62949 Balsas Indices

8/2/2019 62949 Balsas Indices

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> GUASpara el proyecto, construccin, explotacin,

mantenimiento, vigilancia y planes de emergencia

de las balsas de riego con vistas a la seguridad


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Guas para el proyecto, construccin, explotacin,mantenimiento, vigilancia y planes de emergencia

de las balsas de riego con vistas a la seguridad


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Guas para el proyecto, construccin,explotacin, mantenimiento, vigilanciay planes de emergencia de las balsas

de riego con vistas a la seguridad


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Generalitat Valenciana, 2009Edita: Generalitat Valenciana

Conselleria de Medi Ambient, Aigua, Urbanisme i Habitatge

Elaboracin:Coordinacin Emilio Pons Castell, Jee del Servicio de Planicacin y Proyectos (1) Francisco A. Zapata Raboso, Jee de la Seccin de Planicacin Hidrulicade Alicante (1) (2)

Redaccin Jos Luis Adalid Elorza, Catedrtico Emrito de Universidad (2) Carlos M. Ferrer Ferrer, Catedrtico de Universidad (2) J. Batiste Torregrosa Soler, Proesor Titular de Universidad (2)

Equipo de trabajo Francisco Colomer Mendoza, Proesor Ayudante Doctor (3) Jos Javier Ferrn Gozlvez, Proesor Titular de Universidad (2) Andrs Ferrer Gisbert, Proesor Titular de Escuela Universitaria (2) Carlos M. Ferrer Gisbert, Proesor Titular de Universidad (2) Miguel Redn Santa, Proesor Colaborador (2)

Francisco J. Snchez Romero, Proesor Colaborador (2) Alicia Vicente Sanz (1)

Diseo grfco Cristina Fenollosa Antoln Ana Terrn Benages Mesn Gebremichael Werkelul

(1) Direccin General del Agua de la Conselleria de Medi Ambient, Aigua,Urbanisme i Habitatge

(2) Universidad Politcnica de Valencia

(3) Universidad Jaume I de Castelln

Diseo y maquetacin: rea de PublicacionesConselleria d'Indstria, Comer i Innovaci

1 edicin: octubre, 2009

ISBN: 978-84-482-5322-6Depsito legal:

Imprime: Addo impresores, sal ([email protected])


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> Presentacin

El clima de la Comunitat Valenciana se caracteriza, como todos sabemos, por laalternancia de perodos de uerte sequa con episodios de elevada pluviometra eincluso episodios de lluvia torrenciales que dicultan notablemente el ejercicio dela prctica agrcola.

Precisamente, esta caracterstica de nuestro clima mediterrneo propici el desa-rrollo de una agricultura de regado que hoy en da representa el 47% de las tierrascultivadas, de las que, en la actualidad, ms del 70% se riegan mediante el sistemade riego por goteo.

Las necesidades del regado valenciano son satisechas, en parte, por las aguassuperciales reguladas, por las aguas subterrneas de los acueros locales o lautilizacin de aguas depuradas, pero no es suciente por lo que consideramos im-prescindible que contine llegando el agua del trasvase Tajo-Segura.

Estamos convencidos de que los trasvases de aguas excedentarias constituyenla nica orma de que la agricultura siga siendo competitiva y sigamos obteniendoproductos agrarios de gran calidad, que no podramos tener sin el agua del trasvasedel Tajo y que deben ser complementadas con las procedentes del Ebro.

El eje undamental y necesario de esta tierra es el agua. Contamos con una tierrartil y con unos agricultores muy bien preparados, pero necesitamos el agua paraque nuestro campo siga generando productos de gran calidad.

Parte de estos recursos se pueden almacenar en las ms de 3.500 balsas para el

riego que existen en la Comunitat.La mayor parte de estos datos se recogen en las Guas que ahora presentamos y

que son ruto de la colaboracin de la Generalitat con la Unidad Docente de Cons-truccin del Departamento de Ingeniera Rural de la Universidad Politcnica deValencia.

Unas guas que estn destinadas principalmente a acilitar la labor del proyectistay la de los tcnicos encargados de la explotacin y mantenimiento de las balsas deriego poniendo a su disposicin una seleccin de procedimientos y soluciones ante


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hipotticos problemas. En denitiva esperamos que tengan una reerencia que lesacilite su labor diaria con la que contribuyen de manera inestimable a optimizar losescasos recursos hdricos con los que cuenta la Comunitat.

Juan Gabriel Cotino FerrerConseller de Medi Ambient, Aigua,

Urbanisme i Habitatge


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> Prembulo

El objeto de este prembulo es dar a conocer la situacin en que se encuentra laComunidad Valenciana en materia de gestin de balsas de riego y su seguridad.

Antes de dar a conocer el estado en que se encuentra nuestra Comunidad enmateria de gestin de balsas para riego y su seguridad, daremos unas pinceladas delas caractersticas del regado valenciano que de alguna manera pueden justicar elelevado nmero de balsas que existen en la Comunidad Valenciana.

Cuando en 1994 se redact el Plan Director del Regado de la Comunidad Va-

lenciana se detect que la supercie que se haba regado en alguna ocasin es lasiguiente:

Zona Denominacin ha

1234

56789

10111213

Plana de VinarozOropesa CabanesPlana de Castelln MijaresPalancia Los Valles

Cuenca del ro TriaCuenca del ro JcarCuenca de SerpisMarina AltaMarina BajaZona Meridional de AlicanteVinalopHoya de CastallaMontaa de Alicante

10.1333.844

42.80212.430

56.81899.59916.8679.2047.747

87.70029.908

1.3722.507

Total 380.931

Esta supercie, en el ao 2006, disminuy hasta 339.329 ha. Pero a pesar de ello, laimportancia del regado es evidente: de las 719.845 ha de tierras cultivadas, se regaron339.329 ha, lo que supone mas de un 47% de las tierras cultivadas, concentrndoseundamentalmente en las llanuras litorales y en los valles que a ellas conducen.


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Vista general de la balsa Los Cabezos, en el trmino municipal de Villena (Alicante).Capacidad de la balsa 640.000 m3.

Construida sobre terrenos con muy alto contenido de yesos

La caracterstica ms destacada del rgimen de precipitaciones es su irregularidad,tanto espacial como temporal. Aunque la media anual se sita en torno a los 450 mm,

su distribucin espacial es totalmente irregular con zonas con precipitaciones supe-riores a los 800 mm (La Saor) y otras que no superan los 250 mm (Baix Vinalop).

La irregularidad temporal es ms acusada, si cabe, pues son recuentes los pero-dos de uertes sequas, rente a aos de elevada pluviometra, e incluso dentro delciclo anual son sobradamente conocidos los temporales con lluvias torrenciales quellegan a superar los 200 mm/da, con eectos econmicos y ecolgicos devastadoresy que en ocasiones ocurren tras largos perodos de ausencia total de precipitacio-nes.

La evapotranspiracin es tambin muy irregular, teniendo especial incidencia los


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vientos de poniente, que para una buena parte de la Pennsula Ibrica son el mediode transporte de los rentes atlnticos, mientras que cuando alcanzan la ComunidadValenciana tienen un uerte eecto desecante.

La aparente imagen de benignidad del clima mediterrneo presenta, desde el

punto de vista agrcola, no pocas dicultades.Estas caractersticas del clima valenciano son las que motivaron desde tiempo

inmemorial la implantacin del regado, que tradicionalmente ue un riego a pie yahora es mayoritariamente localizado.

Las primeras ciras conocidas de la supercie de riego por goteo en la ComunidadValenciana corresponden al ao 1993. En este ao la supercie de riego localizado erade unas 50.000 ha (el 13% de la supercie regable), alcanzando en el 2007 la cirade 235.000 ha (el 64% de la supercie regable o 70% de la supercie regada).

La evolucin en estos aos ha sido la siguiente:

Provincia 1993 2007 %

Alicante 32.995 98.735 300%

Castellon 7.323 39.550 540%

Valencia 9.957 96.451 970%

Total 50.275 234.736 470%

Las necesidades brutas tericas del regado valenciano son del orden de los 2.000hm3 anuales, que son satisechas por las aguas superciales reguladas y por las aguassubterrneas de los acueros locales (sobreexplotados) prcticamente a partes igua-les y los vitales 125 hm3 del trasvase Tajo-Segura que representa la nica garantade suministro en las comarcas del Baix Vinalop y la Vega Baja de la provincia deAlicante, la utilizacin de las aguas depuradas (unos 128 hm3 tericos) y las aguasdesalinizadas (hasta hoy slo unos 20 hm3).

Las dierencias temporales entre la produccin o suministro de los volmenes,unidas a la dierencia horaria de las tarias elctricas para los bombeos y a la m-nima seguridad rente a las averas, justican sobradamente los volmenes de lasbalsas para riego que veremos a continuacin. Sin embargo, no justican su elevadonmero.

En la Comunidad Valenciana existen ms de 3.500 balsas para el riego con unacapacidad total de ms de 90 hm3.

Su distribucin territorial es la siguiente:


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Alicante Valencia Castelln* Total

Nmero 2.666 714 200 3.580

VOL/ m3 83.166.390 7.591.161 2.175.000 92.932.551

Nm. Inerior a100.000 m3

2481 705 193 3379

Nm. Superiora 100.000 m3

185 9 7 201

* Estimado

A estas habra que aadir la balsa de San Diego en la cola del Trasvase Jucar-Vinalop de 20 hm3, con lo que la capacidad total de las balsas construidas en laComunidad Valenciana es de unos 113 hm3.

El mayor nmero de balsas se concentra en la provincia de Alicante, undamen-talmente en la comarca meridional (2004) y en el Vinalop-Llacant (504) siendoel mximo en el trmino municipal de Orihuela (678).

La tipologa de las balsas y depsitos para riego es muy diversa: metlicos, de hor-mign, de materiales sueltos con pantalla asltica, pero el nmero ms importanteson las de materiales sueltos impermeabilizadas con geomembranas.

La mayora de las balsas ueron construidas por la iniciativa privada para su utili-zacin individual a partir de los aos 60, presentando un gran desarrollo en las dosdcadas siguientes, decayendo paulatinamente su ritmo de construccin. En cuantoa capacidad, la mayor parte ha sido construida a partir de la dcada de los 80 con laparticipacin de las Administraciones Pblicas (Administraciones Agrarias y Conedera-ciones Hidrogrcas) bien con subvenciones, bien como inversiones directas. Adems,este cambio de tendencia coincide con que su promocin, construccin y explotacines para las entidades de riego (undamentalmente las Comunidades de Regantes).

