Geotecnia- Llacanora

7/30/2019 Geotecnia- Llacanora

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CAPTULO I: FORMULACIN DEL

PROBLEMA DE INVESTIGACIN

DENOMINACIN DEL PROYECTO:

CARACTERIZACIN DEL MACISO ROCOSO PARA LA CONSTRUCCIN DE LA CENTRAL

HIDROELCTRICA EN EL DISTRITO DE LLACANORA - CAJAMARCA

1.1. FORMULACIN DEL PROBLEMA

En el rea comprendida es posible apreciar el desarrollo de concurrencia acufera a

travs de la catarata existente teniendo en cuenta su caudal; se tiene tambin como

referencia el estudio del tipo de litologa, estructura y geoformas, para realizar el

modelo geomecnico y geolgico; y ver la factibilidad para la posible construccin de la

central hidroelctrica.

1.2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

Ser posible realizar un modelo geomecnico de la zona analizando la matriz rocosa y

discontinuidades presentes en la zona para la construccin de una central

hidroelctrica?

1.3. JUSTIFICACIN

En la zona de estudio se presenta la necesidad de crear una central hidroelctrica,

debido a que se encuentra en una secuencia de cada de agua a manera de catarata, la

cual nos permite aprovechar su cada y su posible realizacin podr se realizaraanalizando data tomada y distintos aspectos geolgicos y geomecnicos que permitan

la construccin de la hidroelctrica.


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CARACTERIZACIN DEL MACISO ROCOSO PARA LA CONSTRUCCIN DE LA CENTRAL HIDROELCTRICAEN EL DISTRITO DE LLACANORA - CAJAMARCA

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1.4. OBJETIVOS

General:

Realizar la clasificacin geomecnica del macizo rocoso de la zona comprendida

en la catarata del distrito de llacanora para la construccin de una central

hidroelctrica.

Especficos:

Describir las caractersticas generales del macizo rocoso.

Describir la matriz rocosa y las discontinuidades.

Describir los parmetros del macizo rocoso.

Definir la ubicacin y distribucin de cada elemento para la construccin de una

central elctrica.

1.5. METODOLOGA DE LA INVESTIGACIN

La metodologa se aplica bsicamente a la investigacin misma. Estos

incluyen la compilacin de informacin bibliogrfica, tecnologa disponible,

aspectos econmicos, as como la situacin, localizacin y tiempo del rea de

estudios, todos los cuales influyen en la calidad de la investigacin.

ETAPA PRELIMINAR DE GABINETE

En esta etapa se procedi a la compilacin literaria, principalmente el

agenciamiento de libros de Geologa Estructural, Mecnica de Rocas, anlisis

digital mediante imgenes de satlite, vas de acceso, adems de revisin de

informes y trabajos de anteriores.

ETAPA DE CAMPO

Se desarroll mediante la tcnica de cartografiado geolgico, el cual consisti

en la identificacin y delimitacin de unidades geolgicas (de acuerdo a las formaciones

localizadas), identificacin de fallas y fracturas, toma de rosas estructurales, anlisis y


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Pg. 3GEOTECNIA II

cartografiado de las estructuras geolgicas, identificacin macroscpica de rocas y

minerales para la ubicacin de nuestra central hidroelctrica.

ETAPA DE GABINETE

En esta etapa se desarroll el procesamiento de datos obtenidos en campo,

redaccin del informe as como la digitalizacin del plano geolgico, eventos

geolgicos, anlisis del comportamiento Geomecnico frente a esta estructura.

CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES

Tabla N1: Planeamiento de Trabajo y fechas de realizacin

Se estableci una planificacin para el desarrollo del proyecto, en este cronograma se

especifica cada una de la actividades llevadas a cabo en campo.Llevndose acabo tres salidas de campo a la zona de estudio logrando recopilar toda la

informacin necesaria as como tambin el recorrido de la zona de estudio.

FECHA ACTIVIDAD

19 05 - 12 Reconocimiento y anlisis del proyecto en campo supervisado por el docente

26 05 - 12 Recopilacin, anlisis y proyeccin a la elaboracin del proyecto en una

segunda salida por parte del grupo.

08 06 - 12 Trabajo y editado de la informacin tomada en campo en gabinete, as como

tambin la bsqueda de informacin de valor para el inicio del editado del

informe.

23 06 - 12Segunda salida a campo por parte del grupo, recopilando nueva informacin y

data en campo; as como tambin la bsqueda de nuevos artculos de ayuda.

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07 - 12

Inicio del editado y trabajo de los datos obtenidos en campo y laboratorio para laconfeccin final del informe.


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Pg. 4GEOTECNIA II

ESTUDIOS PREVIOS:

Boletn N 31, Geologa de los Cuadrngulos de Cajamarca, San Marcos y Caja

bamba; editado por el Instituto Geolgico Minero y Metalrgico (INGEMMET).

EQUIPO DE TRABAJO:

Se utilizaron los siguientes:

Rayador: Instrumento utilizados para el reconocimiento de las propiedades

fsicas de las muestras.

Acido: Utilizado para comprobar las composicin qumicas de las muestra

observables, el ms utilizado es el HCl al 21 normal.

Libreta De Campo: Utilizada para la toma de datos de campo y la para la

realizacin de los diferentes croquis o dibujos observados en el campo.

Picota: Instrumento utilizado para extraccin de muestras en cada salida de

campo.

Lupa:10 X (10 aumentos) y 20X (20 aumentos), que nos ayud a reconocer los

diferentes componentes minerales de las rocas.

Colores: Utilizados principalmente para diferenciar los tipos de estratos, color

de la litologa en otros.

Brjula Geotcnica: Que sirvi para medir los rumbos y buzamientos de

estratos, para la realizacin del perfil.

Gps: ( Navegatorio) el cual fue de gran ayuda, pues nos sirvi para ubicarnos en

la zona donde se realiz el trabajo de campo a travs de coordenadas UTM

(Universal Transversal Mercator), segn el elipsoide internacional utilizado parala zona sudamericana P.S.A.D 56 (Provisional South American Datum 1956)


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CAPTULO II: ASPECTOS GENERALES

2.1. UBICACIN Y ACCESIBILIDAD

La zona de estudio se encuentra al sur-este de la ciudad de Cajamarca.

Departamento : Cajamarca.

Provincia : Cajamarca.

Distrito : Llacanora.


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La zona de estudio, abarca como principal carcter de trabajo la cascada existente, as como

tambin el caudal y la estructura litolgica y rocosa presente en el rea.

Coordenadas UTM

PUNTO NORTE ESTE

1 9205500 784000

2 9205500 785000

3 9204500 785000

4 9204500 784000


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Accesibilidad:

Para llegar a la zona se hizo el siguiente recorrido:

Cajamarca-Baos del Inca-Llacanora como se puede notar en la ruta de

acceso II, a travs del transporte pblico en un tiempo de 20 minutos.

Ya en el lugar se prosigui a caminar por los caminos existentes en el lugar.

Finalmente nuestro recorrido culmin en la comunidad de Shaullo, flanco

oeste del anticlinal.

Tambin se puede llegar haciendo el siguiente recorrido por la va de acceso

I como se puede notar en la imagen: Cajamarca- Llacanora.

Rutas de acceso que nos pueden llevar a la zona de estudio


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2.2. CLIMA:

Temperatura Mxima Promedio: 23 C. Temperatura Mnima Promedio: 0 C. Temperatura Promedio: 8 C.

Precipitacin:

Presentacin Mxima Promedio: 618.8 mm2.

Precipitacin Promedio Mensual: 51.6 mm2.

Meses De Lluvia:

Periodo Lluvioso: Diciembre, Enero, Febrero, Marzo y Abril. Generalmente

tambin se presenta abundante neblina.

Meses Ms Lluvioso: Febrero y Marzo.

A y B presentan las temperaturas mnima anual, mxima anual y la precipitacin mensual,

respectivamente. Estos mapas han sido generados por interpolacin de los datos climticos de las

estaciones que estn dentro y cercanas a la cuenca de Cajamarca.


