Funcin del Aliviadero:Se establecen aliviaderos en las presas de
embalse para dar salida al agua sobrante o procedente de avenidas,
y en las de derivacin para separar el caudal excedente del que se
debe derivar. Generalmente, el caudal excedente se toma de la parte
alta del embalse y se lleva de nuevo por un canal artificial al ro
o a un drenaje natural del terreno. No es necesario subrayar la
importancia del aliviadero; muchas roturas de presas son debidas a
la falta de capacidad de los aliviaderos o a haber sido mal
proyectados. En presas de tierra o de escollera es de capital
importancia que la capacidad de desage del aliviadero sea amplia,
ya que podran destruirse si fueran rebasadas por el agua; por el
contario, las presas de hormign pueden resistir un pequeo vertido
por coronacin. Normalmente los incrementos de coste y capacidad no
son proporcionales; por el contrario, es frecuente que el coste de
un aliviadero de gran capacidad sea solamente algo superior al de
otro evidentemente demasiado pequeo. Adems de desaguar un caudal
suficiente, el aliviadero debe de ser adecuado, tanto desde el
punto de vista hidrulico como del estructural y ha de estar situado
de forma que el agua vertida no pueda producir erosiones en el pie
de la presa. Las superficies en contacto con el agua, deben ser
resistentes a la erosin que puede producirse por efecto de las
grandes velocidades que se originan, y generalmente se necesita
algn dispositivo especial al pie del aliviadero para disipar la
energa. La frecuencia de funcionamiento del vertedero est
determinada por las caractersticas pluviomtricas de la cuenca y por
la naturaleza del aprovechamiento. Los caudales normales son
retenidos en el embalse, derivados por dispositivos de toma o
evacuados a travs de los desages, con lo que el aliviadero no tiene
necesidad de funcionar. Las avenidas extraordinarias (por ejemplo,
durante las pocas de deshielo, o de grandes escorrentas), agotan
los recursos normales de desembalse y entonces se requieren los
servicios del aliviadero. Cuando se ha previsto una gran capacidad
de embalse o cuando se dispone de dispositivos de desage y
derivacin de gran aforo, no es frecuente el uso del aliviadero. En
cambio, en las presas de derivacin, con un volumen de embalse
limitado y derivaciones relativamente pequeas con relacin al caudal
afluente, el aliviadero se utiliza casi constantemente.
Caudal de Avenida:a) Consideraciones Generales: Una avenida
extraordinaria en un cauce libre, sin obstrucciones, se considera
un fenmeno natural del que no es responsable ningn individuo o
colectividad. Sin embargo, cuando se ha colocado obstrucciones en
el cauce, incumbe a los promotores el asegurar que no aumenten los
riesgos a los interesados de aguas abajo, o bien el
responsabilizarse de los daos que se puedan ocasionar debido a la
explotacin o rotura de tales estructuras, asimismo es posible la
prdida de la concesin y del proyecto como consecuencia de una
rotura. Los patrocinadores del proyecto muchas veces preferiran
correr el riesgo de una avenida extremadamente improbable, que
hacer el gasto necesario para obtener una seguridad completa,
cuando la nica prdida que podra originar una rotura fuera la propia
de la estructura. Sin embargo, cuando el riesgo amenace intereses
de aguas abajo en prdidas materiales y vidas humanas, tendrn que
adoptar una actitud conservadora en la eleccin del caudal del
proyecto. La valoracin de las prdidas posibles no debe hacerse
teniendo en cuenta nicamente la situacin actual, sino que debe
estimarse el desarrollo probable en el futuro de los terrenos
situados aguas abajo, en lo que concierne a aumento de fincas,
fbricas, construccin de nuevas carreteras y puentes, etc., as como
el posible crecimiento demogrfico y el riesgo de vidas humanas que
lleva aparejado. Es indudable que las presas que presentan ms
riesgos a este respecto, son las construidas sobre ros importantes
con un alto potencial de escorrenta. En tales aprovechamientos se
emplean criterios de emplazamiento y proyectos muy restrictivos
sobre la base de impedir totalmente una rotura que puede adquirir
caracteres de catstrofe por las prdidas materiales y de vidas. Sin
embargo, la rotura de las presas pequeas, construidas en zonas
rurales sobre cauces aislados, no suelen ocasionar prdidas de vidas
ni daos materiales, lo que reduce considerablemente la
responsabilidad, permitiendo establecer criterios de proyecto sobre
bases mucho menos conservadoras. Hay, sin embargo, muchos casos en
los que la rotura de uno de estos aprovechamientos de poca altura y
pequea capacidad de embalse ha ocasionado prdidas graves, e incluso
vctimas por lo que no deben reducirse excesivamente los criterios
de seguridad especialmente en lo que se refiere a la posible prdida
de vidas. La eleccin del caudal de la avenida de proyecto debe
hacerse con mucha prudencia. El Bureau of Reclamation, establece
los siguientes criterios, para determinar el desage a prever por
los aliviaderos de pequeas presas, que pueden servir de orientacin.