> Situacin actual Solamentesetieneunconocimientoparcialdelasbalsasdestinadasalriego.

Desde la Administracin Autonmica se ha realizado un trabajo de identi-cacin visual sobre otograa area de un vuelo de 1998 que ha permitidoconocer el nmero de balsas, su ubicacin, rea de coronacin y capacidad.El resultado de dicho trabajo son los datos expuestos anteriormente.


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Noexisteunregistrodelasbalsasconstruidas.Comocontinuacindeltrabajo

mencionado, se ha coneccionado un archivo tcnico de 48 balsas donde se han

recogido las principales caractersticas geomtricas, tcnicas, constructivas,etc.

Engeneral,nohaexistidouncontroldelasobrasrealizadas,conexcepcinde

las campaas de seguimiento y evolucin de las geomembranas que ha realiza-

do el CEDEX de las balsas ms representativas que ha construido la Generalitat

Valenciana.

Porotraparte,alserdetitularidadprivadalamayoradelasbalsasconstruidas

(no de las Comunidades de Regantes) unido al buen comportamiento que han

mantenido estas construcciones (el porcentaje de accidentes ha sido mnimo)

y tambin a la conusin existente en cuanto a competencias administrativas y

normativas tcnicas aplicables, ha propiciado la relajacin en el cumplimiento

Vista general de la balsa Alondons, en el trmino municipal de La Vila Joiosa (Alicante).Capacidad de la balsa 300.000 m3.


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de la normativa de seguridad. Prueba de ello es que en el antiguo Ministeriode Medio Ambiente, hasta la entrada en vigor del Real Decreto 9/2008 (el 17de enero de 2008) solo se tena conocimiento de 137 balsas, de las cualessolo estaban clasicadas 52 (32 A o B y 20 C) y nicamente haba dos planes

de emergencia en estudio. Otra prueba de lo anterior, es que, desde la entra-da en vigor del mencionado Real Decreto, que en su disposicin transitoriatercera jaba el plazo de un ao para que los titulares de presas y balsas dealtura superior a 5 metros o de ms de 100.000 m3 de capacidad solicitaransu clasicacin e inscripcin en el registro, no se haban solicitado por ningntitular de balsas de riego, siendo que estas condiciones aectan no slo a las166 balsas de ms de 100.000 m3 detectadas, sino a las de ms de 5 metros dealtura, que pueden estimarse en ms de la mitad de las balsas construidas.

Asmismo,ytambinencolaboracinconlaUniversidadPolitcnicadeVa-

lencia, se han redactado las tres Normas Tcnicas de Seguridad a que hacereerencia el Real Decreto 9/2008 en el artculo 364 (siempre rerindonos abalsas para riego).

> Actuaciones uturasUna vez identicado el problema, designado el rgano competente de la Admi-

nistracin Autonmica, disponiendo de la normativa necesaria y contando con losmedios tcnicos, materiales y humanos, y ante la nula respuesta de los titulares delas balsas una vez trascurrido ms de un ao de vigencia de la entrada en vigor dela modicacin del Reglamento del Dominio Pblico Hidrulico, la AdministracinValenciana es consciente de sus limitaciones ante el nmero tan importante de bal-sas existente, pero tambin es consciente del riesgo que suponen muchas de estasobras, en unos casos por su antigedad (algunas con ms de 40 aos, sin revisionestcnicas sobre todo del estado de las geomembranas y de los elementos de seguridad)y en otros por las posibles aecciones ante el riesgo de rotura en urbanizaciones e

inraestructuras construidas con posterioridad.Ante la imposibilidad material de arontar de una orma global e inmediata la

totalidad del problema, se acometer en una primera ase un plan de actuaciones,priorizando las balsas construidas basndose en criterios de seguridad real.

> Planteamiento generalEl Departamento de Ingeniera Rural de la Universidad Politcnica de Valencia,

tiene establecida una lnea de investigacin sobre obras hidrulicas de riego en


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general, y sobre las balsas de tierra en particular, con una antigedad del orden delos veinticinco aos.

Hace unos diez aos se inici una estrecha colaboracin con la Generalitat Valen-ciana, que ha dado numerosos rutos, siendo uno de ellos las presentes guas

El trabajo para la primera gua, la Gua de proyecto y construccin de balsa de tierra,se llev a cabo en estrecha y ructera colaboracin con los titulares y usuarios de

las instalaciones lo que aport una inestimable fuidez al conocimiento de detallesde su construccin y comportamiento.

Pareci entonces adecuado, aprovechar tanto el trabajo en s, como el clima crea-do, para producir un documento que pudiera servir de gua a proyectistas, titularesy usuarios.

Se concibi, y as se ha desarrollado, como una descripcin analizada y comentadade los diversos tipos de balsas existentes y previsibles, de sus variadas situaciones,en llano, en media ladera, con niveles reticos variables, etc.

Galera visitable de la balsa de Alondons, que aloja las conducciones de entrada y salidade 600 mm y 800 mm de dimetro, respectivamente.


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Una atencin permanente ha sido el utilizar en su benecio, adaptndolo ecaz-mente, el ingente volumen de conocimientos existentes al alcance del proyectistareerido a presas y embalses.

Algunos de ellos cruciales para las presas, como las avenidas y consiguientemente

los aliviaderos, son de poca importancia para las balsas que no tienen avenidas, salvoalgunas que estn en un cauce.

En cambio otros como la proteccin contra la erosin interna, importantes en laspresas, resultan vitales en las balsas simplemente porque el material con el que seconstruyen sus espaldones es el que se excava para obtener parte del volumen deembalse y adems se trata de compensarlo en los diques.

En esas condiciones lo que cabe esperar es que se tengan numerosas vas erosio-nables, anrquicamente repartidas.

En el apartado 6. Drenajes se detalla la aplicacin a las balsas del dren chimeneautilizado por primera vez por Terzagui en la presa brasilea de Vigario, posterior-mente bautizada Presa de Terzagui, y en seis presas brasileas (10 Icold, Montreal1970,Q3-R36) y generalizado despus en el mundo.

Balsa Cerro de las guilas, en el trmino municipal de Monorte del Cid (Alicante) durantesu ejecucin. Capacidad de la balsa 1.100.000 m3.


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En el apartado 16.5, Anexo nm. 5, se trata con detalle la proteccin rente a laerosin interna a lo largo de la supercie exterior de los conductos que atraviesanlos diques o el terreno siguiendo las recomendaciones del XI Congreso Internacional

de Grandes Presas (Madrid, 1973).

Se han glosado sucintamente estos temas para acilitar la comprensin de lo quepodramos llamar la estructura interna de la gua y el modo de aplicacin a las balsas

de la ingente documentacin y experiencia existente sobre las presas.

Otro podra ser el de los desages de ondo, que en las balsas al no tener avenidas

y ser sus volmenes reducidos si pueden permitir en una emergencia rebajar ecaz-mente el nivel en un tiempo breve (horas, uno, dos o tres das) lo que es relevanteen cuanto a su seguridad.

Pero basten en este prembulo estos ejemplos para una puesta en lnea acerca

de esta gua.En cuanto a la gua segunda, la Gua para la explotacin, mantenimiento, vigilancia

y planes de emergencia de las balsas de riego con vistas a la seguridad, su objeto esacilitar el mantenimiento y la vigilancia de los aspectos que pueden llegar a sercrticos en relacin con la seguridad y ello de un modo sucinto y con ejemplos reales

(24 en este caso) que aciliten la mejor comprensin del tema.

Para ello, se ha tenido permanentemente en cuenta la Guia para el proyecto y cons-truccin de balsas de tierra y se ha mantenido un asiduo y bien acogido contacto con

las Comunidades de Regantes a n de amiliarizarse con sus prcticas en la cuestin.Tambin se ha revisado la normativa existente, variada para presas y prcticamentenula para balsas, con el n de utilizar de ellas lo que, convenientemente adaptado,sea til.

Se hace especial hincapi en la erosin interna causa casi nica de las incidenciasy colapsos registrados y en la existencia y uncionamiento de los rganos de desage

de emergencia.

> FinalidadSi entendemos como gestin de seguridad de balsas las actuaciones que debe

realizar la Administracin competente para velar por el cumplimiento de la normativa

de seguridad, la situacin actual en la Comunidad Valenciana es la siguiente:

El 16 de enero de 2008 se public el Real Decreto 9/2008 por el que se modica

el Reglamento del Dominio Pblico Hidrulico. El artculo 360.2 del citado Regla-mento dice textualmente: Las comunidades autnomas designarn a los rganoscompetentes en materia de seguridad en relacin con las presas, embalses y balsas


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situadas en el dominio pblico hidrulico cuya gestin les corresponda y en todo casoen relacin con las presas, embalses y balsas ubicados uera del dominio pblicohidrulico.

Este artculo distingue entre las obras hidrulicas situadas en el dominio pblico

hidrulico cuya gestin corresponda a la Comunidad Autnoma y las situadas ueradel dominio pblico hidrulico.

Con respecto a las obras del segundo supuesto, la Ley 8/2002 de Ordenacin yModernizacin de las Estructuras Agrarias de la Comunidad Valenciana en sus art-culos 29 y 30 dice lo siguiente:

Artculo 29. rgano competente

En este sentido ser competencia de la administracin agraria valenciana,especcamente, el ejercicio de las siguientes unciones: la proyeccin y laejecucin de las obras de inters general de la Comunidad Valenciana.

Vista general de la balsa El Toscar, trmino municipal de Monvar (Alicante). Capacidad de la balsa1.100.000 m3 . Esta balsa regula el postrasvase Jcar-Vinalop en su margen derecha.


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GUA 1 |Gua para el proyecto y construccin de balsas de tierra

[]

La coordinacin, cooperacin y colaboracin con los rganos estatales aquienes corresponda el ejercicio de competencias en materia de aguas parariego.

Artculo 30. Supuestos previos[]

A estos eectos se consideran balsas o depsitos de riego aquellas cons-trucciones destinadas al almacenamiento de agua para riego, situadas uerade cauces pblicos que no interrumpan corrientes superciales y cuyo llenado

se produzca bien desde pozos que aprovechen agua subterrneas o bien deaguas depuradas, desalinizadas o superciales a travs de construcciones omecanismos que permitan el control de los caudales afuentes. En el resto de

los casos, cuando la construccin interrumpa un cauce o corriente supercial,ser de aplicacin la normativa vigente sobre presas y embalses.