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2.3. VEGETACIN:

La vegetacin que predomina en el lugar son los pastos naturales y algunos arbustos

propios de la zona; siendo principalmente plantaciones de Ciprs y Eucaliptos.

Vegetacin propia de la zona como eucaliptos y dems arbustos


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Pg. 10GEOTECNIA II

2.4. HIDROGRAFA:

En esta rea predomina el drenaje de tipo dendrtico especialmente en el material

sedimentario. Estos drenajes cuentan con agua en la mayora de los casos, en pocas de

lluvia, por lo que el resto del ao sucede lo contrario. Estos pequeos drenajes son

afluentes de los ros antes mencionados los cuales llevan sus aguas al ro Maran.

En la zona es comn encontrar drenajes en formacin (Crcavas) y quebradas que

ayudan a drenar el curso del agua en poca de lluvias. Predominando la erosin de

fondo provocando deslizamientos y desplomes de algunas zonas frgiles.

La imagen permite ver un drenaje, que viene a ser el lugar de inters como lo es la catarata de

Llacanora


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Pg. 11GEOTECNIA II

CAPTULO III: GEOMORFOLOGASiendo la geomorfologa una ciencia encargada del estudio de la forma del relieve

terrestre, teniendo en cuenta su gnesis, los procesos endgenos y exgenos as como

la naturaleza de las rocas el clima, es necesario estudiar la geomorfologa de la zona

para comprender el desarrollo de esta en el transcurso del tiempo geolgico.

Entre los agentes que dan origen a estos procesos podemos mencionar al agua, al aire,

las plantas, el hombre mismo que va modificando la morfologa del lugar provocando

de alguna manera la erosin de la zona.

La morfologa de la zona en cuanto a los procesos exgenos, podemos mencionar que

es producto del levantamiento Andino (Diastrofismo Orognico: Estos movimientos

han sido rpidos, los que han producido los fallamientos y plegamientos, resaltaremos

las dos fallas de E-W y la segunda de NE SW que salta a la vista en la morfologa del

lugar.

En el rea de estudios de distinguen las siguientes unidades geomorfolgicas (ver plano

de geomorfolgico altitudinal y de unidades geomorfolgicas, P-2 y P-5):

Superficies de Erosin

Terrazas

3.1- RELIEVE

El rea de estudio cuenta con rasgos geogrficos caractersticos de la cordillera

occidental, presenta una topografa muy variada, con cumbres muy empinadas y

agrestes con intensa erosin, con pendientes altas y bajas. La zona de inters para el

estudio se encuentra en el desarrollo del rio de llacanora que forma las tursticas

cataratas de llacanora


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Pg. 12GEOTECNIA II

Foto2. Vista de una ladera erosionada cuya pendiente es mayor de 30

1.1. SUPERFICIE DE EROSIN:

En el rea se reconocen cuatro superficies de erosin, a diferentes niveles,

expuestas aproximadamente a los 2800, hasta los 3300 m.s.n.m. Las superficies de

mayor altitud se caracterizan por mostrar colinas redondeadas, topografa suave, con

restos de valles jvenes, en la mayora de las colinas se observa la meteorizacin

producido por disolucin de las rocas carbonatadas existentes en la zona. Los agentes

metericos ms predominantes son la lluvia, los vientos y los cambios de temperaturaprincipalmente.

SENW

Pendiente >= 30

Superficies de erosin

Foto 3: Vista de la erosin de la zona en estudio

SW NE


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Pg. 13GEOTECNIA II

1.2. GEOFORMAS

Escarpes: Son caras verticales o muy inclinadas de rocas.

Crcavas: Surcos formados por el movimiento de las aguas provenientes de

las lluvias torrenciales sobre el material sedimentario. En los terrenos inclinados

tiene proporciones regulares.

Foto 4: Vista de una crcava

Crcava

NESW


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Pg. 14GEOTECNIA II

Terrazas: Cada uno de los espacios de terreno llano, dispuestos en forma de

escalones en la ladera de una montaa evidencindose con un cambio brusco

de su pendiente a una ms suave.

TERRAZA

SE NW

Foto 5: Vista de las terrazas y los escarpes originadas por desplazamiento de masas

ESCARPE


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Pg. 15GEOTECNIA II

CAPTULO IV: GEOLOGA REGIONAL

ESTRATIGRAFA:

La litologa del lugar est conformada por formaciones sedimentarias

pertenecientes al Cretceo Inferior, adems hay presencia de formaciones

pertenecientes al periodo geolgico del Holoceno como los depsitos fluviales,

coluviales, deluviales.

DESCRIPCIN DE FORMACIONES

Formacin CarhuazEsta formacin descrita por Benavides (1956), en el rea tiene

aproximadamente un grosor de 500 metros con incremento hacia el sur y

disminucin hacia el nor este. Consta de una alternacia de areniscas con lutitas

grises, las primeras con matices rojizos, violetas y verdosos (caracterstica principal

para diferenciarla en el campo). La formacin Carhuaz yace con suave discordancia

sobre la formacin Santa e infrayace, concordantemente a la formacin Farrat.

Edad y Correlacin: probablemente las edades Valanguiniano Superior,Hauteriviano y Barreniano corresponden a esta formacin, ya que encima se

encuentra la formacin

Formacin Farrat

Esta formacin consta de cuarcitas y areniscas blancas de grano medio a grueso,

tiene una potencia promedio de 500 m. La formacin Farrat suprayace con

aparente concordancia a la formacin Carhuaz y subyace con la misma relacin a la

formacin Inca, dando la impresin en muchos lugares de tratarse de un pasogradual.

Por su similitud litolgica con la formacin Chim es fcil confundirlas, siendo

necesario establecer muy bien sus relaciones estratigrficas para diferenciarlas,


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Pg. 16GEOTECNIA II

aunque en algunos casos solamente por la falta de mantos de carbn es posible

diferenciarla de la formacin Chim.

Edad y Correlacin: contiene impresiones de plantas regularmente conservadas

correspondientes a Weichselia Peruviana ZEILLER, Scleropteris cf. s. ellensis SALF yrestos de tallos indeterminados pero asignables al cretceo inferior.

Formacin inca

Infrayace concordantemente a la Formacin Chulec y suprayace con la misma

relacin a la formacin farrrat. En varios lugares, se ha observado que

gradualmente se intercalan areniscas calcreas, lutitas ferruginosas y lechos de

cuarcitas, dando en superficie una matriz amarillenta. El color predominante es

amarillo-anaranjado, con evidente accin de limonitizacin .su grosor no pasa de

los 100m.

Edad y correlacin:

Su edad se encuentra entre el Aptiano superior y Albiano inferior.

Es una zona que presenta fsiles pero muy mal conservados por la presencia de

xidos.

Formacin ChlecSuprayace a la Formacin Inca e infrayace a la Formacin Pariatambo.

Litolgicamente, consta de una secuencia bastante fosilfera de calizas arenosas,

lutitas calcreas y margas, las que por el intemperismo adquieren un color crema

amarillento. Su aspecto terroso amarillento es una caracterstica para distinguirla

en campo. Su potencia vara entre los 200-250m.

Edad y correlacin

Su edad se encuentra entre el Albiano medio y el Albiano inferior, por lo que a esta

formacin se la correlaciona con la Formacin Crisnejas que aflora en el valle del

Maraon y tambin con la formacin Santa Ursula(Andes Centrales Del Per)

Depsitos Cuaternarios


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Pg. 17GEOTECNIA II

En discordancia angular sobre todas las unidades descritas anteriormente se tiene

una variedad de depsitos cuaternarios,

Depsito fluvial: material depositado y acumulado por los ros. el tipo de

material depende del estado de desarrollo del valle por donde discurre el ro, asdel lugar de donde es arrancado el material y tambin del lugar donde es

depositado, dependiendo tambin de la carga fluvial.

Depsito coluvial: material acumulado en la pendiente de los cerros y

transportado por accin de la gravedad.

Depsitos aluviales

material depositado en las depresiones generalmente continentales

transportados por los ros.


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Pg. 18GEOTECNIA II

CAPTULO V: GEOLOGA LOCAL

En el rea asignada se encuentran aflorando la formacion perteneciente al

Cretceo Inferior como es la formacin Farrat. Mayoritariamente se encuentra

una secuenciade cuarcitas con arenizacas.

