Estabilidad de Presas: Factores de Subpresión e Inyecciones en Ingeniería Civil

Factores Clave que Influyen en la Subpresión de Presas

La subpresión es una fuerza hidrostática ascendente que actúa sobre la base de las presas, y su control es fundamental para garantizar la estabilidad y seguridad de estas estructuras. Diversos factores pueden influir en su magnitud:

Efectos con Implicación en la Subpresión

• Permeabilidad

  Efecto negativo: Cuanto mayor sea la permeabilidad del hormigón, más agua fluirá por el cuerpo de la presa, lo que resultará en mayores presiones intersticiales y, por ende, una mayor subpresión.

• Gravedad

  Produce un efecto favorable (reducción de la subpresión) debido a la pérdida de carga del agua al atravesar el cuerpo de la presa.

• Deformación de la Presa

  La puesta en carga de la presa incrementa la subpresión, ya que el paramento de aguas arriba queda traccionado y el de aguas abajo comprimido. Esto provoca que los poros aguas arriba se dilaten, facilitando el paso del agua a través de la presa.

• Grietas, Juntas y Diaclasas Abiertas

  Efecto negativo debido a la filtración del agua a través de dichas imperfecciones, comprometiendo la integridad estructural.

• Colmatación de Poros

  Efecto negativo debido a la impermeabilización del paramento de aguas abajo a causa de la colmatación de los poros del hormigón, lo que impide que el agua atraviese la presa. Cuando el agua se filtra, arrastra la cal del hormigón, que reacciona con el dióxido de carbono y colmata los poros.

• Sedimentación

  Efecto positivo: La sedimentación de las partículas más finas arrastradas por el río forma una capa que reduce la subpresión en el pie de la presa de aguas arriba.

Inyecciones de Consolidación en la Construcción de Presas

Las inyecciones de consolidación son una técnica esencial en la ingeniería de presas. Se realizan para mejorar la capacidad portante de toda la base del cimiento de la presa, reducir su deformabilidad, rellenar diaclasas y oquedades del terreno, aportando mayor impermeabilidad y, consecuentemente, reduciendo la subpresión.

Métodos de Colocación

Estas inyecciones se realizan mediante perforaciones hasta una profundidad de 15 metros y se instalan al inicio de la construcción. Existen dos métodos principales para su colocación:

1. La primera forma es vertical (en 2 o 3 fases), una vez vertidas 3 o 4 tongadas de hormigón.
2. La segunda forma consiste en realizar las perforaciones desde las galerías perimetrales de la presa.

Aspectos Comunes de las Inyecciones en Presas

Las inyecciones ofrecen muy buenos resultados en zonas de rocas fracturadas. Sin embargo, en rocas blandas y meteorizadas, pueden llegar a fracturar el terreno, por lo que es crucial controlar la presión de inyección que este soporta.

Materiales de Inyección

La inyección puede realizarse con distintos materiales, seleccionados según las características del terreno y los objetivos de la intervención:

• Lechada de cemento convencional.
• Lechada de cemento con aditivo de bentonita o fluidificante en porcentajes bajos.
• Lechada de microcemento.
• Geles o resinas epoxi.
• Mortero.

La dosificación inicial suele ser 2/1 (agua/cemento), para ir reduciendo progresivamente la cantidad de agua hasta alcanzar una relación de 1/2, ajustando la fluidez según las necesidades.

Orden Cronológico de Instalación de Inyecciones

La secuencia de instalación de las inyecciones es crítica para la eficacia del tratamiento y la estabilidad a largo plazo de la presa:

1. Inyecciones de consolidación: Se realizan al inicio de la construcción.
2. Inyecciones de impermeabilización: Se ejecutan al final de la construcción.
3. Drenaje: Se instala también al final de la construcción.
4. Inyecciones de juntas: Se aplican al final de la construcción, preferentemente al final del invierno, cuando las juntas están más abiertas debido a la contracción térmica.