Adems el Decreto 131/2007 del Consell por el que se aprueba el ReglamentoFuncional de la Conselleria de Medio Ambiente, Agua, Urbanismo y Vivienda en sudisposicin adicional tercera, dice literalmente:

Las reerencias a la conselleria competente en materia de agricultura ya la Administracin Agraria Valenciana contenidas en la Ley 8/2002, de 5 dediciembre, de Ordenacin y Modernizacin de las Estructuras Agrarias de la Co-munidad Valenciana se entendern hechas a la Consellera de Medio Ambiente,Agua, Urbanismo y Vivienda cuando se reeran a competencias en materia deinraestructuras hidrulicas.

Por ltimo, el Decreto 106/2008 asigna a la Direccin General del Agua de laGeneralitat Valenciana las unciones derivadas del Real Decreto 9/2008.

Por lo tanto, el rgano competente en materia de seguridad en relacin con laspresas, embalses y balsas situados en el dominio pblico hidrulico de la Generalitat

Valenciana y las situadas uera de l son competencia de la Direccin General delAgua, con excepcin de lo dispuesto en el punto 1 del artculo 360 del mencionadoReglamento: La administracin General del Estado es competente en materia deseguridad en relacin a las presas, embalses y balsas situados en el dominio pblico

hidrulico en las demarcaciones hidrogrcas intercomunitarias, as como cuandoconstituyan inraestructuras de inters general del Estado, siempre que le correspondasu explotacin.

Esta conselleria ha continuado la lnea de colaboracin que desde hace aos laGeneralitat Valenciana mantiene con la Unidad Docente de Construccin del Depar-


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tamento de Ingeniera Rural de la Universidad Politcnica de Valencia en materia deobra hidrulica y en especial de las balsas de tierra.

El ltimo ruto de esta colaboracin son las presentes Guas, que en ningn casodeben de tomarse como una normativa, ya que siempre debe conarse en la pro-

esionalidad del Proyectista la eleccin, dimensionamiento y justicacin de lassoluciones que adopte.

El uturo de la colaboracin con la Universidad Politcnica se centrar en la actua-lizacin permanente de estas guas, con el n de que Proyectistas, Directores de Obra,Usuarios y Explotadores, as como los uncionarios responsables de su supervisin,tengan una reerencia que les acilite su labor diaria.

Valencia, junio de 2009


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GUA 1

Gua para el proyectoy construccin de balsas de tierra


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1. INTRODUCCIN

1.1. Objeto y alcance de la gua

En la normativa tcnica de seguridad sobre balsas de riego que la Conselleria deMedio Ambiente, Agua, Urbanismo y Vivienda est elaborando, se jarn las condicionesy requisitos que deben cumplir las balsas y su explotacin para que queden satisechaslas actuales exigencias de seguridad de la sociedad y en la medida de lo previsible, lasuturas, al menos a medio plazo. Pero siguiendo las tendencias actuales no precisa comohacerlo, dejando a la proesionalidad del proyectista la eleccin, dimensionamiento yjusticacin de las soluciones que adopte.

Facilitar esta labor y en cierta medida, homogeneizar indirectamente los criterios, es

la nalidad de la presente gua, que en ningn caso ha de tomarse como normativa sinocomo recopiladora y orientadora, poniendo a disposicin, en un solo documento, unaseleccin de procedimientos y soluciones que en el momento presente se estiman msadecuados. Con el paso del tiempo, quiz no mucho, parte de lo que aqu se propongahabr quedado obsoleto por la evolucin de la tcnica y en algunos casos por la prcti-ca imposibilidad de utilizar buenas soluciones pero que comportan una proporcin deejecucin artesanal no disponible, ni viable econmicamente.

Este modo de hacer es el que ha seguido el Ministerio de Medio Ambiente, con elReglamento Tcnico sobre Seguridad de Presas y Embalses (Orden de 12 de marzo de1996) y las guas que lo han seguido. Dichas guas estn orientadas a presas y embalsesy de ellas puede obtenerse buen partido para las balsas. Pero las balsas, como se verms adelante, son salvo alguna excepcin sustancialmente dierentes de las presas.Por este motivo es aconsejable disponer de una gua especca para ellas.

1.2. Breve resea histrica de las balsas y su evolucin

Las actuales balsas tienen sus humildes antecedentes en las albercas de los huertos

amiliares, pequeos depsitos de 20-100 m3, cuya misin bsica era adaptar el ritmo decaudales entrantes generalmente unas decenas de litros por minuto, al ritmo adecuadopara regar el huerto, unas decenas de litros por segundo, as como poder elegir el mo-mento adecuado para hacerlo. Hay otro tipo de balsas, las naturales, mejoradas o no,que se orman en extensas zonas impermeables, generalmente granitos o mioceno y quesirven de abrevadero para el ganado criado en libertad.

Aparece ya aqu una dierencia uncional importante de las balsas respecto a los em-balses: las balsas almacenan y regulan pero no captan; el embalse, que intercepta un cursode agua, adems capta. Como consecuencia la balsa no tiene avenidas, el embalse s.


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En algunas ocasiones, puede convenir situar una balsa en un cauce; en ese casoel curso de agua no conviene introducirlo directamente en la balsa; de algn modo hayque evitar que los arrastres la colmaten. De las avenidas slo puede captarse una parteexigua.

Una caracterstica esencial de las balsas es que se construyen en el punto en quese necesitan, sean las que sean las condiciones geotcnicas del lugar.

Hasta la aparicin de las lminas plsticas impermeables, all por los aos 60, losprocedimientos disponibles eran los muros de mampostera y las tierras arcillosas. Losmuros de mampostera eran una limitacin obvia por su coste y dieron lugar a las citadasalbercas. La solucin arcillosa limitaba los lugares en los que era viable utilizarla, quepodan o no ser los necesarios.

Por otra parte la extensin del regado exiga mayores volmenes regulados y los

nuevos mtodos de riego, el riego localizado especialmente, mayor garanta diaria desuministro. La impermeabilizacin con lmina permiti resolver estas cuestiones. La balsapas a ser una excavacin en cualquier terreno cuya capacidad se aumentaba con diquesconstruidos con el material excavado, compensando volmenes y se impermeabilizabacon una lmina plstica a veces de slo unas dcimas de milmetro de espesor.

Se construyeron as decenas de miles de balsas con un resultado global rancamentebueno; muy pocas allaron y las que lo hicieron no dieron lugar a daos graves. Unaexplicacin plausible de este buen comportamiento se encuentra, bsicamente, en laimpermeabilidad de las lminas y en su enorme deormacin en rotura. La primera man-tiene seco el entorno del vaso y los diques, y la segunda impide la rotura de la lminaan con deormaciones importantes y asientos dierenciales notables.

Por otra parte, el reducido volumen de casi todas ellas dio lugar a que las pocas queallaron no ocasionaran accidentes graves. Desde hace ya algunos aos, se va sintiendocon intensidad creciente la necesidad no slo de regular los caudales afuentes en una

Figura 1.1.


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o dos semanas en el momento de regar, sino de almacenar el agua necesaria para losmeses de nal de la primavera y de verano. Esto lleva a construir balsas cada vez de mscapacidad, (varios hm3) y con calados de 15 o ms metros, con lo que las circunstanciascambian respecto a las de las balsas de un par de decenios atrs. Los aspectos de mayor

relevancia de estos cambios respecto a la seguridad son el aumento de los daos poten-ciales en caso de rotura y la disminucin relativa del eecto estabilizador de la cohesinal aumentar considerablemente la altura de los diques.

Otra cuestin que cobra importancia en estas balsas de mayor capacidad, es la posi-bilidad de conseguir el descenso del nivel de agua con suciente rapidez en el caso deuna avera preocupante.

1.3. Estructura de la Gua

La Gua no se plantea como un tratado de balsas sino realmente como una gua parauna mejor y ms sencilla utilizacin para las balsas, del ingente volumen de conocimientosexistentes al alcance del proyectista, reeridos bsicamente a presas y embalses, adaptn-dolos a las condiciones especicas de las balsas. Bsicamente estas dierencias son:

Las balsas se construyen donde se necesitan, sean avorables o desavorables lascondiciones geolgicas y geotcnicas.

Los diques se construyen con los materiales excavados para crear parte del vaso,

procurando compensar los volmenes. Las balsas, salvo las construidas en cauces no tienen avenidas.

Consecuentemente, no se incluyen en detalle clculos hidrolgicos, hidrulicos o deestabilidad que estn al alcance en excelentes tratados y monograas pero, s se reco-mienda cmo y en qu medida, utilizarlos en sus aplicaciones a las balsas y anlogamentese procede en los aspectos geolgicos, geosicos y de materiales.

En la Gua para la explotacin, mantenimiento, vigilancia y planes de emergencia de lasbalsas de riego con vistas a la seguridad, se incluyen sucientes casos reales de inciden-

cias, averas y ruinas, analizando sus causas y el modo en que podran haberse evitado,o mitigado, pues se estima que estos anlisis contribuyen ecazmente a proundizaren el conocimiento del comportamiento de las balsas, de sus puntos y zonas dbiles osensibles y de las posibilidades reales de actuacin.


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2. TIPOS DE BALSAS

2.1. Consideraciones generales

Las dierentes condiciones locales y los distintos modos de lograr la impermeabilizacindel vaso dan lugar a una gran diversidad de soluciones. Sin embargo la gran diversidadproviene de las condiciones locales. Con reerencia al procedimiento de impermeabilizacinprcticamente la totalidad de las posibilidades quedan integradas dierenciadamente enuno de los grupos siguientes:

Balsas impermeabilizadas con arcillas

Balsas impermeabilizadas con lminas

Balsas impermeabilizadas con asalto

Balsas impermeabilizadas con hormign

Hoy por hoy, el grupo ms numeroso de las existentes y de las proyectadas a cortoplazo lo constituyen las impermeabilizadas con lminas. Sin embargo, hay que tenerpresente que al aumentar su capacidad por encima del hectmetro cbico se aprecia unatendencia, si la cimentacin lo permite, al asalto por motivos de seguridad (vandalismo)y de durabilidad. En cuanto a las condiciones locales los aspectos ms infuyentes sonla situacin y variacin del nivel retico, la disposicin en llano o en media ladera y lapretensin o no de medir y localizar eventuales ltraciones.

Un grupo dierente, poco recuente hoy, pero con porvenir es el de las balsas encursos de agua que en realidad son embalses que bsicamente se llenan con aportacinexterior. Generalmente es preciso impermeabilizar el vaso e impedir que los arrastres ysedimentos de la cuenca propia penetren en l y lo colmaten.

