversal de la presa Najasa II, modelada en GeoStudio 2017. Los parámetros físico-mecánicos de los suelos considerados en la modelación de la presa Najasa II, se describen en la tabla 4.3. Tabla 4.3: Parámetros físico mecánicos considerados en la modelación de la presa Najasa II. La variación de la condición de drenaje en Najasa II se realizó a través de la permeabilidad del espaldón: 1m/s (condición de drenaje óptima), 0,1m/s (condición de drenes semiocluidos) y 0,01m/s (condición de drenes ocluidos). La influencia de la variación de la permeabilidad del espaldón, en la posición de la LCS de la presa Najasa II, puede apreciarse en las figuras 4.11, 4.12 y 4.13. 85 Figura 4.11: Red de flujo de la presa Najasa II en la condición de drenaje óptima. Figura 4.12: Red de flujo de la presa Najasa II en la condición de drenaje semiocluido. Figura 4.13: Red de flujo de la presa Najasa II en la condición de drenaje ocluido. Los valores de gasto de filtración por unidad de longitud del terraplén de la presa Najasa II, en las tres condiciones de drenaje, se muestran en la tabla 4.4. Tabla 4.4: Gastos de filtración a través del terraplén de la presa Najasa II, en tres condiciones de drenaje. Condición de Drenaje Gasto por unidad de longitud de terraplén Óptima 1,90x10-6 m3/s Semiocluido 1,61x10-6 m3/s Ocluido 1,48x10-6 m3/s Nótese que al reducirse la permeabilidad del drenaje, se eleva el volumen de suelo saturado en el espaldón, lo que sin dudas dará al traste con la estabilidad del talud aguas abajo. 86 Las superficies de falla de menor factor de seguridad del talud aguas abajo, en cada condición de drenaje, se muestran en las figuras 4.14, 4.15 y 4.16. En el pie de cada figura se expresa el Factor de Seguridad (FS) obtenido por el Método de Bishop. Figura 4.14: Superficie de falla de menor factor de seguridad, en condición óptima de drenaje de la presa Najasa II. FS = 1,991. Figura 4.15: Superficie de falla de menor factor de seguridad, en condición de drenaje semiocluido de la presa Najasa II. FS = 1,890. Figura 4.16: Superficie de falla de menor factor de seguridad, en condición de drenaje ocluido de la presa Najasa II. FS = 1,637. 87 4.4 Modelación de la presa Del Medio-Las Nuevas. La presa Del Medio-Las Nuevas es de tipo homogénea de arcilla y posee un colchón como sistema de drenaje, aunque se le agregó por seguridad un drenaje de pie de talud. La sección transversal de proyecto se muestra en la figura 4.17 y su modelo físico-matemático elaborado en GeoStudio 2007 se muestra en la figura 4.18. Figura 4.17: Sección transversal de proyecto de la presa Del Medio-Las Nuevas. Figura 4.18: Sección transversal de la presa Del Medio-Las Nuevas, modelada en GeoStudio 2017. Los parámetros físico-mecánicos de los suelos considerados en la modelación de la presa Del Medio-Las Nuevas, se describen en la tabla 4.5. Tabla 4.5: Parámetros físico mecánicos considerados en la modelación de la presa Del Medio-Las Nuevas. La variación de la condición de drenaje en este caso se realizó a través de la longitud de la superficie drenante (al igual que en la presa Minerva) ahora con tres valores: 22,00m (condición de drenaje óptima), 17,00m (condición de drenes semiocluidos) y 12,00m (condición de drenes ocluidos). La influencia de la variación de las condiciones de drenaje, en la posición de la LCS de esta presa puede apreciarse en las figuras 4.19, 4.20 y 4.21, 88 donde de nuevo es evidente la elevación de la LCS, aproximándose peligrosamente al talud aguas abajo. Figura 4.19: Posición de la LCS de la presa Del Medio-Las Nuevas en la condición de drenaje óptima. Figura 4.20: Posición de la LCS de la presa Del Medio-Las Nuevas en la condición de drenaje semiocluido. Figura 4.21: Posición de la LCS de la presa Del Medio-Las Nuevas en la condición de drenaje ocluido. Los valores de gasto de filtración por unidad de longitud del terraplén de la presa Del Medio- Las Nuevas, en las tres condiciones de drenaje, se muestran en la tabla 4.6. Las superficies de falla de menor factor de seguridad del talud aguas abajo, en cada condición de drenaje, se muestran en las figuras 4.22, 4.23 y 4.24. En el pie de cada figura se expresa el Factor de Seguridad (FS) obtenido por el Método de Bishop. 