1. En el caso de que la rotura de la presa aumente el riesgo de
prdida de vidas humanas, el aliviadero deber tener capacidad
suficiente para evacuar la avenida probable mxima. 2. Si la rotura
de la presa no aumenta el riesgo de prdidas de vidas humanas, pero
pone en peligro la continuidad de la explotacin o produce
considerables prdidas materiales, es admisible un cierto riesgo
razonable siempre y cuando la entidad responsable se haya dado
claramente cuenta de este riesgo. 3. Cuando la rotura de la presa
no suponga riesgo de vidas humanas ni pueda producir prdidas
materiales considerables o impedir la continuidad de la explotacin,
el Bureau no informa
desfavorablemente el proyecto por la falta de capacidad del
aliviadero, pero advierte a la entidad constructora del riesgo que
contrae, inhibindose de toda responsabilidad en caso de rotura.
Estos requisitos son, esencialmente, los mismos que en 1946
establecieron cierto nmero de destacados ingenieros consultores. b)
Hidrograma de la avenida del proyecto:
Efecto Regulador del Embalse:La acumulacin de agua en un embalse
depende de la diferencia entre los caudales que entran y salen.
Para un instante de tiempo t, esta relacin puede expresarse por
medio de la ecuacin:
En donde: S = volumen acumulado en el intervalo t. = caudal
medio que entra en el embalse durante el intervalo t. = caudal
medio que sale del embalse durante el intervalo t. La relacin entre
el caudal afluente y el tiempo se representa por medio del
Hidrograma de la avenida de proyecto. El caudal que sale se
relaciona, por medio de una curva, con el nivel de agua en el
embalse. Por otra parte, tambin se dispone de la curva, volmenes
embalsados niveles de agua. Para los estudios de laminacin el
Hidrograma de la avenida de proyecto es invariable una vez
determinada sta, as como la capacidad del embalse tambin lo es para
un emplazamiento determinado. En cambio, la curva de caudales
evacuados puede variar, porque depende de las dimensiones y tipo
del aliviadero. Y tambin de la manera de explotar el aliviadero (y
los desages en algunos casos) para regular el caudal evacuado. La
capacidad de descarga de un aliviadero depende de sus dispositivos
de control. En un aliviadero simple, el caudal variar con la altura
de la lmina de agua sobre la coronacin, y el volumen de regulacin
del embalse aumenta al aumentar el caudal de desage. Por el
contrario, en un aliviadero de compuertas se puede hacer variar el
caudal para una misma altura de agua en el embalse accionando las
compuertas; por ejemplo, se puede hacer la hiptesis de explotacin
de que cuando las compuertas estn completamente abiertas se
conseguir igualar el caudal entrante con el saliente, o la de que
se abrirn las compuertas ms despacio para dejar que se acumule un
cierto volumen antes de abrirlas del todo. La evacuacin de avenidas
no queda necesariamente circunscrita al aliviadero, sino que se
puede recurrir a los desages de fondo. En tal caso debe
establecerse de antemano el tamao, tipo y mtodos de trabajo del
aliviadero y los desages con relacin al caudal almacenado y
afluente, de forma que se pueda operar en cada momento conociendo
el nivel del embalse. Si pueden obtenerse las ecuaciones de la
curva de aportaciones, de descarga por el aliviadero y de los
caudales almacenados, se podr obtener por integracin la solucin del
problema de regulacin. Sin embargo, normalmente estas curvas no son
expresables por una ecuacin matemtica elemental y por ello tal
solucin no es posible. Se han utilizado muchos procedimientos para
resolver este problema y cada uno tiene sus ventajas y sus
inconvenientes. Estos procedimientos varan desde los estrictamente
matemticos hasta los completamente grficos.