En los apartados siguientes describiremos los distintos tipos y las disposicionesadecuadas segn las condiciones locales. En particular, en el captulo 5 se tratan concre-tamente los sistemas de impermeabilizacin y su problemtica especca.

2.2. Balsas Impermeabilizadas con arcillas

Como se ha sealado anteriormente, las balsas se sitan donde se necesitan inde-pendientemente de la mejor o peor calidad del terreno. Por ello, es poco recuente que elemplazamiento sea impermeable y que el material que se excave sea, a su vez, adecuadopara construir con l un dique impermeable. Tampoco es recuente que se encuentreen las inmediaciones un material arcilloso adecuado. Pero si se dan ambas o alguna deestas circunstancias conviene, en principio, aprovecharlas para obtener una obra msduradera.


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2.2.1. Emplazamiento impermeable y material de excavacin adecuado

La impermeabilidad de la parte excavada est asegurada. En cuanto a la estabilidady durabilidad conviene distinguir entre la estabilidad al deslizamiento y ante la erosiny degradacin. La primera se comprueba de un modo clsico preerentemente mediante

el mtodo de Bishop a vaciado rpido, partiendo de terreno saturado.La proteccin ms ecaz ante la erosin, sea por oleaje u otras causas y ante la

degradacin es un rip-rap sobre una capa de ltro, para evitar que el material arcillosoemigre por los huecos del rip-rap. Esta capa de ltro puede sustituirse, sobre todo si laobra no es muy grande, por un geotextil no tejido de 400 gr/m2, cuya duracin al estarprotegido de la luz es muy larga. El ondo puede protegerse o no, o hacerlo parcialmentesi se quiere un acceso rme a los rganos de desage.

El talud de la parte excavada generalmente continuar en el dique (Figura 2.1.), pero no

necesariamente (Figura 2.2.), sobre todo si la balsa es muy prounda

Figura 2.1.

Rip-rap

Filtro o geotextil

Proteccin eventual o parcial

Figura 2.2.


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La prctica usual es compensar los volmenes excavados y los utilizados en el dique,una vez retirada la capa vegetal y eventualmente alguna otra parte.

El volumen a utilizar en el dique depender, por una parte de las caractersticas delmaterial ( y c) y por otra del tipo de seccin que se adopte.

La seccin de la Figura 2.4. rebaja, tericamente, la lnea de saturacin segn indicala gura pero no impide que el agua circule por una junta deectuosa y arruine la obrapor arrastre de material.

Figura 2.3.

Rip-rap

Rip-rap

1,5 x D50

1,5 x D50

Filtro de 2 capas

Geotextil 400 o ms

Figura 2.4.

Nivel retico terico

Pie drenante

Junta deectuosa


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Esta circunstancia es especialmente importante en las balsas, pues las distancias soncortas y el control de ejecucin puede tener dicultades.

En la seccin de la Figura 2.5., la incidencia mencionada resulta imposible, pues laseventuales ltraciones quedan cortadas por el dren chimenea.

Adems, toda la zona de dique de aguas abajo del dren chimenea est siempre seca lo queconduce a que sea muy segura y pueda tener un volumen menor.

En la seccin de la Figura 2.6., las capas drenantes del espaldn de aguas arriba redu-cen drsticamente las presiones intersticiales en vaciado rpido, con lo que el volumendel espaldn puede ser sustancialmente menor para la misma seguridad.

Figura 2.5.

Dren chimenea

Figura 2.6.

Capas drenantes


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Finalmente, las capas drenantes aguas abajo permiten una ejecucin rpida con ma-teriales muy impermeables, sin provocar presiones intersticiales importantes durantela construccin.

Como las dimensiones de los diques de las balsas son reducidas esta disposicinraramente ser de inters para ellas.

Resumiendo, las disposiciones de inters, son las de las Figura 2.5. y Figura 2.6., tantopor seguridad como por ahorro de materiales.

2.2.2. Emplazamiento impermeable y material de excavacin permeable

Este puede ser el caso de una balsa excavada en pizarras. El cuenco excavado esimpermeable, pero con los materiales excavados no se puede construir un dique im-permeable, aunque s un dique soporte de una impermeabilizacin que puede ser conmaterial arcilloso si existe a distancia adecuada.

Puede ocurrir que los taludes del cuenco sean impermeables en toda su altura o que

presenten permeabilidad horizontal en parte o en toda ella.

Como se aprecia en las guras se trata de construir un dique de ncleo impermeableaguas arriba (Figura 2.8.), o centrado (Figura 2.9.), y en ambos casos dejando o no unaberma por otras consideraciones, ya que la berma es impermeable.

Figura 2.7.

Capas drenantes


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Figura 2.8.

Material impermeable

Material impermeable

Pedrapln

Pedrapln

Rip-rap

Rip-rap

Filtro

Filtro

Figura 2.9.

PedraplnPedrapln

Figura 2.10.

PedraplnPedrapln


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En vaciado rpido el ncleo aguas arriba no presenta tericamente presiones in-tersticiales (Cedergreen, Sherard) mientras drene en vertical. Sin embargo, en obras en

explotacin se han medido presiones en el centro del orden de 1/3 de la carga de aguay nula en los bordes.

Aunque se han atribuido a la liberacin de aire disuelto es prudente tenerlas encuenta y as se ha hecho en La Bujeda en la cabecera del trasvase Tajo-Segura. De todosmodos, en las cuantas indicadas resultan prcticamente irrelevantes. El ncleo centrados presenta presiones intersticiales, y se deben tener en cuenta, aunque su eecto resultaprcticamente nulo ante los espaldones de pedrapln. (Figura 2.9. y Figura 2.10.)

Los que s son importantes son los ltros para evitar migraciones, aunque como en el

caso anterior, pueden sustituirse por geotextil no tejido, en las dimensiones usuales en lasbalsas. Si los taludes interiores son permeables ser preciso disponer un drenaje (Figura2.11.) para que con la balsa vaca el agua exterior no levante la impermeabilizacin. Estedrenaje resulta adems muy benecioso en el caso del desembalse rpido.

2.2.3. Emplazamiento permeable y material de excavacin permeable.

En este caso es necesario impermeabilizar tambin el ondo. Una circunstancia deespecial importancia es si el nivel retico exterior est siempre, o no, por debajo del

ondo (consideremos por ejemplo el caso de una balsa en un aluvial) y la permeabilidaddel emplazamiento.

Otro aspecto de inters es si se quiere sectorizar para detectar y localizar las even-tuales ugas.

2.2.3.1. Nivel retico siempre bajo el ondo sin deteccin de ugas.

En el ondo (Figura 2.12.), basta con evitar la migracin con un ltro o un geotextil.En los taludes habr que aadir un rip-rap de proteccin sobre otro ltro o geotextil. Si

Figura 2.11.

Pedrapln

Rip-rap

Dren


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se quiere circular por el ondo a embalse vaco, convendr disponer un rme de zahorraen todo o en parte de l.

2.2.3.2. Nivel retico siempre bajo el ondo con deteccin de ugas.

Si se quiere tener una deteccin y localizacin de ugas no queda ms remedio quedisponer una doble impermeabilizacin, la de la balsa y la de las ugas hacia el terrenopara poder detectarlas y medirlas.

Esta segunda impermeabilizacin puede hacerse tambin con material arcilloso (Fi-gura 2.13.) o con una lmina plstica o bituminosa (Figura 2.14.). Dado el coste que estadoble impermeabilizacin conlleva, parece aconsejable slo en balsas de gran superciesectorizada.

uFigura 2.12.

Filtro o geotextil

Capa arcillosa

Rip-rap

uFigura 2.13.

Capa arcillosa

Filtro o geotextil

Capa drenante

uFigura 2.14. Capa drenante

Capa arcillosa

Filtro ogeotextil

Geotextil

Lmina impermeable


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2.2.3.3. Nivel retico sobre el ondo

En este caso, resulta necesario rebajar el nivel retico en todo el contorno de la balsahasta una cota inerior a la del ondo para evitar el colapso en el vaciado. El procedi-miento que se emplee para ello depende, bsicamente, de la permeabilidad del terreno

y de la procedencia del agua. Si el agua puede ser desviada resultara el procedimientoms seguro y permanente. Si el terreno no es muy permeable puede recurrirse a los wellpoints (Figura 2.15.) lo que conlleva un bombeo permanente.

Si es demasiado permeable se puede intentar impermeabilizar lo suciente en elcontorno para que el bombeo sea tolerable (Figura 2.16.).

Finalmente puede en algn caso darse la circunstancia de que el contorno pueda

drenarse por gravedad (Figura 2.17.).

uFigura 2.15.

Well points

uFigura 2.16.

Pantalla

Pantalla

Well points

uFigura 2.17.

Nivel retico

Terreno

Drenaje


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2.3. Balsas impermeabilizadas con lminas

La situacin habitual es que el emplazamiento sea permeable, y que con los mate-riales excavados no se pueda construir un espaldn impermeable, ni estable internamenteante una circulacin de agua a su travs de una cierta intensidad. Tampoco la estabilidad

de orma de los espaldones que se construyan es muy able y, en cualquier caso, no esde esperar que su deormacin sea homognea.

Estas circunstancias llevan, por una parte, a disponer de una impermeabilizacincapaz de soportar deormaciones acusadas sin deterioro apreciable, y por otra, a tomardisposiciones que eviten, en el caso de que una avera en la impermeabilizacin ocasioneuna ltracin de cierta importancia, que ni los espaldones ni el terreno sean destruidospor erosin interna.

La impermeabilizacin fexible se logra con ecacia mediante las geomembranas, l-

minas sintticas de diversas composiciones, pero todas con una elevada deormacin enrotura, del orden del 200% y ms, que adems de impedir la rotura, an con asientosdierenciales importantes, delatan la situacin mucho antes de que pueda ser peligrosa.

En cuanto a la erosin interna, la solucin es siempre de ltro que impida la migracin,asociado al drenaje para dejar sin presin ni uerza de arrastre al agua que atraviesa elltro.

Las lminas se adaptan a las ms variadas condiciones locales, y tanto su impermeabi-lidad, como sus propiedades mecnicas, son independientes de ellas ya que se trata

de productos elaborados en brica. Debido a ello, la impermeabilizacin con lminasha sido, y sigue siendo, la utilizada hasta volmenes del orden del hm3, en que ya setienen supercies expuestas que presentan dicultades de mantenimiento debido a susdimensiones.