DESCRIPCIN DE LA FORMACION:

Formacin Farrat: Constituida por una secuencia de cuarcitas y areniscas

blancas de grano medio a grueso con presencia de oxidaciones debido a la

accin del agua del cauce que forma las cataratas de llacanora

Foto N 6: Secuencia de cuarcitas y arenizcaz blanquecinas (Fm. Farrat).


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Pg. 19GEOTECNIA II

Depsitos cuaternarios: Se componen de fragmentos de rocas preexistentes,

siendo sus agentes de transporte el agua viento y hielo. La variedad de tamao

de sus clastos se debe a que la accin de transporte en algunas partes es ms

fuertes que en otras. Existen una variedad de depsitos cuaternarios, los

aluviales en la falda de los cerros y laderas del valle y finalmente los fluviales en

los lechos de los ros. Estos depsitos cuaternarios se encuentran en diferentes

lugares y niveles.

Los depsitos cuaternarios est constituido por material generalmente fino

arena arcillosa a los que algunas veces se intercalan con lentes de grava y

delgados conglomerados.

Foto N 9: Presencia de depsitos cuaternarios fluviales.

Dposito

cuaternario fluvial

Lentes de graba

conglomerados


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Pg. 20GEOTECNIA II

Arenas, gravas.Limos, arcillas.Conglomerados, areniscas y arcillas rojas.Lutitas, lodolitas, areniscas finas blanco amarillentas.

Tobas dacticas y traquiandesticas blanquecinas.

Tobas blanco amarillentas intercaladas con areniscas.rojizas, aglomerados y piroclastos.

Intercalacin de derrames andesticos, tobas blanquecinas.

areniscas tobceas y conglomerados lenticulares.

Tobas blanquecinas intercaladas con delgados lechos deareniscas y lutitas tobceas.

Derrames y brechas andesticas.

Conglomerados con cantos de cuarcita.

Conglomerados con cantos de calizas y areniscas rojizas

Calizas, margas y lutitas gris amarillentas.

Calizas gris azuladas, macizas, con delgadas intercalaciones

de lutitas y margas.

Calizas nodulares macizas, margas y lutitas pardo- amari-

llentas fosilferas.

Calizas gris parduscas, fosilferas, margas y escasosniveles de lutitas.

Lutitas grises o negras, calizas bituminosas nodulares.

Calizas arenosas, lutitas calcreas y margas.

Areniscas calcreas y limolitas ferruginosas.

Cuarcitas y areniscas blancas.

Areniscas rojizas y cuarcitas blancas intercaladas

con lutitas grises.Lutitas grises y calizas margosas.Areniscas, cuarcitas, lutitas y niveles de carbn en la parte

inferior, principalmente cuarcitas en la parte superior.

Lutitas negras, laminares y deleznables, con intercalacio-

nes de areniscas grises y horizontes arcillosos.

Calizas gris azuladas, macizas con ndulos

Tobas, brechas y derrames andesticos.

silceos.

Areniscas, limolitas y conglomerados rojizos.

ERATEMASISTEMA SERIE ( m )GrosorUNIDAD

LITOESTRATIGRAFICADep. fluviales y aluviales

Formacin Cajabamba

300

Dep. lagunares y glaciares

Formacin Condebamba

200

150

GrupoCalipuy

2100

Formacin500

Formacin Celendn 200

Cajamarca

Grupo Quilquin

600-700

Grupo Pullucana 700

Formacin Pariatambo 150-200

Formacin Chlec

150

Chota

Formacin

Formacin Inca

500

200-250

Formacin Farrat 500

Formacin Carhuz 500

Formacin Santa 150-100

Formacin Chim 80-600G

rupoGoyllarisquizga

Formacin

Formacin

500

500

Chicama

Oyotn

Grupo Pucar 700-800

Grupo Mitu 300

HOLOCENOCUATERNARIO

PLIOCENOPLEISTOCENO

MIOCENO

C

E

N

O

Z

O

IC

ONEOGENO

PALEOGENO

EOCENO

PALEOCENO

OLIGOCENO

SUPERIOR

INFERIOR

CRETACEO

JURASICO

SUPERIOR

INFERIOR

MEDIO

SUPERIOR

SUPERIOR

TRIASICO

M

E

S

O

Z

O

IC

O

PAL

EOZOICO PERMIANO

ORDOVICIANO

LITOLOGIA DESCRIPCION

Formacin Bambamarca

FormacinPorculla

Sup.

Inf.

FormacinLlama

600

Disc. ang.

Disc. ang.

Disc. ang.

Disc. ang.

Disc. ang.

Disc. ang.

Dacita

Diorita

Tonalita/granodiorita

PROTERO-

ZOICO

SUP.

INF.

Formacin Salas ?

Complejo Olmos ?

Filitas pelticas y tobceas de coloresmarrones y negruzcos con algunas cuarcitashacia la parte superior.

Esquistos gris verdosos y anfibolitas.

Fig. N2: Columna Estratigrfica


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Pg. 21GEOTECNIA II

CAPTULO VI: GEOLOGA ESTRUCTURAL

7.1. ESTRUCTURAS:

El rea estudiada ha sido afectada por la accin de diversas fuerzas, las cuales

han producido diversas deformaciones en las rocas, entre estos tenemos:

DIACLASAS: Divide a las rocas en bloques, sin que haya deslizamiento. Estas

diaclasas estn orientadas en todas las direcciones, distinguindose cierto

nmero de familias de diaclasas que tienen una orientacin preferente y

otras irregulares.

Foto N 10: Se puede observar| dos familias de diaclasas de este macizo rocoso en la formacin.

FALLAS: Otro tipo de estructuras que hemos notado son fallas. La superficie

sobre la que se ha producido un desplazamiento se llama superficie o plano de

falla.

Familias de

diaclasas

Fam. 2

Fam. 1

Fam. 3


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Pg. 22GEOTECNIA II

Foto N 11: Se observa una falla dextrall en una intercalacin de arenizca con relleno de roca triturada (Fm. farrat).

PLEGAMIENTO: Como consecuencia de las presiones a las que son sometidas las

rocas se pliegan o sufren un plegamiento.

Foto N 12: Se observa el plegamiento de las calizas en la estacin N2 de la formacin Chlec.

Plegamiento de lascalizas de la

formacin Chlec


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Pg. 23GEOTECNIA II

CAPTULO VII: MODELO GEOLGICO

El Modelo Geolgico del rea donde se construir cualquier estructura de ingeniera,

que para el propsito ser la edificacin de una planta hidroelctrica significa la

expresin geolgica real del lugar con todas sus caractersticas litolgicas,

estratigrficas, geomorfolgicas, estructurales e hidrogeolgicas.

Litologa.- Se refiere a la clasificacin geolgica general. A pesar de que el

tipo de roca es usado principalmente para identificar y correlacionar, a

menudo brinda una primera y general indicacin del tipo de

comportamiento. Estructuras.-Comprende el estudio y/o mapeo de todas las estructuras

geolgicas presentes en el macizo rocoso en estudio. Todo esto dentro de

un dominio estructural. Las estructuras pueden ser (diaclasas,

discontinuidades abiertas o cerradas, fallas locales, zonales o regionales)

Caracteres geomecnico de las discontinuidades.-Este parmetro es

fundamental para el modelo geolgico. Ya que nos va a permitir conocer las

caractersticas de las discontinuidades, tales como la longitud, el ancho, eltipo de relleno de las discontinuidades. Adems de las propiedades

mecnicas de la roca (su resistencia, el ngulo de friccin, la permeabilidad,

etc.)

Hidrologa.-Mediante el estudio de este parmetro podremos comprender la

importancia del clculo de la cantidad y calidad de aguas subterrneas que

puedan afectar la estabilidad del macizo rocoso en estudio, cuando se quiera

realizar una excavacin subterrnea en dicha zona. Sismologa.-Es la rama de la geologa que va estudiar los movimientos

tectnicos que ocurren dentro de la masa terrestre, el grado de intensidad

de los sismos es muy importante conocerlos para determinar el dao que

puede ocasionar a la masa rocosa


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Pg. 24GEOTECNIA II

Meteorizacin.- Es un proceso de desintegracin mecnica o de

descomposicin qumica que tiene lugar en los minerales o en la roca. Los

procesos de meteorizacin de una roca dan como resultado minerales de

diferentes propiedades y comportamiento distinto.