La tabla 1 es un ejemplo de clculo con los datos mostrados en
las figuras 1, 2 y 3. Estos datos son indispensables para el mtodo
utilizado y son los siguientes: 1) Hidrograma de la avenida
(caudales tiempo), fig. 1. 2) Curva de capacidad del embalse
(volumen almacenado nivel de agua en el embalse), fig. 2. 3) Curva
de caudales evacuados (caudales altura del agua en el embalse),
fig. 3.
El procedimiento de clculo empleado en la tabla 1, es el
siguiente: 1) 2) 3) 4) Escoger un intervalo de tiempo t; columna
(2). Obtener los valores de la columna (3) del Hidrograma, figura
1. Obtener la columna (4) a partir de la (3), multiplicando el
caudal medio por el intervalo de tiempo t. Suponer un nivel del
agua en el embalse en la columna (5) y determinar con ayuda de la
fig. 3, el correspondiente caudal evacuado. 5) Hallar la media
entre el caudal desaguado determinado en el paso 4), con el caudal
vertido al principio del perodo. Con esta media se rellena la
columna (6).
6) La columna (7) se obtiene a partir de la (6) pasando de
caudal a volumen. 7) Columna (8) = columna (4) columna (7). 8) El
valor inicial de la columna (9), representa el volumen que estaba
embalsado, al empezar el clculo. Los valores siguientes se obtienen
aadiendo los valores de S (columna (8) a valores precedentes de la
columna (9). 9) Se determina la cota del nivel del agua del embase
entrando en la fig. 2 con los valores de la columna (9). 10) Se
compara la cota obtenida en la columna (10) con la supuesta en la
columna (5). Si su diferencia supera al grado de aproximacin
deseado, se hace un nuevo ensayo, y as sucesivamente. La curva de
embalse resultante del clculo anterior, se ha representado en la
fig. 1 (curva B). La superficie encerrada por la curva A representa
el volumen de aportaciones, e igualmente el rea limitada por la
curva B representa el rea desembalsada. De aqu se deduce que el rea
encerrada entre ambas curvas es el volumen de regulacin. El clculo
realizado en la tabla 1 se puede comprobar midiendo el rea en el
Hidrograma. Un procedimiento aproximado para obtener la relacin que
existe entre las dimensiones del vertedero y el volumen de
regulacin, para el que no se necesita realizar todo este clculo,
consiste en suponer una curva de desembalse (B de la fig. 1), y
medir el rea encerrada entre ella y la A. Por ejemplo, si se desea
obtener el volumen de regulacin correspondiente a los datos de la
fig. 1, donde se ha previsto un aliviadero capaz de desaguar 90 ,
se dibuja una curva arbitraria, tal como la C, y se planimetra la
superficie limitada por las curvas A y C. La curva C se dibuja de
tal manera que tenga su mximo, que corresponde a 90 , en el punto
en que se corta con la curva A. El volumen representado por el rea
encerrada por las dos curvas, indica aproximadamente el volumen de
regulacin necesario para la capacidad de aliviadero supuesta.