89 Tabla 4.6: Gastos de filtración a través del terraplén de la presa Del Medio-Las Nuevas, en tres condiciones de drenaje. Condición de Drenaje Gasto por unidad de longitud de terraplén Óptima 1,90x10-6 m3/s Semiocluido 1,61x10-6 m3/s Ocluido 1,48x10-6 m3/s Figura 4.22: Superficie de falla de menor factor de seguridad, en condición óptima de drenaje de la presa Del Medio-Las Nuevas. FS = 2,658. Figura 4.23: Superficie de falla de menor factor de seguridad, en condición de drenaje semiocluido de la presa Del Medio-Las Nuevas. FS = 2,506. Figura 4.24: Superficie de falla de menor factor de seguridad, en condición de drenaje ocluido de la presa Del Medio-Las Nuevas. FS = 2,432. 90 4.5 Conclusiones. Los resultados de la modelación en el GeoStudio 2007, del flujo de filtración y la estabilidad de taludes de los tres casos de estudio con diferentes sistemas de drenaje y estados de colmatación, demuestran que el factor de seguridad mínimo del talud se reduce siempre que el estado de oclusión de los drenes se incrementa. En los sistemas de drenaje estudiados, la mayor reducción del factor de seguridad ocurre en el prisma de drenaje (caso presa Minerva) mientras que la menor reducción ocurre en el colchón de drenaje (caso presa Del Medio-Las Nuevas), haciendo de este último sistema el más eficiente, lo que respalda la preferencia de su utilización por los ingenieros en presas de tierra en Cuba. 91 Referencias bibliográficas Ágreda, E. A. P. d. (2005). "Estabilidad de Taludes." Armas, N. R. (2002). 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Altura Año de Año de Nombre de la de la Muertos País Tipo de fallo construcción la falla presa cortina (m) 1950 1950 Poggio Canulli Italia sismo, licuación de la cimentación * 1950 Flood Detention sifonamiento por el cuerpo 1949 1950 Reservoir No,1 USA sifonamiento por fuera del conducto 1949 1950 Red Mountain 18 USA sifonamiento por la cimentación 1907 1951 Worster 21 USA sifonamiento 1950 1951 Masterson 18,3 USA sifonamiento 1912 1951 Worcester 20,7 USA sifonamiento por filtración deslizamiento debido a filtraciones durante la 1948 1951 USA Yuba 8 explotación 1949 1951 Heiwaike 20 Japón sobrepaso 1912 1952 Dry Canion 20 USA sismo, licuación en el cuerpo de la presa * 1952 Santa Ana sifonamiento deslizamiento debido a filtraciones durante la 1962 1952 Gran Bretaña Tittesworth 31 explotación 1937 1952 Val Marie Canadá sobrepaso, insuficiencia del aliviadero 1942 1952 Duncairn 20 Canadá sobrepaso, insuficiencia del aliviadero 1869 1953 Harrogate 9 Gran Bretaña agrietamiento del núcleo * 1953 Juniper Creek USA sifonamiento a la salida del conducto 1898 1953 Toreson 15 USA sifonamiento por fuera del conducto * 1953 Pescaditos México deslizamiento de talud deslizamiento de talud con cimentación durante la 1942 1953 India Palakmati 15 construcción 1942 1954 Coleman USA agrietamiento debido a desplazamiento horizontal 1950 1954 Dickinson 19 USA sobrepaso por eventos no considerados 93 Altura Año de Año de Nombre de la de la Muertos País Tipo de fallo construcción la falla presa cortina (m) * 1955 Humboldt Lake sifonamiento en el contacto con el aliviadero 1921 1956 Gocdrich 14 USA sifonamiento por el cuerpo * 1956 Baker Pond 5,5 USA sifonamiento por fuera del conducto deslizamiento de talud aguas arriba desembalse 1952 1956 USA Harlan County 31 rápido 1912 1956 Ashizawa 15 0 Japón sobrepaso 1956 1956 Little River 14 Canadá sobrepaso por eventos no considerados 1952 1957 East Branch 59 USA sifonamiento Terrace 1912 1957 USA sifonamiento por el cuerpo Reservoir 48 * 1957 Owl Creek Site 13 8,5 USA sifonamiento por fuera del conducto deslizamiento debido a filtraciones durante la 1930 1957 USA Jackson's Bluff 17 explotación deslizamiento debido a filtraciones durante la 1957 1957 USA Otter Brook 41 explotación 1907 1958 Great Western 19 USA agrietamiento debido a asentamiento 1957 1958 Kaddam project 41 India sobrepaso 1915 1959 Hebgen 37 USA agrietamiento debido a asentamiento * 1959 Kaila India agrietamiento debido a asentamiento * 1959 Echo Lake 5,5 sifonamiento Cobb Creek deslizamiento de talud con cimentación durante la 1959 1959 USA Watershed 23 construcción 1931 1959 Sose 54 Alemania sobrepaso por eventos no considerados 1959 1960 Penn Forest 52 USA sifonamiento Little Wewoka * 1960 sifonamiento (suelos dispersivos) Creek Site 17 7,3 Alamo Arroyo 1960 1960 USA sifonamiento por la cimentación Site 2 21 94 Altura Año de Año de Nombre de la de la Muertos País Tipo de fallo construcción la falla presa cortina (m) * 1960 Torre La Vega España sobrepaso 1960 1960 Oros 35 1000 Brasil sobrepaso 1961 1961 Panshet 61 India agrietamiento debido a un llenado rápido 1961 1961 Ortotokoyskaya 52 USSR sifonamiento 1956 1961 Woodrat Knob 26 USA sifonamiento por el cuerpo 1961 Crystal Lake 15,2 sifonamiento por filtración 1960 1961 Fourth Lake 