Las variables y parmetros del modelo geolgico se presentan a continuacin

en el cuadro adjunto:

MODELOGEOLGICO

Caractersticas de lamuestra de roca

intacta

Caracterizacindel macizo rocoso

Mtodosgeofsicos

Parmetros

Variables

Litologa

MeteorizacinEstructurasgeolgicas

Caractersticasgeomecnicas de

las discontinuidades

Descripcin delas

discontinuidades

Hidrogeologa


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Pg. 25GEOTECNIA II

CAPTULO VIII: MODELO GEOMECNICO

Las variables y parmetros del modelo geomecnico se presentan a

continuacin en el cuadro adjunto:

La caracterizacin del comportamiento mecnico de la masa rocosa y sus

componentes, se determina mediante los ensayos de laboratorio y ensayos

in-situ, cuyo objetivo es la determinacin de las propiedades fsico-

mecnicas de la roca. En el presente trabajo slo se han realizado los

ensayos en situ para determinar la clasificacin geomecnica y la resistenciade los macizos rocosos de la zona en estudio.

La clasificacin de las rocas para usos ingenieriles es una tarea compleja, ya

que deben cuantificarse sus propiedades con el fin de emplearlas en el

clculo de diseo. Estas clasificaciones estn basadas en alguno o vario de

los factores que determinan su comportamiento mecnico:

MODELOGEOMECNICO

ClasificacionesGeomecnicas Estado de tensionede los macizos Resistencia de losmacizos rocosos

Parmetros

Variables

Calidad delMacizo Rocoso

TensionesNaturales

PropiedadesMecnicas de lasdiscontinuidades

Propiedadesmecnicas de los

materiales


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Pg. 26GEOTECNIA II

Propiedades de la matriz rocosa

Frecuencia y tipo de las discontinuidades, que definen el grado de

fracturamiento, el tamao y la forma de los bloques del macizo, etc.

Grado de meteorizacin o alteracin

Estado de tensiones en situ Presencia de agua.

La sistemtica para la descripcin de los afloramientos de macizos rocosos

se puede resumir en las siguientes etapas:

CUADRO VIII.1: Sistematizacin para describir el macizo rocosos

Caractersticas y propiedades a definir en campo para la caracterizacin del macizo rocoso

MBITO DEESTUDIO

CARACTERSTICA OPROPIEDAD

MTODOCLASIFICACIN

Matriz Rocosa Identificacin Observacin de visu y conlupa

Clasificacin geolgica ygeotcnica

Meteorizacin Observacin de visu ndices estndar

Resistencia ndice y ensayos de campo Clasificaciones empricas deresistencia

Discontinuidades Orientacin Medida directa con brjulade gelogo

Espaciado Medidas de campo ndices y clasificacionesestndar

Continuidad

Rugosidad Observaciones y medidas decampo

Comparacin con perfilesestndar

Resistencia de las paredes Martillo Schdmit.ndice de campo

Clasificaciones empricas deresistencia

Abertura Observaciones y medidas decampo

ndices estndar

Relleno

Filtraciones

Macizo rocoso

Nmero de familias de

discontinuidades

Medidas de campo ndices y clasificaciones

estndarTamao de bloque

Intensidad de Fracturacin

Grado de meteorizacin Observaciones de campo Clasificaciones estndar


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Pg. 27GEOTECNIA II

A. CLASIFICACIN DE LOS MACIZOS ROCOSOS DE LA ZONA DE ESTUDIO:

Se clasificar el macizo rocoso de la estacion realizada en la zona donde se elaborara la

hidroelctrica, utilizando la clasificacin Geomecnica de Bieniawski RMR (Rock Mass

Rating).

A.1. Estacin 1:

Azimut: N 226

Buzamiento: 72 NW

Dip Direction: N 316

Foto N13: Intercalacin de areniscas cuarzosas de la Formacin Farrat.

Formacin Farrat

Coordenadas

UTM

N 9 205 334

E 784 800


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Pg. 28GEOTECNIA II

A. Parmetros de Clasificacin Geomecnica:

ARENIZCA CUARZOSA :

Resistencia uniaxial de la roca intacta:

CUADRO I: Cuadro de valoracin de la resistencia de la roca intacta para la estacin 01

Rock Quality Designation (RQD) :

Calculado mediante la frmula

Donde:

Calculamos:

Entonces:

Basndose en los rangos de los valores del RQD, el macizo rocoso puede ser

caracterizado segn la valoracin siguiente:

Grado Descripcin Identificacin de campo

Rangoaprox.

c MPa

R1 Roca muy dbil Desmenuzable bajo golpes firmes con la punta de un martillode gelogo, puede desconcharse con una navaja.

1.0 5.0

R2 Roca dbilPuede desconcharse con dificultad con una navaja, se puedehacer marcas poco profundas golpeando firmemente con el

martillo de gelogo.5.0 25

R3Roca

medianamentedura

No se puede rayar o desconchar con una navaja, las muestrasse pueden romper con un golpe firme del martillo de

gelogo.

25 50

R4Roca fuerte Se requiere ms de un golpe con el martillo de gelogo para

romper la muestra.50 100

R5 Roca muy fuerte Se requieren varios golpes con el martillo de gelogo pararomper la muestra.

100 250

R6Roca

extremadamenteresistente

Solo se puede romper esquirlas de la muestra con el martillode gelogo.

250

11.01.0100

eRQD

m

idadesdiscontinuN

2.615

39

12.6*1.02.6*1.0100

eRQD 12.72RQD

Puntaje= 7


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Pg. 29GEOTECNIA II

CUADRO II: Cuadro de valoracin de RQD para la estacin 01

Valoracin del RQD:

RQD (%) Calidad de la roca

100 90 Muy buena

90 75 Buena

75 50 Mediana

50 25 Mala

25 - 0 Muy mala

Puntaje= 13

Valoracin= 14


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Pg. 30GEOTECNIA II

Espaciado de las discontinuidades:

Ed1= 0.06 m - 0.2m, Ed2= 0.06 m - 0.2m, Edi= 0.06 m - 0.2m

Promedio: (Ed1 + Ed2+ Edi) /3 = 0.06 m = 6cm.

CUADRO III: Cuadro de descripcin del espaciado para la estacin 01

En este tercer parametro para calcular el RMR, el espaciado de las

discontinuidaes esta entre 0.2 a 0.6 m,por lo tanto tiene un puntaje de 10.

Puntaje =10

Descripcin

Espaciado

mm cm

Extremadamente cerrado < 20 < 2cm

Muy cerrado 20 - 60 2cm 6cm

Cerrado 60 - 200 6cm 20cm

Moderado 200 - 600 20cm 60cm

Espaciado 600 - 2000 60cm - 2m

Muy espaciado 2000 - 6000 2m - 6m

Extremadamente espaciado > 600 > 6m


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Pg. 31GEOTECNIA II

Condicin de las discontinuidades:Para describir la condicin de las discontinuidades se tendr en cuenta la

siguiente gua:

CUADRO IV: Cuadro de valoracin de descripcin de las discontinuidades para la estacin 01

REGLAS PARA LA CLASIFICACION DE DISCONTINUIDADES (Condicin)

Persistencia(longitud)

Puntaje

< 1 m

6

1 3 m

4

3 10 m

2

10 20 m

1

> 20 m

0

Separacin(abertura)

Puntaje

Ninguno

6

< 0.1 mm

5

0.1

1.0 mm

4

1

5 mm

1

> 5 mm

0

Rugosidad

Puntaje

Muyrugoso

6

Rugoso

5

Ligeramenterugoso

3

Liso

1

Espejo de falla

0

Relleno

Puntaje

Ninguno

6

Rellenoduro 5 mm

2

Rellenosuave 5 mm

0

Alteracin

Puntaje

Inalterado

6

Ligerament

e alterado

5

Moderad.

