Planificación de Estudios para Proyectos de Ingeniería Hidráulica

Estudios Topográficos

Los estudios topográficos son fundamentales para el proyecto y abarcan los siguientes aspectos:

• Morfología del terreno: Detalle de la configuración superficial.
• Encaje y replanteo de las obras: Posicionamiento preciso de las estructuras.
• Medición de las obras: Cuantificación de volúmenes y superficies.
• Escalas de cartografía:
  • Cartografía existente: 1:50000, 1:25000, 1:10000, 1:5000.
  • Vaso de embalse: 1:5000.
  • Cerradas de presa y obras puntuales: 1:500 o superior.
  • Conducciones: 1:1000.
• Sistema de coordenadas: Definición de un sistema de referencia.
• Plano de comparación: Establecimiento de un nivel de referencia.
• Bases de replanteo: Puntos de control para la ejecución.
• Extensión suficiente: Cobertura adecuada de la zona de estudio.
• Curvas características de un embalse: Relaciones cota-superficie y cota-volúmenes.

Geología y Geotecnia

El estudio geológico y geotécnico es crucial para comprender el comportamiento del terreno en el área del proyecto.

Ámbito de Estudio

La zona afectada por el aprovechamiento incluye:

• Vaso y cerrada del embalse.
• Trazas de conducciones y otras obras lineales del proyecto.
• Ubicación de obras puntuales.

Información Básica de Partida

Se debe recopilar la siguiente información inicial:

• Cartografía geológica general.
• Fotografía aérea (que engloba el estudio geológico regional).
• Cartografía hidrogeológica.
• Inspección visual del terreno.

Parámetros a Analizar

Los principales parámetros a evaluar son:

• Resistencia:
  • Capacidad portante del terreno (tensiones y deformaciones).
  • Excavaciones (dificultad y estabilidad de taludes).
  • Vaso (estabilidad de laderas).
• Permeabilidad:
  • Posición del nivel freático.
  • Filtraciones en la construcción y en la explotación.
  • Nuevas filtraciones por disolución.
  • Embalses: dificultad de corrección.
  • Obras locales: posibilidad de tratamientos localizados.

Reconocimientos del Terreno: Vaso del Embalse

El reconocimiento del terreno en el vaso del embalse se centra en la impermeabilidad y la resistencia.

Impermeabilidad

• Dificultad de detección de filtraciones y de surgencias.
• Especial atención en zonas calizas (cársticas) y solubles (yesos).
• Tratamiento local superficial mediante tapices impermeables u obturación de conductos de entrada.
• Necesidad de control del nivel freático (piezómetros).

Resistencia: Estabilidad de Laderas

• Deslizamiento por incremento de presión intersticial:
  • Reducción de parámetros resistentes en intercalaciones arcillosas.
  • Buzamiento hacia el cauce.
  • Deslizamientos antiguos.
• Tratamiento local:
  • Anclajes mediante bulones o cables.
  • Drenaje para reducir presión intersticial.
• Necesidad de control: tensión en anclajes, movimientos, presiones intersticiales.

Reconocimientos del Terreno: Caracterización de la Cerrada

Procedimientos y Orden de Aplicación

Para la caracterización de la cerrada, se siguen los siguientes procedimientos en un orden específico:

• Análisis de la cartografía geológica general.
• Análisis de la fotografía aérea.
• Inspección visual del terreno.
• Prospección geofísica.
• Calicatas (excavaciones superficiales).
• Sondeos (perforaciones).
• Galerías (ensayos in situ del macizo rocoso).

Prospección Geofísica (Sistema de Refracción)

Este método permite:

• Determinación de la velocidad (v) de propagación de las ondas sísmicas longitudinales (v = f(E, ρ, ν), donde E es el módulo de Young, ρ la densidad y ν el coeficiente de Poisson).
• Procedimiento aproximado para determinar:
  • Espesores de capas con diferentes rigideces (acarreos, espesor aproximado de roca alterada).
  • Módulos de deformación dinámicos (generalmente mayores que los estáticos).
• Es un método económico y rápido.
• Necesidad de complementarlo con sondeos mecánicos para validación.

Calicatas y Zanjas

Permiten un reconocimiento superficial en varios puntos:

• Cuantificación del espesor y características de los materiales más superficiales.
• Posibilidad de alcanzar la roca sana, dependiendo de las características de la maquinaria y de la roca alterada.
• Posición del nivel freático.
• Toma de muestras para análisis en laboratorio.
• Ejecución habitual con retroexcavadora.
• Es un procedimiento económico.

Sondeos

• Objetivo:
  • Confirmar una estructura estratigráfica inicialmente determinada por el estudio geológico regional y la prospección geofísica.
  • Detectar singularidades previsibles según las fases anteriores.
  • Definir la profundidad de cimentación con la mayor exactitud.
• Información que aportan:
  • Características del terreno atravesado, incluyendo zonas sin recuperación de testigo.
  • Pérdidas de agua.
  • Situación del nivel freático.
  • Índice RQD (Rock Quality Designation).
  • Muestras almacenadas previa clasificación.
• Ejecución:
  • Es un procedimiento costoso.
  • Puede ser por percusión o rotación.
• Distribución:
  • Varios a lo largo del eje longitudinal de la presa.
  • La distribución final de sondeos está condicionada a los resultados de los ya ejecutados.
• Orientación:
  • Vertical (ejecución más sencilla y económica).
  • Inclinada (ejecución más compleja y costosa).
• Medida de permeabilidad: A través del ensayo de Lugeon.