22 Canadá sifonamiento por la cimentación deslizamiento de talud con cimentación durante la 1965 1961 USA Waco 43 construcción deslizamiento debido a filtraciones durante la 1956 1961 India Sampana Tank 23 explotación * 1961 Babii Yar 145 URSS sobrepaso 1940 1961 Hyokiri 16 250 Corea del Sur sobrepaso 1956 1961 Kharagpur 24 India sobrepaso * 1961 Homs Siria sobrepaso, insuficiencia del aliviadero 1961 1962 Vir 54 India agrietamiento debido a asentamiento * 1962 Sunrise Lake sifonamiento Washington * 1962 sifonamiento County Lake 7,9 Jennings Creek 1962 1962 USA sifonamiento por la cimentación No, 5 20 Jennings Creek 1962 1962 USA sifonamiento por la cimentación No, 13 23 * 1962 Steinaker 43 USA sifonamiento por la cimentación deslizamiento de talud con cimentación durante la 1962 1962 Gran Bretaña Greenbooth 36 construcción 1951 1963 Baldwin Hills 20,1 5 USA agrietamiento * 1963 Spaulding Pond USA sifonamiento 95 Altura Año de Año de Nombre de la de la Muertos País Tipo de fallo construcción la falla presa cortina (m) * 1963 Lambert 16,5 sifonamiento por el cuerpo 1962 1963 Dudhava 32 India sifonamiento por la cimentación 1963 1963 Flagstaff G, 16 Australia sifonamiento por la cimentación 1961 1963 Sarda Sagar 16 India sifonamiento por la cimentación Jennings Creek 1962 1963 sifonamiento por la cimentación Watershed 3 21 Ogayarindo 1944 1963 Japón sobrepaso Tameike 19 1946 1963 El Estribón 21 México sobrepaso por eventos no considerados 1963 1963 Hyland 24 Australia sobrepaso por eventos no considerados 1960 1963 Colley Lake 19 USA sobrepaso, insuficiencia del aliviadero 1940 1964 Willow Creek 37 USA agrietamiento debido a asentamiento 1963 1964 Cougar 170 USA agrietamiento debido a asentamiento Upper Red rock * 1964 USA sifonamiento (suelos dispersivos) site 48 7 Caney Coon * 1964 sifonamiento (suelos dispersivos) Creek Site 2 1964 1964 Golder 40 USA sifonamiento por la cimentación Jennings Creek 1960 1964 USA sifonamiento por la cimentación No, 16 17 * 1964 Patince 4 Checoslovaquia sifonamiento por la cimentación 1964 1964 Sallisaw Creek 18 USA sifonamiento por la cimentación * 1964 Siburúa Venezuela deslizamiento de talud Lower Two 1913 1964 USA sobrepaso Medicine 12 27 1914 1964 Swift 58 19 USA sobrepaso 1964 1964 Hell Hole 67 USA sobrepaso en etapa constructiva, 96 Altura Año de Año de Nombre de la de la Muertos País Tipo de fallo construcción la falla presa cortina (m) Charles Lee 1938 1964 USA sobrepaso por eventos no considerados Tilden 27 * 1964 Ortuella España sobrepaso, insuficiencia del aliviadero 1963 1965 El Isiro 30 Venezuela agrietamiento debido a asentamiento * 1965 West Branch 28 USA agrietamiento debido a asentamiento * 1965 El Sirio agrietamiento longitudinal * 1965 Las Tinas Venezuela sifonamiento (suelos dispersivos) 1964 1965 Fontenelle 39 0 USA sifonamiento entre el estribo y presa Yards Creek 1965 1965 USA sifonamiento por el cuerpo Upper Res 24 Alto Pass * 1965 sifonamiento por fuera del conducto Reservoir 13,7 * 1965 Cicov Dyke 5 Checoslovaquia sifonamiento por la cimentación 1963 1965 Cowans Ford 40 USA sifonamiento por la cimentación English Water 1965 1965 USA sifonamiento por la cimentación Supply 1965 1965 Sidie Hollow 15 USA sifonamiento por la cimentación 1965 1965 Zimnicea 4 Rumanía sifonamiento por la cimentación 1952 1965 Ovcar Banja 27 sobrepaso 1958 1965 Wesley E, Seale 35 USA sobrepaso por eventos no considerados * 1966 Balderhead Gran Bretaña agrietamiento 1965 1966 Hyttejuvet 93 Norway sifonamiento * 1966 Lake Latonka 10,4 sifonamiento por debajo del aliviadero 1850 1966 Emery 15 USA sifonamiento por fuera del conducto * 1966 Zgorigrad 12 96 Bulgaria sobrepaso * 1966 Gad on Timis 6 Rumanía sobrepaso, insuficiencia del aliviadero Timber Creek * 1967 sifonamiento por el cuerpo Watershed 9,4 97 Altura Año de Año de Nombre de la de la Muertos País Tipo de fallo construcción la falla presa cortina (m) 1951 1967 Wolf Creek 61 USA sifonamiento por la cimentación * 1967 Return Creek 19 Australia sobrepaso 1967 1967 Sempor 54 200 Indonesia sobrepaso, insuficiencia del aliviadero 1965 1968 Hrinova 42 Checoslovaquia agrietamiento del núcleo 1966 1968 Rowallan 43 Australia sifonamiento * 1968 Tulé Venezuela deslizamiento de talud * 1968 Chitauni India sobrepaso 1965 1968 Lee Lake 7,6 2 USA sobrepaso 1970 1968 Rio Tinto - Odiel 35 España sobrepaso, insuficiencia del aliviadero 1960 1969 Cuga 54 Italia agrietamiento debido a asentamiento * 1969 Dique Laguna México sifonamiento * 1969 Pine Ridge sifonamiento * 1969 Spruce Lake 