La estructura completa de este tipo de impermeabilizacin es la representada en laFigura 2.18.

Figura 2.18.


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El terreno soporte debe presentar un paramento lo ms liso posible, exento de mate-rial granular grueso al que se suele aplicar una capa de material no cohesivo. Esta capasirve para nivelar, uniormizar y crear una base con una granulometra na para recibirlas lminas sintticas, y evitar su punzonamiento. Adems de esta uncin de apoyo

adecuado, hace tambin el papel de segunda lnea impermeable, que ante un desgarrode la lmina limita el caudal.

Las lminas de proteccin son los denominados geotextiles. Las lminas impermeabili-zantes, son las denominadas geomembranas. La capa drenante en el caso de ser ejecutadacon zahorra o gravilla, limita la pendiente del talud, respecto a la que pudiera realizarse,si se sustituye dicha capa por geosintticos. Los geosintticos no tienen mucha capacidadde evacuacin por lo que su eecto resulta una combinacin de segunda lmina y aviso.La gravilla tiene mucha capacidad y se estabiliza ecazmente con un 2-3% en peso debetn perdiendo menos del 5% de capacidad (Cedergren: Seepage, Drainage, and Flow

Nets, 3 Ed. Wiley).La capa de proteccin exterior, de material grueso, protege la lmina de impactos

exteriores, y lo que es ms importante de la radiacin solar, lo que supone en la prcticael no envejecimiento de la geomembrana; las pendientes a utilizar son del orden 1V/4H.Esta capa presenta dos problemas que son:

Uno de tipo constructivo, que es su colocacin sin daar la geomembrana.

La deteccin y reparacin de ugas.

Este tipo de proteccin exterior con extendido en dos capas una inerior de arena,y una superior de material grueso de unos 50 mm, estuvo muy extendida en el pasado,asociado a geomembranas de polietileno de baja densidad, y slo unas dcimas de mi-lmetro de espesor que era ineludible proteger, presentando un resultado excelente, sinapenas envejecimiento de la geomembrana. En la actualidad, debido undamentalmentea las dicultades arriba mencionadas no se ejecuta. La estructura completa, representa-da en la Figura 2.18. slo se ejecuta cuando se quieren localizar y medir las eventualesltraciones, y an entonces sin la proteccin exterior, por los inconvenientes a que dalugar, y con el dren de material geosinttico. En la prctica la solucin ms extendida esla siguiente (Figura 2.19).

uFigura 2.19.


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2.3.1. Aspectos especcos de las balsas impermeabilizadas con lminas

Sin perjuicio de que en el capitulo 5 se analice con detalle el sistema de impermeabi-lizacin en sus diversas acetas, conviene sealar ya aqu los aspectos mas relevantes.Dado que se trata de balsas impermeabilizadas, se da por sentado que el terreno espermeable, as como los diques que se construyan con los materiales excavados.

Anlogamente a las balsas impermeabilizadas con arcilla, se tiene la infuencia delnivel retico exterior y la necesidad o no, de medir los caudales ltrados en su caso.

La lmina no pesa prcticamente, y ya se ha indicado que por otros motivos se re-nuncia, en general, a lastrarla con un rip-rap, que a su vez la protegera de la luz ultravio-leta y del oleaje. Esto conduce a un aspecto especco de este tipo de impermeabilizacinque es la accin del viento, directamente por succin e indirectamente por el oleaje.

La lmina es sensible al punzonamiento sobre todo dierido por puntos duros, piedraso gravas en general, para lo que se dispone la capa de material no y el geotextil.

El terreno puede ser arrastable o soluble por las eventuales ltraciones, lo que lleva adisponer una doble impermeabilizacin (Figura 2.20. b).

Figura 2.20.

(a)

Lmina

Fino cohesivo

Geotextil

(b)

Geotextil

Lmina

Dren


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Se tienen as las siguientes situaciones de especial inters:

1. Emplazamiento permeable no erosionable ni soluble.

2. Emplazamiento permeable erosionable y/o soluble.

3. Nivel retico siempre bajo el ondo.

4. Nivel retico por encima del ondo siempre u ocasionalmente.

5. Punzonamiento.

6. Radiacin Solar.

7. Compatibilidad qumica.

8. Anclaje.

9. Succin.

10. Oleaje.

11. Enlace con obras de hormign.

2.3.2. Emplazamiento permeable no erosionable ni soluble

La disposicin de la gura Figura 2.20.a) que se encuentra en numerosas balsas puedeser suciente si no hay inters en medir los caudales de eventuales ltraciones.

2.3.3. Emplazamiento erosionable y/o soluble

Una rotura en la lmina, especialmente en el ondo, puede dar lugar, como por ejemploha ocurrido en la balsa de La Marga en Agost (Alicante), construida parcialmente en yesoskrsticos, a que se produzca un conducto que desage incluso a ms de un centenar demetros. La zona del ondo de la balsa es ms peligrosa en este caso, porque la subsiden-cia inicial es ms dicil de percibir. Hemos mencionado una rotura de la lmina, pero eldao puede provenir de aguas reticas exteriores, como ocurri en la balsa de La Rosaen Callosa dEn Sarria (Alicante), y que provoc el vaciado total de la balsa, a travs de

los conductos que se ormaron en el Karts de yesos sobre el que estaba construida, sinms incidencias.

Si no hay agua retica la disposicin de la Figura 2.20. b) puede ser suciente, aldetectar el agua que atraviesa la primera lmina e impedir al mismo tiempo que llegueal terreno.

Si hay aguas reticas, habr que cuidar el drenaje del terreno, de modo que ponga demaniesto si se producen arrastres y vigilar las eventuales subsidencias de la lmina.


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2.3.4. Nivel retico siempre bajo el ondo

Si no se quieren detectar las ugas, vale la disposicin de la Figura 2.20.a). Si sequieren detectar hay que recurrir a la de la gura Figura 2.20. b).

2.3.5. Nivel retico por encima del ondo, siempre u ocasionalmente

Es preciso rebajar el nivel retico anlogamente a lo indicado en el apartado 2.2.3.3.para la impermeabilizacin arcillosa, con la ventaja, en este caso, de que un moderadolevantamiento de la lmina no destruye la impermeabilizacin.

Los aspectos de especial inters reseados en el apartado 2.3.1., a partir del punto 5,se tratarn en el captulo 5 de esta gua.

2.4. Balsas impermeabilizadas con asalto

Al ir aumentando el volumen de las balsas previstas, aumenta su supercie expuestay, consecuentemente, su ragilidad ante las acciones externas naturales y vandlicas, loque resulta especialmente preocupante en el caso de impermeabilizacin con lminas.

Bien es verdad que la supercie puede intentarse proteger, ya sea principalmentemediante rip-rap, o mediante losas de hormign armado, asalto, etc. Pero ese remediopuede ser peor, pues por una parte al aplicarlo puede daarse la lmina, o bien suriraveras posteriormente muy diciles de localizar, con el riesgo de causar nuevos daosal tratar de repararlas. Esto lleva a contar cada vez ms con una impermeabilizacinasltica, que ya de por s es muy resistente a las acciones externas y de cil reparacin,en caso de producirse algn desperecto.

Pero el revestimiento asltico, aunque fexible, lo es menos que el arcilloso y sus-tancialmente menos que el de las geomembranas. Esto lleva a que, por una parte losespaldones, y las transiciones entre las zonas excavadas y los terraplenes, no den lugara asientos dierenciales que lo agrieten, y por otra a que en caso de producirse la sura

exista un segundo escaln que impida que el agua ltrada pueda degradar el espaldn.En la Figura 2.21. se esquematiza una disposicin ecaz.

La capa de material drenante autoestable, junto con la impermeabilizacin secundaria,garantiza que en el caso de rotura de la impermeabilizacin bsica el caudal ltrado nosea excesivo y no produzca arrastres ni presiones intersticiales.

Un modo prctico de construir la impermeabilizacin secundaria es mediante doscapas de geotextil impermeabilizado mediante un riego asltico in situ. Si el espaldnuese de pedrapln sobre roca el dren chimenea resulta innecesario. Las situaciones


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debidas al nivel retico exterior son anlogas al caso de impermeabilizacin arcillosa,aunque de solucin ms simple al no ser, en este caso, erosionables los materiales.

2.5. Balsas en cursos de agua

Se presenta a veces la ocasin de construir una balsa en un curso de agua con aporta-cin escasa e irregular, por lo que su alimentacin proviene de otra uente. Matizaremos

en qu medida hemos de considerarlas balsas o embalses y quiz la denominacin quemejor les cuadra sea la de embalses-balsas, embalses por estar en un cauce y balsasporque su alimentacin bsica no proviene de los cursos de agua en que se sitan.

Se dierencian de los embalses colinares que son pequeos embalses situados enarroyos o torrentes que s se nutren de ellos, aunque a veces reciban adems aguas ex-ternas. Esta situacin tambin se da con embalses de centenares o incluso algn millarde hectmetros cbicos.

Citemos, a modo de ejemplo el embalse de Gonzalez Lacasa en la Rioja y el conjunto

de Entrepeas-Buendia en Castilla - La Mancha.El embalse de Gonzalez Lacasa est en el ro Albercos, afuente del Iregua, se alimenta

de ste mediante un azud de derivacin y un tnel y tiene 33 hm3 de capacidad. El roAlbercos apenas tiene aportacin pero s avenidas por lo que el embalse de GonzlezLacasa dispone de un aliviadero de 210 m3/s. Tambin aporta sedimentos por lo que seprev un embalse muerto, que no aecta prcticamente a su volumen til.

El conjunto de Entrepeas-Buenda tiene una capacidad conjunta de 2.441 hm3, 803 hm3en Entrepeas en el Tajo y 1638 hm3 en Buenda en su afuente el Guadiela. Ambos estn

Figura 2.21.

Impermeabilizacinbsica

Transicin

Material drenante(10-210-3 cm/s) autoestable

Impermeabilizacin secundariamuy deormable


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conectados por un tnel. El Tajo proporciona el grueso del agua y el Guadiela el grueso delvaso. Ambos embalses tienen sus aliviaderos y los embalses muertos son una reducida raccinde su capacidad.

Los embalses colinarespresentan una relacin aceptable entre su volumen til y el deaportes slidos en 20 30 aos; conviene tener en cuenta que son obras de ayuda y nobsicas. De no ser as, habra que desviar las avenidas para que no entrasen en ellos y evitar

de este modo su aterramiento precoz. Esta prctica tambin se utiliza en embalses, unejemplo de ello es el de Cubillas en Granada, que dispone de un tnel de derivacin a suentrada por el que se desvan las avenidas y sus arrastres.