Estructuras de Control:Uno de los principales elementos del
aliviadero es el dispositivo de control, destinado a regular y
controlar el desage; mantiene el nivel del embalse por debajo de un
lmite prefijado, y regula el desage cuando el nivel sube por encima
de dicho lmite. La estructura de control puede consistir en un
umbral, un vertedero, un orificio, una tubera, o un sifn. La
relacin, carga de desage caudal, puede ser fija, caso de un
vertedero simple o no regulado o puede ser variable, como en el
caso de un vertedero provisto de compuertas o una tubera con vlvula
de regulacin. Las caractersticas de control en una tubera pueden
variar con la altura de carga. Por ejemplo un conducto subterrneo
puede actuar como vertedero, cuando la altura de agua es pequea y
no est totalmente sumergido, y como orificio cuando lo est; cuando
siga aumentando la altura de agua el caudal ser controlado por el
conducto actuando como tubo y finalmente, para cargas todava
mayores, el conducto actuar totalmente lleno y ser una verdadera
tubera a presin. Las estructuras de control pueden adoptar formas
distintas en su ubicacin como en su tamao. El umbral del vertedero
puede ser, en planta, recto, curvo, semicircular, en forma de U o
circular. Los orificios de control pueden estar colocados en
posicin horizontal, inclinada o vertical y su forma puede ser,
circular, cuadrada, rectangular, triangular u otra cualquiera; lo
mismo puede decirse respecto a los conductos. En cuanto a las
tuberas y tneles pueden ser rectos o curvos, siguiendo cualquier
perfil y su seccin transversal ser circular, rectangular, cuadrada,
en forma de herradura u otra cualquiera. El vertedero puede ser de
pared delgada o gruesa, de seccin transversal en forma de ojiva o
cualquier otra. Los orificios pueden tener los bordes vivos
redondeados o abocinados y estar colocados de tal manera que al
desaguar se produzca o no contraccin del chorro. Pueden desaguar
libremente y parcial o totalmente sumergidos. Las entradas de los
tubos pueden tener filos vivos, redondeados o acampanados y pueden
ser de seccin transversal uniforme, o bien convergentes o
divergentes; al igual que los orificios pueden funcionar en rgimen
libre, y parcial o totalmente sumergidas. Las tuberas en carga
pueden tener dimensiones uniformes o variables, con el dispositivo
de control en el extremo de agua abajo o en un punto intermedio;
pueden actuar a presin en toda du longitud o en carga aguas arriba
del control parcialmente llenos aguas abajo de l.
Estructura Terminal:Cuando el aliviadero conduce al agua desde
el nivel del embalse al nivel del ro abajo, la energa potencial se
convierte en cintica. Esta energa se manifiesta en forma de
velocidades elevadas que, de impedirse, se transforman en altas
presiones. Deben, pues, disponerse, los medios necesarios para
evitar arrastres o erosiones al pie de la presa o daos a las
estructuras adyacentes. En algunas ocasiones se realiza la descarga
a alta velocidad, directamente sobre el ro y en este caso la energa
es absorbida a lo largo del cauce por impacto, turbulencia o
rozamiento. Esta solucin es buena cuando existe un cauce de roca
resistente, a poca profundidad, o cuando la salida del aliviadero
est a suficiente distancia de la presa o de cualquier otro
dispositivo que impida los daos por erosin y socavaciones. El canal
de desage puede terminar por encima del nivel del cauce del ro o
continuar hasta el mismo nivel o por debajo de l. Para proyectar el
chorro lquido a alguna distancia aguas abajo de la presa, pueden
emplearse trampolines de distintos tipos que lo lancen hacia
arriba. En muchos casos disminuye la erosin en el punto de contacto
del chorro con el cauce transformando el chorro en una lmina
delgada por medio de un deflector abocinado. Cuando se presupone
una violenta socavacin en el punto de cada del chorro, debe
excavarse en el cauce del ro en cuenco amortiguador, revistiendo
las paredes laterales y la solera con hormign o escollera. No
existe criterio definitivo para dimensionar este tipo de cuenco. En
instalaciones pequeas puede ser eficaz iniciar una excavacin, que
el agua proseguir por medios naturales, y despus hormigonar o
cubrir con escollera para impedir que la erosin contine. En estas
estructuras se debe proteger el pie del aliviadero con un
rastrillo, o cualquier otro mtodo, que evite su socavacin. Cuando
se deba evitar la erosin del cauce del ro hay que disipar la energa
del chorro lquido antes de que llegue a l. Puede conseguirse esto
por medio de un resalto hidrulico, un remolino, una solera dentada,
un cuenco con dados e hitos de impacto, o cualquier otro
dispositivo capaz de absorber o disipar la energa.