Alterado

3

Altamente

alterado

1

Descompuesto

0

Puntaje= 21


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Pg. 32GEOTECNIA II

Agua Subterrnea:

Condiciones generales: Seco - Hmedo

Clasificacin Geomecnica RMR (Bieniawski, 1989):

CUADRO V: Parmetros de Clasificacin Geomecnica RMR con sus valores:

PARMETROS DE CLASIFICACIN Y SUS NDICES

Parmetros Rango de valores

1

Resistenciade la roca

intacta

Cargapuntual

>10MPa

4-10MPa

2-4MPa

1-2MPa

Se requiere pruebas decompr. uniaxial.

Resist.

Comp.Uniax.

> 250

MPa

100 -250

MPa

50 100

MPa

25 - 50

MPa

5 - 25

MPa

1 - 5

MPa

< 1

MPa

ndice 15 12 7 4 2 1 0

2RQD 90 100

75 9050 75 25 50 < 25

ndice 20 17 13 8 3

3

Espaciado de lasdiscontinuidades

> 2 m 0.6 2 m200 - 600

mm60 - 200

mm< 60 mm

ndice 20 15 10 8 5

4

Condicin dediscontinuidades.

Superficies muyrugosas

NocontinuasSin

separacinParedes de

rocainaltera

das

Superficies

ligeramen

terugosasSeparacin

< 1mmParedes de rocaligeramen

tealteradas

Superficies

ligeramen

terugosasSeparacin

< 1mmParedes de rocaaltamentealteradas

Superficies de

espejo de

falla ogouge< 5

mm deespesor oseparaci

n 1 5mm.

Continua

Suave gouge> 5 mm deespesor o separacin > 5mm. Continua.

ndice 30 25 20 10 0

5

Aguasubterr

nea

Flujo para 10 mde tnel (l/m)

Ninguno

< 10 10 - 25 25 - 125 > 125

Presin de aguaen la

discontinuidades/esfuer-zo

principal mayor

0 < 0.1 0.1 0.2 0.2 0.5 >0.5

Condicionesgenerales

Completamente seco

Hmedo Mojado goteo Flujo

ndice 15 10 7 4 0

Puntaje= 12

14

21

11


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Pg. 33GEOTECNIA II

CLASE I II III IV V

TIEMPO DE

SOSTENIMIENTO

Y LONGITUD

10 aos con 5m

de vano

6 meses con 4m

de vano

1 semana con 3m

de vano

10 horas con

1.5m de vano

10 minutos con

0.5m de vano

COHESIN (KPa) > 400 300 - 400 200 - 300 100 - 200 < 100

NGULOFRICCIN

> 45 35 45 25 35 15 -. 25 15

Sumamos las puntuaciones: 7 + 14 + 10 + 21 + 11= 63

Entonces:

Luego clasificamos al macizo rocoso a partir de la evaluacin Total, teniendo en cuenta

el siguiente cuadro:

CUADRO VI: Tipos de Macizos Rocosos:

Segn la Clasificacin Geomecnica RMR (Bieniawski) la calidad del

macizo corresponde a la Clase II, definida como buena.

Tericamente el macizo Rocoso que corresponde a la estacin realizada,presenta las siguientes caractersticas:

CUADRO VII: Caractersticas del Macizo Rocoso de la Estacin:

GSI (Geological StrengthIndex):

Se ha estimado el ndice geolgico de resistencia, GSI, en base a una descripcin

geolgica del macizo rocoso:

TIPOS DE MACIZO ROCOSOS A PARTIR DE LA EVALUACIN TOTAL

PUNTUAL 100

81 80 - 61 60 - 41 40 - 21 < 21

TIPO DE ROCA I II III IV V

DESCRIPCIN Muy Buena Buena Regular Mala Muy Mala

RMR= 63


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Pg. 34GEOTECNIA II

CUADRO VIII.11: Caracterizacin del macizo Rocoso para determinar su resistencia

Estructura del Macizo Rocoso: Bloques Irregulares

Condicin del Frente o de la Superficie: MediaPuntaje correspondiente: 50 - 60

GSI= 53


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Pg. 35GEOTECNIA II

Estimacin del mdulo de deformacin emprico del macizo rocoso:

CUADRO VIII.12: Criterios empricos para estimar el mdulo de deformacin de los

macizos

Como el macizo rocoso de la estacin posee un RMR = 63, entonces podemos utilizar el

primer criterio del cuadro adjunto de modo que:

El mdulo de deformacin emprico del macizo rocoso es:

1002 RMRE

100632 E

GPaE 26

E= 26 GPa


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Pg. 36GEOTECNIA II

Criterio de Rotura:

Criterio de rotura de Hoek y Brown generalizado:

Est dado por la siguiente expresin:

Donde mbes un valor reducido de la constante del material miy est dado por:

Donde GSI (Geological StrengthIndex) es una clasificacin geomecnica (Hoek,1994; Hoek, Kaiser y Bawden, 1995), s y a son constantes del macizo rocosodadas por las siguientes relaciones:

D es un factor que depende sobre todo del grado de alteracin al que ha sidosometido el macizo rocoso por los efectos de las excavaciones (mecnicas o porvoladuras) o por la relajacin de esfuerzos. Vara desde 0 para macizos rocososin situ inalterados hasta 1 para macizos rocosos muy alterados.


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Pg. 37GEOTECNIA II

Fig.VIII.1: Representacin del criterio de rotura de Hoek&Brown y Morh Coulomb,

en el espacio de tensiones normal y tangencial; as como en el de tensiones

principales para la estacin:

Direcciones Principales de Agrietamiento:

El anlisis se realiz utilizando el software DIPS, con el cual se muestran las direccionesprincipales de agrietamiento o las direcciones de las familias de diaclasas:


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Pg. 38GEOTECNIA II


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Pg. 39GEOTECNIA II


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Pg. 40GEOTECNIA II

El mximo esfuerzo presente, lo encontramos en direccin E W; teniendo una tendencia de

rotura en direccin N S.


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Pg. 41GEOTECNIA II

CAPTULO IX: MODELAMIENTO DE LAHIDROELCTRICA

Proyectar, construir y poner en marcha una pequea central hidroelctrica no es tarea

fcil. Para hacerlo hay que tomar en consideracin mltiples aspectos del problema,

desde la eleccin del sitio adecuado hasta la explotacin del aprovechamiento. Todoello exige un amplio espectro de conocimientos sobre ingeniera, financiacin, yrelaciones con la Administracin. Esta gua rene todos esos conocimientos de forma

que el inversor potencial pueda seguir paso a paso el camino que le conducir al exit9o

final.

La gua est dividida en nueve captulos. Una vez conocidos, por el captulo1,losconceptos bsicos tales como la definicin de lo que es una pequea

centralhidroelctrica, los tipos de esquemas existentes y la forma de explotar el recurso

hidrulico - y la forma en que est organizada la gua, los captulos siguientesdel 2al9 - describen los pasos que hay que dar para evaluar el aprovechamiento y decidir si

debe o no proceder a realizar un estudio de viabilidad. Los aspectos bsicos aconsiderar son:

- Topografa y geomorfologa del sitio.

- Evaluacin del recurso hdrico y su potencial de generar de energa.- Eleccin del sitio y del esquema bsico del aprovechamiento.- Seleccin de las turbinas y generadores, as como de sus equipos de control.

- Evaluacin del impacto ambiental y estudio de las medidas para su mitigacin.- Evaluacin econmica del proyecto y su potencial de financiacin.

- Marco institucional y procedimientos administrativos para obtener las autorizaciones.

La lectura de esta gua permitir, al desarrollador potencial, entender y aprender que eslo que tiene que hacer, y que pasos tiene que dar para llegar a explotar unaprovechamiento de pequea hidrulica.