7,3 sifonamiento por fuera del conducto Wyoming * 1969 Development Co. sifonamiento por fuera del conducto No. 1, 14,9 Cottonwood 1936 1969 USA sobrepaso River 10 * 1969 Lower Memorial 12 USA sobrepaso * 1969 Norwalk 7 USA sobrepaso 1940 1969 Pardo 15 Argentina sobrepaso por eventos no considerados 1969 1970 Sheep Creek 18 USA sifonamiento por fuera del conducto 1970 Chirache USA filtración(gran filtración por la cortina) 1970 El Estribón deslizamiento de talud 1970 1970 Chfaha Creek 7 sobrepaso 1968 1970 Odiel 35 España sobrepaso * 1970 Vidra-Lotru 118 Rumanía sobrepaso por eventos no considerados 98 Altura Año de Año de Nombre de la de la Muertos País Tipo de fallo construcción la falla presa cortina (m) San Fernando 1930 1971 USA sismo, licuación en el cuerpo de la presa (lower) 43 0 San Fernando 1923 1971 USA sismo, licuación en el cuerpo de la presa (upper) 25 * 1971 La Pereza Venezuela agrietamiento 1910 1971 Catapilco 14 Chile agrietamiento debido a asentamiento 1933 1971 Culimo 37 Chile agrietamiento debido a desplazamiento horizontal * 1971 Sid White USA filtración(gran filtración por la cortina) * 1971 El Zamuro Venezuela filtración(gran filtración por la cortina) * 1971 Upper Cregan 8 Inglaterra sobrepaso * 1972 La Laguna México sifonamiento * 1972 La Escondida México sifonamiento (suelos dispersivos) 1968 1972 Roxo India sifonamiento por fuera del conducto deslizamiento debido a filtraciones durante la 1882 1972 España Perdiguera 11 explotación 1933 1972 Canyon Lake 11,3 33 USA sobrepaso * 1972 Irukaike 27 Japón sobrepaso 1913 1972 Lake Barcroft 21 USA sobrepaso 1970 1972 Xonxa 48 Sudáfrica sobrepaso, insuficiencia del aliviadero 1963 1972 Cringeni 8 Rumanía sobrepaso, insuficiencia del aliviadero Little Chippewa * 1973 agrietamiento debido a asentamiento Creek * 1973 Newton Gulch sifonamiento * 1973 Roundy 3 sifonamiento * 1973 Dexter Creek sifonamiento Earth Resources * 1973 sifonamiento Co. Nacimento, 99 Altura Año de Año de Nombre de la de la Muertos País Tipo de fallo construcción la falla presa cortina (m) Upper Moore 1900 1973 sifonamiento Pond 5,8 * 1973 Lower Latham 8,2 sifonamiento en el contacto con el aliviadero Tupelo Bayou * 1973 sifonamiento por fuera del conducto Site 1 14,6 deslizamiento de talud con cimentación durante la 1871 1973 India Ekruk 27 construcción 1969 1973 Dantiwada 61 India sobrepaso * 1973 Muddy Bayou 7 USA sobrepaso * 1974 Sardis sifonamiento * 1974 D,T, Anderson sifonamiento * 1974 Lake Seneca sifonamiento * 1974 Saddle Lake 7 sifonamiento 1926 1974 Poortjie 18 Sudáfrica sifonamiento por el cuerpo San Francisco de * 1974 USA filtración(gran filtración por la cortina) Macanao * 1974 Hubacov 6 Checoslovaquia sobrepaso * 1974 Swift Irrigation USA sobrepaso 1965 1975 Shimen 46 China sismo, licuación en el cuerpo de la presa * 1975 Sandaoling 17 China agrietamiento debido a asentamiento 1973 1975 Giffaurront 19 Francia agrietamiento debido a desplazamiento horizontal * 1975 Dresser No. 4 32 sifonamiento 1967 1975 Walter Bouldin 50 Venezuela filtración(por el vaso y estribos de la presa) 1974 1975 Elandsdrift 28 Sudáfrica sobrepaso 1952 1975 Shimantan 25 China sobrepaso por eventos no considerados 1956 1975 Banquiao 24 China sobrepaso por eventos no considerados 1951 1975 Panciao 25 China sobrepaso, insuficiencia del aliviadero 100 Altura Año de Año de Nombre de la de la Muertos País Tipo de fallo construcción la falla presa cortina (m) * 1976 Dohue 22 China sismo, licuación de la cimentación * 1976 Paiho 66 China sismo, licuación de la cimentación 1975 1976 Sacele 45 Rumanía agrietamiento 1972 1976 Scotts Peak 43 Australia agrietamiento debido a asentamiento Seymour * 1976 sifonamiento Reservoir 7,3 * 1976 El Corozo Venezuela sifonamiento (suelos dispersivos) 1976 1976 Teton 93 11 USA sifonamiento por filtración deslizamiento de talud con cimentación durante la 1978 1976 Rumanía Plopi 12 construcción Bear Wallow n/a 1976 USA sobrepaso Lake 11 4 1960 1976 Bolan 15 Pakistán sobrepaso 1974 1976 East Fork 62 USA sobrepaso 1976 La Paz 10 430 México sobrepaso 1965 1976 Ohanibara 21 India sobrepaso 1975 1976 Senaca USA sobrepaso * 1976 Zgorigrad sobrepaso 1914 1976 Lower Idaho Falls 15 USA sobrepaso 1906 1976 Guarapiranga 16 Brasil sobrepaso, insuficiencia del aliviadero 1976 1976 Santo Thomas Filipinas sobrepaso, insuficiencia del aliviadero 1976 1976 Dhanibara 21 India sobrepaso, insuficiencia del aliviadero Centennial 1950 1977 USA agrietamiento transversal Narrows Dam * 1977 Eblen No. 2 4,3 sifonamiento Jackson Creek * 1977 sifonamiento Watershed * 1977 Cedar Hills Lake 6,7 sifonamiento por fuera del conducto 101 Altura Año de Año de Nombre de la de la Muertos País Tipo de fallo construcción la falla presa cortina (m) 1937 1977 Toccoo 12 USA sifonamiento por fuera del conducto 1973 1977 Zigoreni 29 Rumanía sifonamiento por la cimentación 1899 1977 Kelly Barnes 12,2 29 USA deslizamiento de talud * 1977 Torn River USSR sobrepaso 1975 1977 Hans Stij, Coffer 18 Sudáfrica sobrepaso 1961 1977 Laurel Run 13 40 USA sobrepaso 1958 1977 Limoeiro 35 Brasil sobrepaso 1966 1977 Salles Oliveira 41 Brasil sobrepaso 1917 1977 Sandy Run 9 5 USA sobrepaso * 1977 Tater Hill 7 USA sobrepaso * 1977 Tocoa 6 37 USA sobrepaso * 1977 kodaganar India sobrepaso Euclides da 1958 1977 Brasil sobrepaso por eventos no considerados Cunha 59 1977 1977 Hans Strydon 57 Sudáfrica sobrepaso, insuficiencia del aliviadero * 1978 Bad Axe agrietamiento Wadi Qattarah 1975 1978 Libia sifonamiento Lower * 1978 Otter 6,1 sifonamiento Pioneer * 1978 Monument State sifonamiento a la salida del conducto Park, * 1978 Lower Stichcomb 4,2 sifonamiento por acción animal Upper Lebanon * 1978 sifonamiento por acción animal Reservoir No. 1 * 1978 Sarnia 6,1 sifonamiento por fuera del conducto 1977 1978 Virsolt 14 Rumanía sifonamiento por la cimentación 102 Altura Año de Año de Nombre de la de la Muertos País Tipo de fallo construcción la falla presa cortina (m) Wadi Qattarah 1974 1978 Libia sifonamiento por la cimentación upper 32 * 1978 Wesley Raley sifonamiento por la cimentación * 1978 Pinkston 21,3 sifonamiento por licuación estática Cuatricentenario * 1978 de la Ciudad de Venezuela deslizamiento de talud Carora deslizamiento debido a filtraciones durante la 1900 1978 España Valdelafuen 7 explotación * 1979 Martin Plant USA sifonamiento * 1979 Edwards 5,8 sifonamiento * 1979 Vance Lake 7,3 sifonamiento * 1979 Nanaksagar India sifonamiento * 1979 Millsboro Pond 3,7 sifonamiento por fuera del conducto White Brook 1949 1979 USA sifonamiento por fuera del conducto (Upper) 19 deslizamiento debido a filtraciones durante la * 1979 Fertile Mill 3,4 explotación 1972 1979 Machhu II 26 2000 India sobrepaso * 1980 Clear River sifonamiento * 1980 Clear Creek No, 2 sifonamiento * 1980 Crump Reservoir 4,6 sifonamiento * 1980 Snow Bird Lake 5,5 sifonamiento * 1980 Saint John 11,9 sifonamiento (suelos dispersivos) Prospect * 1980 sifonamiento por acción animal Reservoir Fairfield Swamp * 1980 sifonamiento por el cuerpo Pond 103 Altura Año de Año de Nombre de la de la Muertos País Tipo de fallo construcción la falla presa cortina (m) * 1980 Stewart sifonamiento por fuera del conducto * 1980 El Cují Venezuela deslizamiento de talud Elkem fluid * 1980 deslizamiento de talud waste pond 3A Johnston City * 1981 sifonamiento por acción animal Lake 4,3 * 1981 Allen sifonamiento por la cimentación 1971 1981 Loerie 26 Sudáfrica sobrepaso * 1982 Mann Creek sifonamiento * 1982 Río Negro sifonamiento (suelos dispersivos) 1903 1982 Lawn Lake 7,9 3 USA sifonamiento por fuera del conducto 1904 1982 Bishop 6 USA sobrepaso 1971 1982 Bushy Hill 8 USA sobrepaso * 1982 Cameron 6 USA sobrepaso * 1982 Howard 8 USA sobrepaso 1980 1982 Tous 77 40 España sobrepaso * 1982 Upper Bond 5 USA sobrepaso * 1983 Laramie sifonamiento a la salida del conducto East Purington * 1983 sifonamiento por fuera del conducto Lake 1959 1983 D,M,A,D, 8,8 1 USA sobrepaso Roxboro * 1984 Municipal Lake USA sifonamiento Dam * 1984 Halls Lake sifonamiento * 1984 Del Rio Creek sifonamiento * 1984 Haas Pond 4 sifonamiento * 1984 Toliver sifonamiento 104 Altura Año de Año de Nombre de la de la Muertos País Tipo de fallo construcción la falla presa cortina (m) * 1984 Las Majaguas Venezuela sifonamiento (suelos dispersivos) * 1984 Ireland No. 5 6,1 sifonamiento por debajo del aliviadero sifonamiento, mala compactación cerca de los * 1985 Loveton Farms objetos de obra 1966 1985 Noppikoski 19 Suecia sobrepaso * 1986 Cedar Lake USA agrietamiento * 1986 Ridgway agrietamiento debido a asentamiento * 1986 Noonan sifonamiento * 1986 Piketberg sifonamiento (suelos dispersivos) Upper red rock 1973 1986 USA sifonamiento (suelos dispersivos) site 20 9,4 * 1986 Simpson 5 sifonamiento por fuera del conducto * 1986 Huangmeishan deslizamiento de talud * 1987 Sky Lake No. 1 sifonamiento Little Washita * 1987 sifonamiento por la cimentación River Site 13 10,7 * 1988 Bischel 3,7 sifonamiento * 1988 Wallace Lake 4,3 sifonamiento Hein Coulee * 1988 sifonamiento entre el estribo y el aliviadero Structure 1974 