Aliviaderos en Pozo:Como indica su nombre, son aliviaderos en
los que la toma de agua est situada horizontalmente; desde all el
agua cae a un pozo vertical, o casi vertical, hasta alcanzar una
conduccin horizontal que la lleva al cauce del ro aguas abajo.
Pueden considerarse en este tipo de aliviaderos tres partes
principales: un vertedero de control, una transicin vertical y un
conducto cerrado de desage. Cuando la entrada es en forma de crter
se denomina a menudo, vertederos circulares o vertederos pozo. Las
caractersticas de desage de este tipo de aliviaderos varan con la
importancia de la carga de agua. Su control vara tambin con las
capacidades de desage relativas del rebosadero, de la transicin y
de la conduccin o tnel. Por ejemplo, a medida que aumenta la carga
de agua sobre la embocadura de un vertedero pozo, el control vara
desde vertido libre sobre la cresta hasta poner en carga a la
tubera de aguas abajo. Los aliviaderos de este tipo son
recomendables en presas situadas en desfiladeros muy angostos con
estribos muy verticales o cuando se puede aprovechar un tnel o
conducto de desviacin del cauce. Otra ventaja de este tipo de
aliviaderos es que con ellos se llega a alcanzar la mxima capacidad
de desage con cargas de agua relativamente bajas; esta
caracterstica es importantsima cuando es necesario limitar el mximo
caudal desaguado; sin embargo, tambin puede considerarse una
desventaja porque un aliviadero de este tipo no resulta capaz de
evacuar avenidas mayores que las previstas. Esta desventaja se
anula si este aliviadero se usa como principal, o de servicio, y se
prevn aliviaderos de emergencia.
Aliviaderos de Canal Lateral:En ellos el dispositivo de control
est situado en posicin paralela o casi paralela al eje de la parte
superior del canal de desage. La lmina que se vierte sobre la
coronacin del vertedero cae en un canal estrecho, gira
aproximadamente en ngulo recto y contina por el canal principal de
desage. El canal lateral est relacionado exclusivamente con el
comportamiento hidrulico en el tramo de aguas arriba del canal de
desage y es ms o menos independiente del resto de los distintos
componentes del aliviadero. La corriente de este canal lateral
puede ir directamente a un canal de desage abierto, a un tnel o a
una conduccin cerrada. El agua puede llegar al canal por un solo
lado, en el caso de estar situado en una ladera escarpada, o por
los dos y el extremo final, caso de estar situado en una ladera
suavemente inclinada. Las caractersticas de desage del canal
lateral son anlogas a las de los vertederos ordinarios y dependen
del perfil escogido para su coronacin. No obstante, cuando los
caudales desaguados son grandes, pueden aparecer diferencias muy
notables porque la corriente en el canal quede restringida y pueda
sumergir la coronacin del vertedero. En este caso las
caractersticas de la corriente sern controladas por una contraccin
del canal aguas abajo del vertedero, que puede consistir en un
punto en rgimen crtico en el canal, en un orificio del control o en
un conducto o tnel en carga. Aunque el canal lateral no sea
hidrulicamente bueno ni barato, presenta ventajas que pueden
hacerle aconsejable en algunos tipos de aliviaderos. Suele
preferirse esta solucin cuando se desea disponer de un
vertedero muy largo, para conseguir reducir la altura de
regulacin, siendo las laderas bastante escarpadas; o cuando el
dispositivo de control deba conectarse con un canal de desage
estrecho o con un tnel.
Criterios para el Diseo Estructural:I. Generalidades:
Una vez elegido el tipo de aliviadero y sus elementos, y despus
de terminado el clculo hidrulico, deber proyectarse la estructura
con sus detalles especficos. Generalmente los materiales que
componen el terreno, sobre el que deber cimentarse el aliviadero,
no son adecuados para resistir la accin destructiva de las
corrientes de alta velocidad; por consiguiente deber revestirse
toda la longitud del aliviadero con materiales no erosionables.