Los embalses colinares necesitan que el vaso sea impermeable aunque en algncaso se hayan impermeabilizado. Las balsas en cauces no es as, pues lo que realmenteaprovechan es el vaso y se cuenta con que si no es impermeable, se impermeabilizararticialmente, lo que permite esperar que exista un cauce aprovechable cercano alemplazamiento ideal de la balsa que se necesita.

Figura 2.22.

Figura 2.23.


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3. ESTUDIOS PREVIOS

3.1. Consideraciones generales

Hay que tener muy presente que se trata de balsas, lo que de un modo general con-lleva. Salvo excepciones puntuales, que:

El servicio que han de prestar viene jado por otras consideraciones y por con-siguiente su capacidad y la de los rganos de entrada y salida de agua.

Tambin el emplazamiento viene jado por otras consideraciones, conciertaslimitaciones, para obtener las mejores condiciones.

Aun tratndose de balsas, hay una dierencia esencial entre las propiamente talesy las construidas en un curso de agua. En las primeras la excavacin crea parte de

la capacidad y proporciona los materiales para la construccin de los diques. Enlas segundas la capacidad se obtiene mediante la construccin del dique-presay los materiales hay que aportarlos, aunque ocasionalmente puedan obtenersetotal o parcialmente de excavacin en el vaso creando capacidad.

Estas circunstancias que se sealan tienen una marcada infuencia en la orienta-cin y el alcance de los estudios hidrlogicos, geolgicos y geotcnicos que seaadecuado llevar a cabo como se apreciar en los apartados siguientes.

3.2. Estudios hidrolgicosRaramente ser de inters llevar a cabo estudios relacionados con las aportaciones

de la cuenca afuente a la balsa, pues como se ha indicado las que pretenden almacenary gestionar tendrn otro origen. En cambio s son de inters, por razn de seguridad, losrelativos a avenidas, tormentas, pedrisco y nieve. Como la cuenca afuente al emplaza-miento de la balsa ser en general reducida el mtodo ms aconsejable es el de Tmez,recogido en la Instruccin de Carreteras. Puede ocurrir que debido a su capacidad o asu situacin respecto a puntos potencialmente aectables, cobre importancia, aunqueno es propiamente un estudio hidrolgico, el anlisis de los cauces a los que poder eva-cuar caudales de vaciado de varios m3 por segundo. A modo de ejemplo el desage deemergencia de la balsa de Cabezos en Villena (Alicante) de slo 640.000 m3, tiene 5,0m3/s de capacidad y hubo que conducirlo a un cauce, la acequia del Rey, situado a 3 kmde distancia.

3.3. Estudios geolgicos

Los estudios geolgicos debern estar orientados a caracterizar de un modo suciente

la estructura geolgica de la zona del emplazamiento en los aspectos relativos a:


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Terrenos geolgicos presentes

Permeabilidad

Tectnica

Sismicidad

Debern conducir a disponer de los planos y cortes geolgicos sucientes, para que unidosa los estudios geotcnicos posibiliten tomar decisiones acertadas sobre:

Necesidad o no de impermeabilizar

Tipo de impermeabilizacin ms adecuada en su caso.

Materiales disponibles in situ o a distancia asequible.

Son aspectos de especial inters las allas y los deslizamientos y su actividad actualo potencial, por su repercusin en la eleccin del emplazamiento y la actividad ssmica

natural o inducida, por su infuencia en el anlisis de la estabilidad.

3.4. Estudios geotcnicos

Los objetivos bsicos que se pretende lograr con ellos son determinar el comportamientoesperable del terreno de cimentacin y las caractersticas de los materiales que se vayana utilizar en la construccin de los diques.

Del terreno, son de especial inters su deormabilidad instantnea y dierida, losasientos dierenciales esperables y su solubilidad y erosionabilidad por eventuales l-

traciones de la balsa y por aguas reticas en circulacin. En cuanto a los materiales, hayuna dierencia clara segn se trate de balsas clsicas o de balsas en cursos de agua.

En las primeras el material a utilizar es el que se ha excavado para crear parte del volu-men a obtener. Este material puede utilizarse segn los casos como todo uno, o con unprocesado previo ms o menos intenso, que puede conllevar el prescindir de parte de l.Habitualmente se tiende a compensar la excavacin con el terraplenado por dos motivos:optimizar la operacin y evitar tener que encontrar un vertedero. Si el volumen a desechares reducido puede almacenarse como inerte en el talud de aguas abajo.

En la segunda, balsas en cursos de agua, se trata en realidad de una presa clsica yel material hay que aportarlo del exterior, aunque en ocasiones ese exterior pueda ser elpropio vaso, tanto para la totalidad como para parte del volumen necesario.

Las caractersticas mecnicas bsicas de los materiales son su ngulo de rozamientoy su cohesin, ambos secos y saturados, y su granulometra total. sta ltima es unda-mental: un balasto con un 15% de limo o arcilla se comporta como un balasto pues esaproporcin est lejos de rellenar su 30% de huecos. El mismo balasto con un 40% delimo o arcilla se comporta como un limo o una arcilla pues las piedras quedan fotandoen la masa limosa o arcillosa.


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Lo que s ocurre es que el conjunto es menos deormable, cualidad que se ha utilizado,

por ejemplo en el ncleo de la presa de Assuan y ya haba sido utilizado en la espaolade La Sotonera.

Los ensayos bsicos son: corte directo, triaxial y edomtrico. Para que sean realmente

representativos de un terreno, las probetas han de tener unas dimensiones acordes conla granulometra total de l. Cuando se trata de arcillas, limos o arenas no hay problema

pues las dimensiones standard de las probetas de ensayo son adecuadas. Pero para unterreno de grano grueso, por ejemplo, las probetas tendran que ser de un tamao nodisponible habitualmente, ni resulta proporcionado hacerlo para una balsa. Esos ensa-yos se han hecho por millares en el mundo a cuenta de las presas y sus resultados estn

publicados al alcance de todos. De esas publicaciones la ms asequible es la que guraen el conocido tratado Design o small dams del Bureau o Reclamation.

En el Anexo nm. 1 (Tabla de propiedades mecnicas de los suelos compactados delBureau o Reclamation), se reproduce la tabla del Bureau en la que se dan los lmites de

la cy (cohesin y ngulo de rozamiento eectivos) en uncin de la clasicacin del te-

rreno. Para el terreno anteriormente mencionado esos lmites seran secos y saturados.

Otro aspecto de gran importancia, es que con las disposiciones que se deben adoptar,

los terraplenes de las balsas nunca estn saturados, aunque la impermeabilizacin alle

localmente, salvo el ncleo y el espaldn aguas arriba de las de impermeabilizacinarcillosa. Tampoco estn absolutamente secos sino con un pequeo grado de humedad(semisaturados es el trmino que se les aplica) que da lugar a una succin que les dotade una importante cohesin aparente, es el caso de los fanes de arena que hacen losnios en la playa.

Esto explica (Jimnez Salas, Geotecnia y Cimientos) la estabilidad de miles de km deterraplenes de carreteras y errocarriles, y de decenas de miles de balsas con el taludstandard 1,5/1,0 que con terrenos saturados no los mantendran (Zapata Raboso, TesisDoctoral, Universidad Politcnica de Valencia, 2004).

Los ensayos hay que hacerlos, pero teniendo bien presente cul es realmente su

representatividad en cada caso concreto. En la pequea presa de Gargallo (Teruel) de11 metros de altura, y 31.000 m3 de capacidad de embalse, al proceder a su puesta encarga, el agua manaba suavemente por todo el talud aguas abajo desde una cota slopocos centmetros inerior a la del agua. Todos los ensayos que se haban hecho dabanuna material de buenas caractersticas resistentes y de permeabilidad.

Aortunadamente se dispona de una retro en coronacin con la que se hizo una calicata

de 1,00 metro de proundidad que puso de maniesto que el material de la presa era unbalasto con un relleno insuciente de material arcilloso. Este material era el que se habaensayado: la raccin inerior a 1 pulgada.


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Un aspecto de especial relevancia en el caso de las balsas es la importancia de lacohesin, debido a que en la gran mayora la altura de los diques no llega a 20 metros yque al no estar saturados, se est en el caso de secos o semisaturados.

En el Anexo nm. 6 (Tablas para la obtencin del coeciente de seguridad al desliza-

miento) se incluyen unos bacos con distintos valores de y cy alturas de 15 y de 20metros, en que se aprecia la infuencia decisiva del valor de c, con sismo y sin sismo.As mismo, se indica cmo llevar a cabo los ensayos para que sean lo ms representati-vos posible, y en qu grado lo son en cada caso concreto. La orientacin de partida sersiempre la clasicacin del material total.


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4. ANALISIS DE LA ESTABILIDAD

4.1. Consideraciones generalesAl abordar el anlisis de la estabilidad de las balsas, es preciso tener muy presente sus

riesgos especcos de ruina, para evitarlos en el proyecto de las secciones tipo. Adems,deber hacerse la comprobacin de taludes clsica incluyendo el cimiento.

No est de ms sealar que los taludes, sobre todo el interior, vienen casi siemprejados por otras consideraciones y resultan en general holgados. Por otra parte, en lasbalsas clsicas el material para diques no tiene coste, es ms, resulta productivo, puessu obtencin crea un volumen de embalse de valor superior al del coste de extraccin.

Otra cuestin es cul ser la excavacin que para una capacidad determinada de la balsaconsiga el coste econmico mnimo. En este aspecto, las balsas en cauces son en realidadpresas clsicas y sus materiales no generan, en general, capacidad al extraerlos, salvo quesirvan los del vaso.

El riesgo especco de ruina de una balsa es la erosin interna, sea de los diqueso del terreno. El modo ecaz de evitarlo es el ltro-dren chimenea, que por una parteretenga los materiales eventualmente erosionados, y por otra reduzca hasta prctica-mente cero el gradiente de agua que eventualmente lo atraviesa, con lo que queda sincapacidad de arrastre y sin presin intersticial el espaldn de aguas abajo. Vale la pena

resear aqu, que son millares las balsas pequeas de 4 a 6 metros de calado y 10.000a 40.000 m3 que sin dren chimenea han soportado sin problemas roturas de lmina quehan llegado a dar pequeas ltraciones aguas abajo y por su drenaje interior han aler-tado con tiempo suciente. La explicacin estriba en que bajo la lmina y para acilitarsu colocacin, se ha dispuesto una capa de unos centmetros de espesor de un materialcohesivo e impermeabilizante, que an surado, reduce drsticamente el caudal con loque ste se diunde en el espaldn sin llegar a producir presin intersticial apreciable ysin tener capacidad de erosin y arrastre. Adems, el dren perimetral que habitualmentese dispone al pie del talud interior, reduce el caudal que circula por el espaldn y avisa.