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Pg. 42GEOTECNIA II

CAPITULO 1: EVALUACION DEL RECURSO HIDRICO

3: EVALUACION DEL RECURSO HIDRICO.............................................................45

3.1 Introduccin.................................................................................................45

3.2 Registros de datos hidrolgicos ....................................................................463.3 Medicin directa del caudal..........................................................................47

3.3.1 Medicin del rea y la velocidad. ...................................................47

3.3.2 Aforo por dilucin...........................................................................523.3.3. Mediante estructuras hidrulicas....................................................54

3.3.4 Medida del caudal por la pendiente de la lmina de agua. ............55

3.4 Rgimen de caudales ....................................................................................563.4.1 Hidrograma ....................................................................................56

3.4.2 Curva de caudales clasificados (CCC)............................................57

3.4.3 Curvas estndar de caudales clasificados .......................................58

3.4.4 Curvas de caudales clasificados en tramos no aforados .................59

3.5 Presin del agua o salto ................................................................................663.5.1 Medida del salto bruto ....................................................................66

3.5.2 Estimacin del salto neto ................................................................673.6 Caudal ecolgico o caudal reservado ...........................................................69

3.7 Estimacin de la energa generada ...............................................................69

3.7.1 Variacin del salto con el caudal y potencia de la turbina..............71

3.7.2 Almacenamiento diario para turbinar en horas punta .....................733.8 Energa firme ...............................................................................................743.9 Crecidas ........................................................................................................74

3.9.1 Crecida de diseo...........................................................................74

3.9.2 Estimacin de la crecida de proyecto.............................................76


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Pg. 43GEOTECNIA II

3: EVALUACION DEL RECURSO HIDRICO

3.1 IntroduccinUn aprovechamiento hidrulico necesita, para generar electricidad, un determinadocaudal y

un cierto desnivel. Se entiende por caudal la masa de agua que pasa, en untiempo

determinado, por una seccin del cauce y por desnivel, o salto bruto, la distancia, medida

en vertical, que recorre la masa de agua diferencia de nivel entre la lmina de agua en la

toma y en el punto donde se restituye al ro el caudal ya turbinado.

Este salto puede estar creado por una presa, o conduciendo el agua, derivada del curso de

agua, por un canal ms o menos paralelo a su curso, de muy poca pendiente con una

perdida de carga pequea, hasta un punto desde el que es conducida a la o las turbinas poruna tubera a presin, o tubera forzada. Al proyectista se le presentan multitud de

configuraciones posibles para explotar el potencial de un determinado tramo de ro, y debe

escoger, basado en su experiencia y en su talento, aquella que optimice ese potencial.

En la figura presentada de la zona de trabajo, el agua, al fluir desde el punto A al punto B, y

sea cual sea su recorrido intermedio - el propio curso de agua, un canal o una tubera

forzada - pierde energa potencial de acuerdo con la ecuacin

P=QHgEn la que P es la potencia, en Kw. prdida por el agua;

Q el caudal medido en m3/s,

Hg el salto bruto en m

el peso del agua (9,81 KN/m3).

El agua, en su cada, puede seguir el cauce del ro, en cuyo caso el potencial se disipar en

friccin y turbulencia, lo que se traducir en una elevacin marginal de la temperatura del

agua. O puede circular de A a B por una tubera en cuya extremidad inferior est instalada

una turbina. En este caso la potencia se utiliza principalmente para accionar la turbina

generando energa elctrica - aunque una pequea parte se disipa en vencer la friccin para

poder circular por las conducciones. Un buen diseo ser aquel que minimice la disipacin


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Pg. 44GEOTECNIA II

de potencia durante su recorrido entre A y B, para que sea mxima la disponible para

accionar la turbina.

Para valorar el recurso hdrico hay que conocer como evoluciona el caudal a lo largo del

ao lo cual no se pudo verificar puesto que el tiempo de anlisis para la eralizacion de la

construccin de la centra es limitado, siendo esto el principal factor limitante.

No es fcil sin embargo que, dado el tamao de los ros sobre los que se construyen estos

aprovechamientos, puedan encontrarse registros de caudales para el tramo en cuestin. Si

no existen habr que acudir a la hidrologa, que nos permitir conocerlos con suficiente

Esquema de un pequeo aprovechamiento

hidraulico

A

B


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Pg. 45GEOTECNIA II

aproximacin, bien sea por medicin directa o indirecta, bien sea por clculo a partir de los

factores climticos y fisiogrficos de la cuenca de captacin.

Medicin directa del caudal

Si no existen series temporales para el tramo de ro en estudio, y se dispone de tiempo paraello, se pueden medir los caudales a lo largo de un ao como mnimo ya que una serie de

medidas instantneas no tienen ningn valor. Para ello puede hacerse uso de diversas

opciones.

Medida del nivel de agua en

estacin de aforo


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Pg. 46GEOTECNIA II

Curvas de caudales clasificados en tramos no aforados

Si no existen series fiables de caudales para el tramo escogido, ni para tramos de ros

cercanos con caractersticas similares que permitiran obtenerlas por la relacin de reas de

cuencas de captacin e intensidad de precipitaciones, habr que recurrir a la hidrologa queutiliza las caractersticas fisiogrficas de la cuenca de captacin, la intensidad de las

precipitaciones y los valores de evapotranspiracin, para dibujar la CCC que defina el

rgimen de caudales.

Cuenca de captacin

Una cuenca de captacin es un territorio geogrfico cuyos lmites son las crestas de las

montaas, que en realidad constituyen las divisorias de aguas. La cuenca de captacin es

por tanto un territorio aislado, desde un punto de vista hidrolgico, que funciona como un

colector encargado de recoger las precipitaciones y transformarlas en escurrimientos.

A

B

Esquema de una cuenca


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Pg. 47GEOTECNIA II

La cuenca est limitada por una lnea imaginaria que la separa de las cuencas adyacentes y

distribuye el escurrimiento originado por la precipitacin que en cada sistema de corrientes

fluye hacia el punto de salida de la cuenca o exutorio B.

Presin del agua o salto

Medida del salto brutoEl salto bruto es la distancia vertical H, entre los niveles de la lmina de agua, medidos

en la toma de agua y en el canal de descarga.

32 m

15 m

Esquema de tuberias


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Pg. 48GEOTECNIA II

ESTRUCTURAS HIDRAULICAS

5. ESTRUCTURAS HIDRAULICAS...........................................................................106

5.1 Introduccin ................................................................................................1065.2 Presas ..........................................................................................................106

5.2.1 Presas de tierra ............................................................................. 107

5.2.1 Presas de tierra .............................................................................1075.2.2 Presas de hormign.......................................................................108

5.2.3 Cargas y estabilidad de una presa de gravedad............................ 109

5.2.4 Seguridad de la presa ................................................................... 110

5.3 Azudes y aliviaderos................................................................................... 1115.3.1 Estructuras fijas ............................................................................112

5.3.2 Estructuras mviles ......................................................................114

5.3.3 Otros tipos de aliviaderos .............................................................115

5.4 Estructuras para disipar energa.................................................................. 1215.5 Estructuras de toma de agua .......................................................................122

5.5.1 Generalidades. ..............................................................................1225.5.2 Tipos de tomas de agua ................................................................123

5.5.3 Perdidas en la cmara de carga ....................................................127

5.5.4 Vorticidad ....................................................................................1285.5.5 Rejillas .........................................................................................130

5.6 Trampas de sedimentos ...............................................................................133

5.6.1 Generalidades ...............................................................................133

5.6.2 Eficiencia de las trampas .............................................................1345.6.3 Diseo de la trampa .....................................................................134

5.7 Vlvulas y compuertas.. ..............................................................................135103Gua para el desarrollo de una pequea central hidroelctrica ESHA - 2006

5.8 Canales abiertos ..........................................................................................140

5.8.1 Diseo y dimensionado ................................................................140

5.8.2 Excavacin y estabilidad ..............................................................1445.9 Tuberas forzadas. .......................................................................................148

5.9.1 Disposicin general y eleccin de materiales. .............................148

5.9.2 Diseo hidrulico y requisitos estructurales ................................151

5.9.3 Apoyos y bloques de anclaje ........................................................162

5.10 Canal de retorno ........................................................................................162


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Pg. 49GEOTECNIA II

ESTRUCTURAS HIDRAULICASIntroduccin

Un pequeo aprovechamiento hidrulico incluye un nmero de estructuras, cuyo diseo

viene condicionado por el tipo de esquema, las condiciones locales, el acceso a los

materiales de construccin e incluso por las tradiciones arquitecturales del pas o regin. A

continuacin se indican las estructuras ms corrientes en un aprovechamiento hidrulico:

Estructura de derivacin.o Presa o azud

o Aliviadero

o

Dispositivos para disipar la energao Pasos de peces

o Alimentadores del caudal ecolgico

Conducciones hidrulicaso Toma de agua

o Canales

o Tneles

o Tuberas forzadas

o Casa de maquinas

A continuacin se discuten los criterios de diseo y las soluciones ms utilizadas para

estas estructuras.