1988 Spitskop 17 Sudáfrica sobrepaso 1951 1989 Austrian 55 USA sismo agrietamiento Medford Quarry * 1989 Wash Water sifonamiento Lake * 1989 Holmdel Park sifonamiento por fuera del conducto * 1989 Quail Creek Dike USA sifonamiento por la cimentación * 1989 Turimique Venezuela filtración(por el vaso) 105 Altura Año de Año de Nombre de la de la Muertos País Tipo de fallo construcción la falla presa cortina (m) deslizamiento debido a filtraciones durante la * 1989 Southern Clay explotación 1934 1989 Nix Lake 7 1 USA sobrepaso * 1990 Riddel Pond sifonamiento * 1990 Eight Trout Club sifonamiento en el contacto con el aliviadero 1935 1990 Lake Darling 13 USA sifonamiento por el cuerpo 1900 1990 Kendall Lake 5,5 4 USA sobrepaso * 1991 El Batán México agrietamiento debido a un llenado rápido * 1991 Hester Lake sifonamiento en el contacto con el aliviadero * 1991 Swanson sifonamiento en el contacto con el aliviadero * 1991 Belci Rumanía sobrepaso * 1991 Hueque Venezuela sobrepaso en etapa constructiva, * 1992 Black rock sifonamiento por fuera del conducto * 1992 Santa Rosa México sobrepaso * 1993 Pablo USA agrietamiento * 1993 Gouhou China sifonamiento * 1993 Partridge Lake sifonamiento a la salida del conducto Knodle * 1993 sifonamiento entre el estribo y el aliviadero (Hurdsfield) Iowa Beef * 1993 Processors USA sifonamiento por acción animal Waste Pond 1992 1993 Annapolis Mall 8 USA sifonamiento por fuera del conducto * 1993 Lagartijo Venezuela deslizamiento de talud * 1993 Chinook USA sobrepaso East Peoria * 1994 Dredge Disposal sifonamiento Facility 106 Altura Año de Año de Nombre de la de la Muertos País Tipo de fallo construcción la falla presa cortina (m) * 1994 Eleva Roller Mill 4,3 sifonamiento por acción animal * 1994 Arrowhead lake 5,5 USA sifonamiento por fuera del conducto * 1994 Tirlyan sobrepaso * 1995 Lake Gary 12,2 sifonamiento * 1995 Troy 13,1 sifonamiento entre el estribo y presa * 1995 Lake Lynn 2,1 sifonamiento por debajo del aliviadero * 1995 Boyd Reservoir 9,8 sifonamiento por el cuerpo * 1995 Eureka Holding 12,2 sifonamiento por el cuerpo CSC Orchards * 1995 Frost Protection USA sifonamiento por fuera del conducto Pond * 1995 Hanzel Lake 2,1 sifonamiento por fuera del conducto Frenchman * 1995 sifonamiento por la cimentación Creek 7,3 1960 1995 Dalewood 11 Venezuela filtración(por el vaso) * 1996 Olufson USA sifonamiento 1965 1996 Balman 10 USA sifonamiento * 1996 Rinse sifonamiento Vernon Marsh- * 1996 sifonamiento Ref. Flowage 2,1 1955 1996 Crossgate 8 USA sifonamiento * 1996 Mallard Lake 6,4 sifonamiento por acción animal * 1996 Bergeron 11 1 sifonamiento por debajo del aliviadero Mendham * 1996 sifonamiento por debajo del aliviadero Reservoir * 1996 Cranberry Creek sifonamiento por fuera del conducto * 1996 Henry sifonamiento por fuera del conducto * 1996 Pao La Balsa Venezuela deslizamiento de talud 107 Altura Año de Año de Nombre de la de la Muertos País Tipo de fallo construcción la falla presa cortina (m) * 1997 Holland 4 agrietamiento Forsyth * 1997 sifonamiento Rerservoir 6,1 * 1997 East Head Pond 4,6 sifonamiento 1961 1997 Hernandez Dam 38 USA sifonamiento 1996 1997 Anita 11 0 USA sifonamiento (suelos dispersivos) Wishkah * 1997 sifonamiento entre el estribo y presa Reservoir No. 2 14,3 * 1997 Udall 7,3 sifonamiento por acción animal * 1997 Lake Venita 9,1 sifonamiento por el cuerpo * 1997 Empire 4 USA sifonamiento por filtración Galbreath * 1997 sifonamiento por fuera del conducto Sediment Ridgewood * 1997 sifonamiento por fuera del conducto Avenue * 1998 Vertrees 8,2 sifonamiento a la salida del conducto * 1998 Lake Runnemede 4,6 sifonamiento por debajo del aliviadero * 1998 Hematite 4 sifonamiento por fuera del conducto * 1998 Archusa Creek 7,6 USA sobrepaso Rolling Green * 1999 sifonamiento Community Lake * 1999 Waterbury sifonamiento * 1999 Nagels Mill Pond 4,9 sifonamiento por debajo del aliviadero Pittsfield Dredge * 1999 sifonamiento por fuera del conducto Disposal Pond 10,7 Spencer Estates * 1999 sifonamiento por fuera del conducto Detention Basin * 1999 Bent Tree sifonamiento por fuera del conducto 108 Altura Año de Año de Nombre de la de la Muertos País Tipo de fallo construcción la falla presa cortina (m) * 1999 Beldon Pond sifonamiento por ruptura del conducto sifonamiento, mala compactación cerca de los * 1999 México Piedra Blanca objetos de obra * 1999 Tenango México deslizamiento de talud * 1999 El Cristo Venezuela sobrepaso * 1999 El Guapo Venezuela sobrepaso sifonamiento, mala compactación cerca de los * 2000 