Al aumentar la altura y el volumen, como es la tendencia, la ecacia de esta proteccindisminuye y el dao potencial aumenta y de ah la conveniencia del dren chimenea. Condren chimenea las situaciones dieren algo segn se trate de balsas impermeabilizadascon arcillas, con lminas o con asalto, por lo que se analizan a continuacin.

4.1.1. Balsas impermeabilizadas con arcillas

El espaldn aguas arriba y el ncleo o tapiz impermeable, resultan saturados lo quehabr de tenerse en cuenta en desembalse rpido. El espaldn de aguas abajo est seco


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en condiciones normales y tambin aunque se produzca una grieta en el ncleo que delugar a una ltracin de unas decenas de litros por segundo, para lo cual hay que preveradecuadamente el drenaje. Esto es importante pues al estar constituido el espaldn conlos heterogneos materiales locales se ha de evitar el riesgo de erosin. El dren chimenea

conviene que est adosado al ncleo. Si no lo est, pero tiene capacidad adecuada, estarseca la parte de espaldn comprendida entre el ncleo y el dren.

4.1.2. Balsas impermeabilizadas con lminas

Ambos espaldones estn secos, tanto en situacin normal, como en el caso de una ro-tura de lmina que diera lugar a una ltracin de unas decenas de litros por segundo, si eldren-chimenea se ha dimensionado adecuadamente para ello. Para reducir drsticamente

el caudal de ltracin y diundirlo conviene disponer bajo el geotextil de proteccin 8-10 cmde material cohesivo deormable y poco permeable o una arena gruesa ligada con un 2% debetn. En este sentido, el geotextil ya ejerce cierta uncin de diusin.

4.1.3. Balsas impermeabilizadas con asalto

Las condiciones son anlogas a las de las impermeabilizadas con lminas. Sin em-bargo, como son mucho ms sensibles a los asientos dierenciales, conviene que el dren

chimenea est adosado a la impermeabilizacin para evitar que la humectacin local delespaldn y una ligera erosin interna hasta el ltro-dren aumente la grieta. Esto obligaa una impermeabilizacin secundaria somera pero deormable de la cara inerior deldren chimenea.

4.2. Comprobacin de diques y taludes

4.2.1. Consideraciones generales

Sin perjuicio de que se tengan en cuenta las observaciones sealadas en los apartadosanteriores, se deber llevar a cabo la comprobacin clsica de los diques y de los taludescon las condiciones de carga, caractersticas de los materiales y presiones intersticialesque correspondan, incluyendo el cimiento.

Miles de balsas se han comprobado por medio del Crculo de Rozamiento o mediantelos bacos de Taylor. La ausencia de subpresiones sucientes y la aceptable homoge-neidad de caractersticas del material al ser su volumen reducido, hacan posible suaplicacin. Al aumentar las dimensiones, el material no se dispone de orma homogneaen la seccin y ya no resultan aplicables, uera de algn tanteo inicial.


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En la actualidad se dispone de numerosos programas de clculo. La cuestin bsicaes que el que se escoja represente, aceptablemente, el comportamiento en rotura. Si lasupercie de rotura es sensiblemente circular, el ms indicado es el mtodo de Bishop.Pero su validez exige que ' no supere los 35 e incluso menos si se trata de supercies

proundas pues con valores superiores sobre estima la resistencia pasiva.Si las supercies de rotura se alejan de la orma circular como es el caso con escolleras

y pedraplenes habr que recurrir al Mtodo de Janbu o ms simplemente al original deFellenius, ms premiosos de aplicar pues no generan automticamente las supercies derotura.

Muy importantes son los casos en que la supercie de rotura viene impuesta sica-mente, por ejemplo por planos dbiles, en cuyo caso el mtodo indicado puede ser el debloques deslizantes. Hay que tener muy presente que se trata de estructuras pequeas,con materiales heterogneos para los que hay que adoptar caractersticas resistentes que

tengan en cuenta estas circunstancias. Resulta de ello, que lo esencial es que el mtodorepresente el comportamiento, pasando a segundo o tercer trmino su renamiento.

En concreto, resulta irrelevante que un mtodo de ajas tenga en cuenta o no la inte-raccin entre ellas rente a que la orma de las supercies de rotura que contemple seanadecuadas o no lo sean.


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5. SISTEMAS DE IMPERMEABILIZACIN

5.1. Consideraciones generalesEn los captulos anteriores, con ocasin de la descripcin de los tipos de balsas y del

anlisis de su estabilidad, se han ido mencionado los sistemas de impermeabilizacinusualmente utilizados. Parece no obstante adecuado dedicar un captulo a tratar espe-ccamente el tema.

Los sistemas de impermeabilizacin bsicamente utilizados son:

Materiales arcillosos

Lminas plsticas

Pantallas aslticas

Pantallas de hormign hidrulico

Mantos compuestos con bentonita y geotextiles.

La mayora de las balsas estn impermeabilizadas con lminas, algunas con mate-riales arcillosos aprovechando su existencia en el lugar, unas pocas con asalto y anmenos con hormign. Existen tambin aplicaciones puntuales de mantos compuestoscon bentonita y geotextiles.

Las perspectivas son de continuidad de empleo de las lminas hasta volmenes in-eriores al hm3, en que la gran supercie expuesta las hace excesivamente vulnerables aagresiones externas. Generalizacin de la impermeabilizacin asltica para dimensio-nes mayores y la utilizacin puntual de los materiales arcillosos y del hormign en losemplazamientos que resulten avorables.

Los mantos compuestos estn en sus comienzos, y no hay que descartar que puedanevolucionar a ser un sucedneo de la impermeabilizacin arcillosa.

5.2. Impermeabilizacin con materiales arcillosos

La tcnica del tapizado con arcilla se utiliza con recuencia en presas y embalses, seaprolongando un ncleo hacia aguas arriba para alargar las vas de ltracin y reducirgradientes, sea para sellar zonas del vaso permeables, con recuencia por ser crsticas.

Estos tapices con recuencia se peroran (Figura 5.1.), unas centenas de veces en Tar-bela y unas decenas en Bennar (Granada), en algunos puntos en la balsa de las guilasen Monorte del Cid (Alicante) lo que, segn sea el sustrato, puede resultar una simpleincidencia o un accidente grave.


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Si el sustrato es un Karst calizo, es una incidencia ya que la uga de agua no lo deses-tabiliza; si es un Karst en yeso el tema es preocupante; si se trata de un aluvial estable aerosin interna, puede ser un accidente o una incidencia segn que en el punto nal desalida se d lugar a una erosin regresiva (renard) o no.

En cuanto al material arcilloso utilizado, no debe ser dispersivo ni cuarteable pordesecacin por razones obvias en ambos casos, aunque existen algunos ncleos de presadispersivos pero cautivos entre ltros especialmente ecaces.

La disposicin general de la impermeabilizacin es la indicada en la Figura 5.2.:

Previamente hay que sellar los conductos y grietas que aparezcan, poniendo especialempeo en que ninguno pase desapercibido.

Si se trata de un Karst calizo o de una roca racturada, el sello puede ser de hormi-gn.

Figura 5.1.

Lmina

Figura 5.2.

Material arcilloso

Filtro

Filtro

Rip-rap

> 1,00


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Si es un karst en yeso u otro terreno erosionable habr que sanear la zona y organizarun sello con un Filtro (Figura 5.4.)

Volviendo a la disposicin general (Figura 5.2.) los ltros son protecciones de la capaimpermeable rente al rip-rap y rente al terreno.

Si las dimensiones de la balsa lo permiten conviene que los ltros sean clsicos dedos capas. Si la balsa es menor, puede sustituirse una capa o las dos por geotextil de ungramaje de 400 gr/m2 o superior.

Figura 5.3.

Sello de hormign

Conducto

Figura 5.4.

Sello de ltro

Conducto

Figura 5.5.

Material arcilloso grueso

Arena

Geotextil 400

Geotextil 400

Rip-rap


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Figura 5.6.

Material arcilloso no

Arena

Geotextil 400

Rip-rap

Arena

Geotextil 400

Si el material arcilloso es grueso, es decir, es un limo-arcilla con poco contenido departculas de pocas micras, es suciente el geotextil.

Si es muy no, es conveniente colocar entre l y el geotextil una capa de arena conun D15 de 0,1 o 0,2 mm. (Figura 5.6.)

En el tema de los ltros hay que tener muy en cuenta que si la balsa no tiene unasdimensiones sucientes, es ilusorio contar con una construccin adecuada de un ltroclsico de dos capas, y es preerible valerse de un producto industrial, un geotextil eneste caso, por garanta de comportamiento suciente.

5.2.1. Enlace con las obras de hormign

El enlace de los materiales arcillosos se hace de modo que la consolidacin posteriorde la arcilla no ocasione su despegue del hormign. (Figura 5.7. b) Esto se logra dando alcontacto una pendiente 1:3 - 1:5 de modo que al consolidar la arcilla se apriete contrael hormign.

Figura 5.7.

Al consolidar Al consolidarMaterial arcilloso

Hormign

(a) (b)


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No se debe hormigonar contra la arcilla, sino apisonar contra el hormign. Si el espesores reducido, puede ser conveniente agregar una junta de cobre que penetre en la arcilla,(Figura 5.8.) para reducir el gradiente en el contacto y salvaguardar un deecto local.

5.3. Impermeabilizacin con lminas

5.3.1. Consideraciones generales

La impermeabilizacin con lminas es el procedimiento ms diundido y el que ade-ms, ha permitido la prolieracin de balsas en toda clase de terrenos debido a su senci-llez y rapidez de colocacin. Desde el punto de vista de la seguridad, gracias a su elevadadeormacin en rotura del orden del 200% o ms segn los materiales, ha permitido utili-zar con garanta los materiales de excavacin para construir los espaldones, sin perjuiciode que stos resulten, en bastantes casos, un tanto anrquicamente deormables.

Hubo una poca en que se utilizaron equivocadamente lminas armadas, sea conbra de vidrio u otras, lo que les quitaba alargamiento, por lo que ueron prontamentedesechadas. Hoy existe una gran variedad de geomembranas, de cuyas propiedades danbuena cuenta los respectivos abricantes y comerciales, as como numerosas normasy recomendaciones ociales y paraociales para su ensayo y utilizacin que convieneconsultar en su momento.