Presas

Las presas y azudes se utilizan fundamentalmente para derivar agua del cauce del ro al sistema de

conducciones hidrulicas del aprovechamiento. Las presas tambin pueden utilizarse para

aumentar el salto necesario para generar la energa requerida. La eleccin del tipo de presa

viene en gran medida condicionada por las condiciones topogrficas y geotcnicas del sitio.


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Pg. 50GEOTECNIA II

Para el estudio creemos y de mejor calidad las presas de hormigo como son las siguientes o

de contrafuertes

Las presas de hormign presentan tambin sus inconvenientes que en general corresponden

a las ventajas de las presas de materiales sueltos:

Son exigentes en lo que se refiere a las fundaciones Los materiales empleados tienen requerimientos ms estrictos que los de los empleadosen las presas de escollera, requieren grandes cantidades de cemento, que en presas

pequeas hay que transportar desde lejos, y el proceso es discontinuo difcilmente

mecanizable y caro.

PRESA DE CONTRAFUERTES


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Pg. 51GEOTECNIA II

aliviaderos

La forma y tamao del aliviadero controla el caudal que pasa sobre el y define la relacin

entre la altura de la lamina de agua, aguas arriba del aliviadero y el citado caudal.

La curva del perfil es el de la trayectoria que seguira la cara inferior de una lmina de

agua, al caer libremente al verter sobre un muro vertical de cresta ancha.

ALIVIADERO

ALIVIADERO OGEE ANTES DE SU PUESTA EN MARCHA


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Pg. 52GEOTECNIA II

EVALUACIN ECONMICA

Demanda Elctrica

De acuerdo con la evolucin de los indicadores macro econmicos

nacionales se advierte un crecimiento anual del PIB de 0,4 % para 1988,en el orden de -7,3% en 1999, de 2,3% en el 2000 y de 5,2% en el 2001,

aunque este ltimo dato es preliminar.

ESCENARIOS DE CRECIMIENTO DE LA DEMANDA ELCTRICA

(EN PORCENTAJE)

EXPECTATIVA MENOR MEDIO MAYOR

Cobertura urbana ao 2002 96.00 96.40 96.40

Cobertura rural ao 2002 55.30 56.80 59.10

Cobertura nacional ao 2002 80.60 81.80 83.00

PIB anual medio, ao 2002 4.10 5.10 5.90

Cobertura urbana ao 2011 96.80 98.00 98.10

Cobertura rural ao 2011 58.10 67.40 79.30

Cobertura nacional ao 2011 83.90 87.60 91.20

PIB anual medio, ao 2002-2011 3.90 4.90 6.10

CRECIMIENTO ANUAL FACTURADO

AO RESIDENCIAL COMERCIAL INDUSTRIAL ALUMBRADO

PBLICO

TOTAL


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Pg. 53GEOTECNIA II

33.80% 16.40% 35.70%

Y OTROS

14.10% 100.00%

2002 3.026 1.444 2.452 1.606 8.528

2003 3.293 1.568 2.712 1.674 9.247

2004 3.590 1.710 3.047 1.755 10.102

2005 3.816 1.821 3.338 1.815 10.790

2006 4.020 1.921 3.626 1.863 11.430

2007 4.210 2.109 3.930 1.910 12.069

2008 4.396 2.118 4.240 1.951 12.705

2009 4582 2.215 4.556 1.990 13.343

2010 4.769 2.310 4.885 2.027 13.991

2011 43961 2.407 5.227 2.062 14.657

CRECIMIENTO

2003-2011

5.60% 5.80% 8.80% 2.80% 6.20%

Tarifas de Mercado

En cuanto a la evolucin del mercado elctrico se refiere, las tarifasmedias al consumidor final experimentaron un marcado deterioro de su

valor durante 1999, como consecuencia de la fuerte depreciacin, anteriora la dolarizacin , cayendo desde un nivel de 5,7 ctvs US $/Kwh, a 2,5 ctvs

US $/Kwh. a inicios de 2000.

Ante esta circunstancia, el CONELEC implant una poltica tarifaria que

permita llegar a los precios reales, en el orden de 9,48 ctvs US $/Kwhhasta finales de 2002; esto como proyecto, ya que por Decreto Presidencial

se congelaron las tarifas hasta diciembre de 2002.


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Pg. 54GEOTECNIA II

A futuro, el CONELEC ir actualizando las proyecciones del mercado,teniendo en cuenta los resultados de los perodos previos, las condiciones

macro econmicas del pas y especialmente las previsiones y estudios que

deben presentar el CENACE, TRANSELECTRIC, las distribuidoras y losgrandes consumidores.

En los Artculos 53 y 57 de la Ley de Rgimen del Sector Elctrico, se

asigna al CONELEC la facultad de fijar y aprobar los pliegos tarifarios quedeben regir para la facturacin a los consumidores finales. Las tarifas detransmisin y distribucin se fijarn y publicarn anualmente, as como

sus frmulas de reajuste. Entrarn en vigencia el 30 de octubre del ao

que corresponda.

Las tarifas incorporadas a estos pliegos tarifarios deben cubrir:

1. Los precios referenciales de generacin;2. Los costos medios del sistema de transmisin; y3. El valor agregado de distribucin (VAD).

El Directorio del CONELEC, mediante Resoluciones N 245/01 de

septiembre 27 y 254 de octubre de 2001, procedi a la aprobacin de la

estructura tarifaria del sector y entre otras medidas resolvi lo siguiente:

1. Aprobar el Precio Unitario de Potencia para Remuneracin(componente de potencia), de US$ 5,70 / kW-mes.

2. Aprobar el Precio Referencial de Generacin Estabilizado(componente de energa en la barra de mercado) por un valor de US$0,0416 / Kwh., valor que ha sido determinado sobre la base delestudio entregado por el CENACE.


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Pg. 55GEOTECNIA II

3. Aprobar los Factores de Nodo entregados por el CENACE.

4. Aprobar la Tarifa de Transmisin, que deber ser pagada por cada

distribuidor o gran consumidor, por el valor de US$ 3,10 / Kwh.-mesde demanda mxima no coincidente registrada en las barras deentrega al distribuidor o gran consumidor, en el mes quecorresponda, de conformidad con la informacin entregada por la

Empresa de Transmisin TRANSELECTRIC.

13.4 Niveles tarifarios para el cuatrienio Noviembre 2001-Octubre

2005: Perodo de estabilizacin

El pliego tarifario aprobado por el CONELEC, establece la tarifa promedioaplicable al cliente final durante cuatro aos (hasta octubre del ao

2005), perodo llamado de estabilizacin.

Sin embargo, de acuerdo a la Ley, el CONELEC fijar y publicar los

cargos tarifarios en forma anual, los cuales sern en funcin de la revisinanual de los Costos Medios del Sistema de Transmisin CMST y del VAD.

Segn el estudio tarifario presentado al Directorio de CONELEC enseptiembre de 2001, los costos medios de generacin considerados en elpas tuvieron un comportamiento que encajaba dentro de las proyecciones

que para el sector se haba realizado.

En la aprobacin final de los pliegos, en octubre de 2001, se formaliz elajuste al costo fijo por comercializacin, que forma parte de la distribucin,

optando por el valor promedio del conjunto de empresas y no por el de laempresa con menor costo. Esto significa que el promedio pordistribucin qued en 4,22 ctvs. US $/Kwh por lo tanto, la tarifapromedio objetivo es de 10,40 ctvs US $/Kwh. El ajuste a dicha tarifa,


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Pg. 56GEOTECNIA II

necesaria para cubrir los costos reales, se ha programado hacerla en forma

mensual, lo que implica un incremento medio mensual del orden de 2%.