México Blanca objetos de obra 1959 2001 Chang 15,5 India sismo, licuación de la cimentación 1954 2001 Shivlakha 18 India sismo, licuación de la cimentación 1979 2001 Fatehgadh 11,6 India sismo, licuación de la cimentación 1973 2001 Kaswati 12,9 India sismo, licuación de la cimentación 1959 2001 Suvi 15 India sismo, licuación de la cimentación 1976 2001 Tapar 15,5 India sismo, licuación de la cimentación * 2001 Eagle Lake sifonamiento * 2001 Lake Nora 18,3 sifonamiento * 2001 Lake Flamingo 8,2 sifonamiento por fuera del conducto deslizamiento debido a filtraciones durante la * 2001 Bridgefield Lake 7,6 explotación Sauk River deslizamiento debido a filtraciones durante la * 2001 Melrose 8,2 explotación * 2001 Hearns Pond USA sobrepaso * 2002 Sugar Mill sifonamiento 1914 2002 Swift No 2 48 USA sifonamiento * 2002 Royal Oaks 7,6 sifonamiento * 2002 Big Sand Creek 7,6 sifonamiento por acción animal Smith River * 2002 sifonamiento por acción animal Lumber 8,2 109 Altura Año de Año de Nombre de la de la Muertos País Tipo de fallo construcción la falla presa cortina (m) Carninal Club * 2002 sifonamiento por fuera del conducto Pond 3,7 Clarke Apple * 2002 sifonamiento por fuera del conducto Orchard Lake * 2002 Beech Lake 6,7 sifonamiento por ruptura del conducto * 2002 El Capulín México sobrepaso * 2003 Beltzville 52 USA sifonamiento 1983 2003 Clair Peak 8 USA sifonamiento * 2003 Brindley sifonamiento a la salida del conducto Johny Stewart * 2003 sifonamiento por acción animal Pond sifonamiento, mala compactación cerca de los * 2003 Bebelamas objetos de obra * 2003 El Conejo II México deslizamiento de talud * 2003 Silver Lake USA sobrepaso * 2003 Tourist Park USA sobrepaso Virginia Kendal * 2003 USA sobrepaso Park * 2004 Betsy lake USA sifonamiento * 2004 Big Bay lake 15 0 USA sifonamiento * 2004 Pasture Canyon sifonamiento * 2004 Faulkner Lake 9,1 sifonamiento por debajo del aliviadero * 2004 Shale Creek 4,6 sifonamiento por ruptura del conducto * 2004 Lake Idylwild USA sobrepaso * 2005 Hadlock Pond USA sifonamiento * 2005 Dennery Lake 6,7 sifonamiento por acción animal 110 Altura Año de Año de Nombre de la de la Muertos País Tipo de fallo construcción la falla presa cortina (m) Simplot * 2005 Wastewater USA sobrepaso Lagoon No, 1 Taum Sauk * 2005 (Upper) USA sobrepaso Reservoir Dam 0 * 2005 Shakidor sobrepaso por eventos no considerados * 2006 A, V, Watkins USA sifonamiento * 2006 Lake Needwood USA sifonamiento 1890 2006 Ka Loko 13,4 USA sobrepaso Hayden's Mill * 2007 USA sobrepaso Pond * 2007 Rainbow Lake USA sobrepaso * 2007 Sparrow lake sobrepaso * 2009 Situ Gintung agrietamiento Barrage du * 2010 Francia sifonamiento Brault Snohomish * 2010 USA sifonamiento Lagoon 4,6 Caudalosa Chica * 2010 Perú sifonamiento (Tailing) 10 * 2010 Kolontar (Tailing) Hungría sifonamiento * 2010 Testalinden < 15 Canadá sifonamiento * 2010 Granö 9 Suecia sifonamiento * 2010 Kingstowne Park < 15 USA sifonamiento * 2010 Hästberga 7 Suecia sifonamiento 1929 2010 Lake Delhi 18 USA sobrepaso * 2010 Forge Pond 2,4 USA sobrepaso 111 Altura Año de Año de Nombre de la de la Muertos País Tipo de fallo construcción la falla presa cortina (m) * 2010 Sadler Pond < 15 USA sobrepaso * 2010 Geneva Pond < 15 USA sobrepaso * 2010 Blue Pond < 15 USA sobrepaso * 2010 Millbrook Pond < 15 USA sobrepaso * 2010 Lower Sprague < 15 USA sobrepaso * 2010 Glen Rock < 15 USA sobrepaso * 2010 Long Hollow Pike < 15 USA sobrepaso * 2010 Bredthauer < 15 USA sobrepaso * 2010 Ericson < 15 USA sobrepaso * 2010 Zijin (Tailing) China sobrepaso * 2010 Kyzylagash 11 Kazajstán sobrepaso * 2010 Bom Conselho 15 Brasil sobrepaso * 2010 Rose Hill 6,5 USA sobrepaso * 2010 Niedow (Witka) Polonia sobrepaso Subbareddy * 2010 India sobrepaso Sagar * 2011 Fujinuma Japón sismo(provocó deslizamiento de talud) Laneuveville- * 2011 Francia sifonamiento devant-Nancy * 2011 Stamps Lake < 15 USA sifonamiento * 2011 Jensen < 15 USA sifonamiento * 2011 Lewiston Pond < 15 USA sifonamiento * 2011 Boobe Hole 11 USA sifonamiento * 2011 Besines < 15 Francia sifonamiento * 2011 Shadow Lake < 15 USA sifonamiento Puyang River * 2011 China sobrepaso (Zhejiang) < 15 112 Altura Año de Año de Nombre de la de la Muertos País Tipo de fallo construcción la falla presa cortina (m) Campton Pond * 2011 sobrepaso, no colapso Hydro * 2011 Glen Road sobrepaso, no colapso * 2011 Reflection Pond sobrepaso, no colapso * 2012 El Pozuelo México sifonamiento Campos dos * 2012 Brasil sifonamiento Goytacezes 11 * 2012 Timber lake Pond < 15 USA sifonamiento * 2012 Ivanovo