Pero aqu queremos destacar unos pocos aspectos a tener en cuenta al seleccionaruna u otra para una balsa concreta:

Procedimiento de unin; soldadura o pegado

Figura 5.8.

Hormign

Cobre

Rejilla

Material arcilloso


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Procedimiento de comprobacin de las uniones

Sensibilidad a agentes exteriores especialmente al asalto y a los derivados delpetrleo

Dilatacin trmica.

Dado que la calidad de las geomembranas es muy sensible a su proceso de abri-cacin y de colocacin, conviene observar, cmo se han comportado las geomem-branas instaladas en la zona, a la hora de seleccionar el material

El procedimiento de unin va unido a la garanta de calidad y a la sensibilidad de staa las condiciones meteorolgicas en el momento de la ejecucin. En general la soldaduraresulta ms able.

El procedimiento de comprobacin de las uniones va ligado al tipo de unin; es co-

nocido el sistema en que la unin consta de dos soldaduras paralelas y la comprobacinse lleva a cabo insufando aire entre ellas. Con otros sistemas esta comprobacin directauna vez ejecutada no es posible.

La sensibilidad al asalto la encontramos de especial inters por un motivo concretocomo es la estabilizacin con un 1-2% de betn de una arena o una gravilla con la que serene la supercie de apoyo de la lmina. Esta estabilizacin usualmente se lleva a cabocon una capa de 10-15 cm, de material cohesivo, pero si no se dispone de l, o por otrosmotivos el talud interior tiene mucha pendiente, siempre puede hacerse con betn.

La dilatacin trmica produce un despegue acercamiento diario de la lmina

al talud, lo que exige una ms ecaz estabilizacin supercial de ste, con independen-cia de la lmina para que el oleaje no lo vaya disgregando. Trataremos aqu con algndetalle los apartados 5 a 11 mencionados en el punto 2.3.1., sin perjuicio de que algunosea ampliado en los Complementos a la Gua de proyecto y construccin de balsas detierra. Para acilitar el seguimiento se relacionan a continuacin:

5. Punzonamiento

6. Radiacin solar

7. Compatibilidad qumica

8. Anclaje9. Succin

10. Oleaje

11. Enlace con las obras de hormign

5.3.2. Punzonamiento

Consiste en la accin concentrada de elementos gruesos que pueden provocar la or-macin de pequeos oricios en la geomembrana. Para evitar este eecto se recurre a:


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La preparacin del paramento de apoyo.

La colocacin de un geotextil de espesor sucientemente ecaz, de manera quecon la combinacin geotextil-geomembrana sea capaz de resistir el punzonamientode pequeos elementos aislados que puedan aparecer.

La preparacin del paramento de apoyo es undamental para resistir el punzona-miento del binomio geomembrana-geotextil. Consiste bsicamente en la realizacin delas siguientes operaciones:

Terminacin de la orma lo mas na posible, plana, y con la ausencia de elementosgranulares gruesos.

Colocacin de una capa de material no pero cohesivo para que se mantengaestable en el talud, de unos 10 cm de espesor. Si no se dispone de l o el taludtiene mucha pendiente, puede utilizarse una arena gruesa estabilizada con un 2%

de betn si la lmina es compatible con l. Si no lo es, puede utilizarse bentonita-cemento para que el producto nal sea blando.

5.3.3. Radiacin Solar

Esta es la mayor solicitacin que aecta a la geomembrana, y que no puede ser com-batida a excepcin de eectuar una capa de proteccin. Segn ya se ha comentado, nose eecta en la prctica, por lo que la nica orma de combatir esta accin, es la de unseguimiento del envejecimiento, y su reposicin cuando se estime necesario. En algn

caso, se ha optado por disponer en la zona superior, expuesta ms tiempo, una lminade sacricio que alargue el tiempo de sustitucin.

5.3.4. Compatibilidad qumica

Segn su composicin las lminas son insensibles a prcticamente todos los agentesexternos, o pueden ser muy sensibles a algunos que conviene conocer para tenerlo encuenta segn las condiciones de uso y del entorno. Merece especial atencin la compati-bilidad con los derivados del petrleo y los betunes aslticos, pues estos ltimos resultan

muy tiles para la estabilizacin de las gravillas y arenas de drenajes y supercies deapoyo. De las lminas mas utilizadas el PEAD es totalmente compatible, el PVC dependede su ormulacin y el EPDM es completamente incompatible.

5.3.5. Anclaje

5.3.5.1. Anclaje perimetral

Nos reerimos en este punto al anclaje de la lmina en coronacin, ondo y en algu-nos casos en puntos intermedios del talud, a lo largo de todo el permetro de la balsa.


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Segn se ha indicado las solicitaciones ms importantes, en lo reerente al anclaje, sonlas debidas a la accin del viento cuando la balsa no est llena. En este sentido podemosdestacar los siguientes aspectos:

A. La etapa de colocacin en obra constituye uno de los momentos crticos, si nos

vemos sorprendidos por vientos uertes, la prctica habitual consiste en lastrarcon sacos de tierra la lmina, y colocarla en los perodos donde la probabilidadde vientos uertes es escasa.

B. Una vez colocadas las lminas, ancladas correctamente en coronacin, se puedepresentar otra situacin crtica cuando la balsa se encuentra completamente vaca.Este caso puede resolverse de varias ormas:

I. Lastrando exclusivamente el pie del talud si la balsa es pequea y la altura delvaso es inerior a 10 metros (Figura 5.9.)

II. Lastrando el pie del talud y el ondo del vaso si la balsa es mediana o grande,

con alturas del vaso ineriores a 10 metros.III. Para balsas de altura de vaso ineriores a 10 metros, en las que se pueda ga-

rantizar una altura de llenado en cualquier poca del ao superior al metro,inmediatamente despus de su construccin puede ser suciente la presindel agua.

IV. Para alturas superiores, o zonas enteras o parciales de la balsa en las que seconoce que se producen concentraciones de esuerzos importantes, la solucines la ejecucin de anclajes transversales sobre el talud, y/o anclajes perime-trales en alturas intermedias.

C. La orma ms usual y ecaz de anclar las lminas en coronacin, es mediante zanjay posterior tapado de la misma (Figura 5.10.)

En los Complementos a la Gua de proyecto y construccin de balsas de tierra, seadjunta una tabla con las dimensiones estimadas recomendables para la ejecucinde este tipo de anclajes.

D. La jacin en las bermas conviene hacerla como en coronacin para lo que lasbermas deben tener una anchura mnima de cuatro metros (Figura 5.11.).


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Figura 5.11.

Figura 5.9.

Fondo

Lastre de sacos

de PEAD rellenosde arena o grava

Figura 5.10.

Coronacin

Lmina

Geo

Bermas min. 4oo m

Berma

Lmina

Soldadura

Geo Geo


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5.3.5.2. Anclajes transversales

Nos reerimos en este punto a los lastres simplemente colocados sobre la geomem-brana, realizados sobre el talud, perpendicularmente al anclaje perimetral en balsas conaltura superior a 10 metros para resistir la accin del viento, cuando la balsa se encuentre

vaca, o parcialmente llena. La eectividad de estos lastres disminuye, sensiblemente,cuando su separacin es superior a la longitud del talud, y pueden combinarse en balsasproundas, con anclajes perimetrales ejecutados a media altura.

En general estos lastres transversales, cuando se ejecutan de hormign presentan laproblemtica de poder cortar y/o perorar la geomembrana.

Los lastres a base de undas del mismo material de la geomembrana, rellenos de grava,presentan un buen comportamiento, y la gran ventaja, rente al hormign, de no tenerbordes cortantes, a ttulo indicativo se incluye la Figura 5.12.

5.3.6. Succin

El viento, anlogamente a lo que ocurre en las cubiertas de las edicaciones, puededar lugar a succiones que despeguen e incluso arranquen la lmina. Conviene, por tanto,

analizar que zonas de la balsa estn ms expuestas a este eecto para prever el lastreadecuado.

La cuanta de los esuerzos depende en alto grado de las condiciones locales, vientos,orograa y geometra de la balsa, por lo que resulta imprescindible la inormacin sobreel comportamiento de otras balsas de la zona.

En cualquier caso, resulta aconsejable disponer lastres de unos 120 Kg/ml a distanciasdel orden de vez y media la longitud libre del talud.

Figura 5.12.

Taludes

Lastre de sacosde PEAD rellenosde arena o grava


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Hay dos aspectos que merecen resaltarse: si puede mantenerse un calado de agua delorden de un metro, la experiencia conrma que no se produce levantamiento del ondo.En cuanto a los taludes puede ajustarse el lastre sin dicultad y de modo inmediato a lavista del comportamiento mediante los sacos de plstico mencionados en 5.3.5.2.

5.3.7. Oleaje

Dos son los eectos principales del oleaje:

Desbordamiento.

Desintegracin del apoyo de la lmina por accin repetitiva.

El primero se resuelve con el resguardo adecuado segn la altura de ola calculndolode acuerdo con la normativa vigente para embalses, mejorado con un bordillo botaolas

para el caso de ola rota ascendente.

El segundo es de especial inters cuando se utilizan lminas que se dilatan con elcalor y dejan de comprimir el terreno y agitadas las ondulaciones por el oleaje puedenir deteriorando el apoyo.

La solucin es reorzar la proteccin que orece el geotextil subyacente.

5.3.8. Enlace con obras de hormign y metlicas

El enlace con las obras de hormign o metlicas es uno de los aspectos ms delicados,pues es proclive al corte o desgarro de la lmina. Dos son los aspectos bsicos a teneren cuenta: los asientos dierenciales concentrados junto a las aristas (Figura 5.13.) y lafuencia de la lmina tanto en compresin como en traccin.

Esto en el caso de jacin con pletina obliga a interponer un elemento elstico (neopre-no) para asegurar el apriete y evitar la ltracin (Figura 5.14.) y en el caso de la Figura5.15., reducir el riesgo de que la lmina quede colgada de los pernos y se desgarre.

De todos modos conviene evitar anclajes como el de la Figura 5.16. que den lugar a

una traccin permanente de cierta importancia. Una disposicin que evita los inconve-nientes de la pletina es la que se indica en la Figura 5.17. y Figura 5.18., y que consisteen anclar un perl de PEAD en el hormign y soldar a l la lmina. Para que este sistemasea ecaz es necesar

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