COSTO DE OPERACIN Y MANTENIMIENTO ANUALES US $

N DESCRIPCIN VALOR VALOR

MENSUA

L ANUAL

1 PERSONAL ADMINISTRATIVO EN QUITO

1.1 Jefe despacho de carga (1/4 de tiempo) 500 6,000

1.2 Administrador y ventas ( tiempo completo) 1,200 14,400

1.3 Secretaria 300 3,600

1.4 Mensajero 200 2,400

1.5 SUBTOTAL 1 26,400

1.6 CARGAS SOCIALES (promedio) 40.00% 10,560

1.7 TOTAL 1 36,960

2 PERSONAL EN LA PLANTA

2.1 Jefe de la Planta (tiempo completo) 2,000 24,000


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2.2 Operadores (4) 4,000 48,000

2.3 Tcnicos electromecnicos (2) 2,000 24,000

2.4 Mantenimiento (4) 1,600 19,200

2.5 Chofer (2) 600 7,200

2.6 SUBTOTAL 2

122,40

0

2.7 CARGAS SOCIALES (promedio) 40.00% 48,960

2.8 TOTAL 2

171,36

0

3OPERACIN Y MANTENIMIENTO DE LAPLANTA

3.1 Oficinas 200 2,400

3.2 Vehculos:

3.2.1 2 (4x4) depreciado en 5 aos 10,000

3.2.

2 Mantenimiento y combustible 300 3,600

3.3 Materiales y partes de rutina de O&M ( 1.27%) 2,000 24,000

3.4 Reparaciones mayores y reemplazo (7.96%) 12,500

150,00

0

3.5 Seguridad en el sitio 1,000 12,000

3.6 Seguro de la central

100,00

0

3.7 TOTAL 3

302,00

0


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4 TOTAL ANUAL

510,32

0

13.5 INDICADORES FINANCIEROS RESULTANTES

En el cuadro siguiente se presenta un resumen de los parmetros

econmicos obtenidos para cada alternativa.

ALTERNATIVA

N.

POTENCIA

INSTALADA

MW.

INVERSIN

TOTAL

Miles deDlares

B / C TIR. VALOR

PRESENTENETO

Miles de

Dlares.

MD-1 37.80 54.615 1.62 17.59 36.629

MI-2 37.80 57.514 1.54 16.66 33.708


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Pg. 59GEOTECNIA II

MI-3 50.10 67.885 1.72 18.73 52.696

MI-4 45.60 63.117 1.69 18.39 46.999

13.6 Anlisis de Sensibilidad

Observando los indicadores financieros obtenidos se puede advertir que la

alternativa MI-3, Margen Izquierda 3, es la que presenta los mayoresvalores de los parmetros econmicos, seguida muy de cerca por la

alternativa MI-4, Margen Izquierda 4.

13.6.1 Sensibilidad de la TIR al incremento del costo del Proyecto.

Si se considera un incremento de las inversiones para la construccin del

proyecto, la alternativa MI-3 contina siendo atractiva a los inversionistas,tal como se puede observar en el cuadro siguiente:

SENSIBILIDAD DE LA TIR A LA INVERSIN

lternativas

INCREMENTO DE LAS

INVERSIONES

N. 100% 110% 120%


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Pg. 60GEOTECNIA II

MD-1 17.59% 15.92% 14.52%

MI-2 16.66% 15.07% 13.73%

MI-3 18.73% 16.97% 15.49%

MI-4 18.39% 16.66% 15.20%

13.6.2 Sensibilidad de la TIR al incremento de la tarifa de venta de ventade la energa. Para la evaluacin de las alternativas se consider el

10%

11%

12%

13%

14%

15%

16%

17%

18%

19%

20%

95% 100% 105% 110% 115% 120% 125%

TIR

INCREMENTO DE LA INVERSIN

Mrgen derecha 1

Mrgen izquierda 2

Mrgen izquierda 3

Mrgen izquierda 4


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Pg. 61GEOTECNIA II

valor de la tarifa de venta de energa constante durante la vida til

del proyecto, definida en 30 aos. Sin embargo en el futuro latarifa ser incrementada hasta alcanzar los valores programados

por el CONELEC.

SENSIBILIDAD DEL LA TIR AL PRECIO MEDIO

DE VENTA DE LA ENERGA

ALTERNA

TIVA INCREMENTO DE LA TARIFAN. 100% 110% 120% 130%

MD-1 17.59% 19.49% 21.39% 23.28%

MI-2 16.66% 18.48% 20.29% 22.08%

MI-3 18.73% 20.73% 22.71% 24.69%

MI-4 18.39% 20.36% 22.32% 24.27%


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Pg. 62GEOTECNIA II

TARIFAS APLICADAS PARA EL PERODO 2001-2005

ETAPA ctvs. US $/Kwh.

GENERACIN 5.47

-Energa 4.16

-Potencia 1.31

TRANSMSIN 0.71

DISTRIBUCIN (promedio) 3.30

TOTAL COSTO PROMEDIO 9.48

10%

12%

14%

16%

18%

20%

22%24%

26%

28%

30%

90% 100% 110% 120% 130% 140% 150%

TIR

INCREMENTO DE LA TARIFA

Mrgen derecha 1

Mrgen izquierda 2

Mrgen izquierda 3

Mrgen izquierda 4


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Pg. 63GEOTECNIA II

Conclusiones y Recomendaciones.

1. Los estudios contenidos en este Informe de Factibilidad indican queel Proyecto Hidroelctrico Baeza es tcnica y econmicamentefactible.

2. Los indicadores financieros determinan que la alternativa MI-3produce los mximos beneficios econmicos.

3. Los parmetros econmicos obtenidos son atractivos para losinversionistas.

4. Se recomienda ejecutar los Diseos Definitivos para la alternativadenominada MI-3 con 50.10 MW, margen izquierda del Ro Quijos.

5. De los diseos elaborados se puede concluir tambin que laalternativa MI-3 tiene un menor grado de dificultad en laconstruccin que la alternativa MI-4, cuyos ndices econmicostambin son favorables.

6. Continuar con la bsqueda del financiamiento para la construccindel proyecto.

CONCLUSIONES

Los macizos rocosos de la zona de estudio segn la clasificacin RMR de Bieniawskipertenecen en su mayora a la Clase III y II, definidos como buenos y regulares.

La calidad de los macizos rocosos segn el ndice RMR es Medio o Regular y

tericamente poseen una cohesin de 2-3 Kg/cm2 y un ngulo de rozamiento de 15 a

25.


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Pg. 64GEOTECNIA II

La calidad de la roca segn el ndice RQD es mediana o Regular y sus valores oscilan

entre 81 a 32, correspondiendo el mayor valor de calidad de la roca a la estacin V.

La estimacin del ndice de Resistencia Geolgica GSI de las 5 estaciones realizadas en

la zona de estudio oscila entre 41 y 47 lo que nos dice que los macizos estn entre

fracturados en bloques y fuertemente fracturados en bloques.

La estacin IV es la que puede soportar la mayor tensin global, siendo esta 15.3 MPa,

segn su estimacin con el programa Roclab.

RECOMENDACIONES

Para obtener mejores resultados se recomienda realizar ensayos de laboratorio

de las rocas presentes en las estaciones, sobre todo para determinar la

resistencia de la roca.


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Pg. 65GEOTECNIA II

Se recomienda que para obtener una certera caracterizacin del macizo rocoso

se realice una buena caracterizacin de la matriz rocosa y las discontinuidades.

Se recomienda realizar un curso de prevencin de desastres para los pobladores

del sector de Urubamba-Lucmacucho.

BIBLIOGRAFA:

Dvila, J. (1999). Diccionario Geolgico. Editorial San Marcos. Lima. Per

Gonzlez, L. (2006): Ingeniera Geolgica. Universidad Politcnica de

Madrid. Espaa. p. 118-262.


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Documents

Geotecnia- Llacanora