Bulgaria sifonamiento Michigan’s * 2012 USA sifonamiento Windoga Lake < 15 * 2012 Oak Grove Lake 9,5 USA sifonamiento * 2015 Lewisville Lake deslizamiento de talud * 2015 Padera lake sobrepaso deslizamiento debido a filtraciones durante la * Gran Bretaña Combs Res, 16 explotación * Ugayarindo 20 Japón sobrepaso Nota: El (*) significa que no se encontró el año de construcción 113 Anexo 2: Presas de materiales sueltos que presentaron fallas en Cuba. Edad de la Otros Volumen presa al Año de Año de Altura Nombre de la presa años en NAN Causa Daño causado Operan momento de construcción falla (m) que falló (hm3) la falla (años) Hidro-regulador 1991 2008 6,92 3,12 rebase de la cortina colapsó si 17 Durán Hidro-regulador Las 1994 6,40 3,15 rebase de la cortina colapsó si Flores La Atalaya 1975 7,07 7,75 rebase de la cortina colapsó si Máximo 1980 1985 22,50 70,55 rebase de la cortina colapsó si 5 Porvenir II 1984 1985 12,40 10,00 rebase de la cortina colapsó si 1 Ortiz 1989 1993 8,00 7,00 rebase de la cortina colapsó si 4 Las Lajas 1990 1993 11,00 7,28 rebase de la cortina colapsó si 3 San José (Lavado 4) 1993 rebase de la cortina colapsó si Mal País II 1968 1976 10,00 8,27 rebase de la cortina colapsó no 8 San Blas sifonamiento colapsó no Las Cabreras 1994 12,20 12,40 sifonamiento colapsó no Viet-Nam Heroico 1966 19,00 43,22 sifonamiento colapsó si Paso Viejo 1990 1991 21,90 12,24 sifonamiento colapsó si 1 Del Medio-Las colapso 1971 1990 15,20 44,50 deslizamiento de talud si Nuevas intencional 19 colapso Las Casas II 1969 6,20 4,75 rebase de la cortina si intencional colapso Hatillo(Santa Rita) 1991 1990 22,30 5,84 sifonamiento si 0 intencional Herradura 1986 1988 23,70 58,31 deslizamiento de talud no colapsó si 2 La Ruda 1978 1996 20,50 10,20 deslizamiento de talud no colapsó si 18 La Cidra 1975 1979 23,50 38,50 deslizamiento de talud no colapsó si 4 Las Nieves 1987 2002 2013 16,55 4,21 deslizamiento de talud no colapsó si 15 El Salto 1980 1980 20,00 9,50 deslizamiento de talud no colapsó si 0 Alacranes 1972 1974 1980/2012 24,50 352,40 deslizamiento de talud no colapsó si 2 Minerva 1971 2015 38,00 123,00 deslizamiento de talud no colapsó si 44 114 Edad de la Otros Volumen presa al Año de Año de Altura Nombre de la presa años en NAN Causa Daño causado Operan momento de construcción falla (m) que falló (hm3) la falla (años) Lebrije 1970 1988 2002 39,50 82,39 deslizamiento de talud no colapsó si 18 La Venera 1976 1976 10,56 3,40 deslizamiento de talud no colapsó si 0 Minas I 1984 2000 2003/2007 11,80 6,40 deslizamiento de talud no colapsó si 16 Najasa II 1990 1994 18,30 87,00 deslizamiento de talud no colapsó si 4 San Pedro 1991 1994 2001 19,40 27,80 deslizamiento de talud no colapsó si 3 Santa Rosa 84 1976 - 10,46 6,48 deslizamiento de talud no colapsó si Cauto del Paso 1991 2012 30,00 330,00 deslizamiento de talud no colapsó si 21 Ojo de Agua 1975 2008 15,50 3,31 deslizamiento de talud no colapsó si 33 Bío 1989 2000 25,20 67,50 deslizamiento de talud no colapsó si 11 Nipe 1977 2008 35,00 112,20 deslizamiento de talud no colapsó si 31 C. M. Céspedes 1967 2004 2007 52,00 243,00 deslizamiento de talud no colapsó si 37 A. Cubano-Búlgara 1986 1990 24,00 137,60 deslizamiento de talud no colapsó si 4 La Ruda 1978 1979 20,50 10,20 rebase de la cortina no colapsó si 1 Abreus 1986 1990 12,50 50,00 rebase de la cortina no colapsó si 4 Dique Barroso 1984 1994 5,51 9,75 rebase de la cortina no colapsó si 10 Copo de Chato 1974 17,70 2,48 rebase de la cortina no colapsó si San Juan de Dios 1989 9,14 7,15 sifonamiento no colapsó si Cauto del Paso 1991 1991 30,00 330,00 sifonamiento no colapsó si 0 Zaza 1972 1972 79/81/99 38,50 1020,00 sifonamiento no colapsó si Santa Inés 1987 1988 9,80 3,08 sifonamiento no colapsó si 1 Libertad 1991 1991 16,80 41,30 sifonamiento no colapsó no 0 Del Medio-Las 1971 1990 15,20 44,50 sifonamiento no colapsó si 19 Nuevas Ejército Rebelde 1976 1976 29,10 97,70 filtraciones no colapsó si 0 Alacranes 1972 1973 24,50 352,40 filtraciones no colapsó si 1 Máximo 1980 1980 22,50 70,55 filtraciones no colapsó si 0 El Yeso 1988 1988 13,18 4,15 filtraciones no colapsó si 0 Cautillo 1990 1990 42,20 84,42 filtraciones no colapsó si 0 115 Edad de la Otros Volumen presa al Año de Año de Altura Nombre de la presa años en NAN Causa Daño causado Operan momento de construcción falla (m) que falló (hm3) la falla (años) Higuanojo 1977 1977 40,00 24,40 agrietamiento no colapsó si 0 Alacranes 1972 2005 24,50 352,40 agrietamiento no colapsó si 33 116 View publication stats