Este revestimiento puede ser de madera, acero, mampostera, sillera
u hormign. El revestimiento sirve para impedir la erosin, reducir
las prdidas por rozamiento al proporcionar superficies suaves a lo
largo de todo el canal (lo cual permite reducir las secciones) y
asegurar una conduccin estanca de las corrientes que deben
atravesar la presa. El material ms indicado para los revestimientos
es el hormign, ya que es el ms econmico y duradero. El aliviadero
puede construirse sobre cualquier cimiento capaz de resistir sin
deformacin las cargas aplicadas. Aunque no es recomendable, puede
colocarse el aliviadero sobre una presa de tierra, o a travs de
ella, con tal de que se adopten las mximas precauciones al
seleccionar los dispositivos necesarios para ajustar los asientos e
impedir que el agua pueda filtrarse. El tipo de los muros,
revestimientos y estructuras asociadas dependern de la naturaleza
de la cimentacin. Por ejemplo, los detalles de un aliviadero
cimentado en roca diferirn completamente de uno construido sobre
arcilla. Los detalles estructurales diferirn con la capacidad de
resistencia de la cimentacin, asientos y desplazamientos, as como
con las caractersticas de permeabilidad y filtracin. Aunque los
muros de hormign, revestimientos y estructuras asociadas pueden
soportar normalmente los esfuerzos hidrostticos y empujes de
tierra, debern resistir tambin los movimientos debidos a cambios de
temperatura, asentamientos diferenciales y empujes debidos a la
accin de las heladas. Debern adoptarse precauciones para evitar las
filtraciones desde el canal o a travs de la cimentacin, que
produciran la saturacin de los materiales sobre los que apoya la
estructura grandes subpresiones en la base de las estructuras. II.
Estructuras de coronacin y muros:
Las estructuras de control de los aliviaderos y los rebosaderos
contra los que actan las sobrecargas del embalse son,
esencialmente, presas vertedero; los estribos del aliviadero y los
diques laterales son anlogos a presas de hormign no vertedero o a
terraplenes de las presas de tierra. La naturaleza o tipo de los
cajeros depender de los materiales sobre los que deben cimentarse y
las cargas que han de soportar. En canales de aliviaderos excavados
en roca o material firme y cuando sea posible emplear cajeros en
talud bastar un revestimiento aplicado directamente sobre las
laderas excavadas. En otro caso se necesitarn muros de contencin de
gravedad, en mnsula o de contrafuertes. Cuando el canal del
aliviadero es relativamente estrecho, y no son de prever
asentamientos diferenciales, pueden construirse
las paredes las paredes y soleras monolticamente, como un
acueducto, para aumentar la estabilidad y simplificar la
construccin. Si se prevn subpresiones bajo la estructura, como en
el caso de cuencos amortiguadores, la seccin monoltica es la ms
estable y segura. El clculo de los muros de contencin de gravedad o
de hormign armado es anlogo al de una presa de gravedad, por lo que
debe ser determinada la estabilidad, al deslizamiento y al vuelco,
y la distribucin de la reaccin de la cimentacin producida por el
peso y las cargas aplicadas. Se admite la hiptesis de Rankine,
sobre las cargas de tierra, basada en considerar suelos sin cohesin
que producen presiones hidrostticas. La fig. C-1 da el criterio
para calcular los empujes de tierra sobre muros verticales o
inclinados.
Las zapatas deben protegerse contra la accin de las heladas y
las paredes debern articularse para asegurar su ajuste en el caso
de asentamientos desiguales. Para evitar asientos diferenciales, en
las cimentaciones sobre terrenos blandos o sueltos, las dimensiones
de las zapatas debern proyectarse de manera que las cargas
transmitidas sean mnimas y lo ms uniforme posible. Los muros del
canal de entrada y de cada, deben ser comprobados con varias
hiptesis de carga. Cuando el aliviadero est funcionando, la carga
hidrosttica en la cara exterior del muro tiende a reducir el empuje
del relleno de tierra. Sin embargo, si el relleno ha entumecido
despegndose del muro, ste podr ser sometido
a la carga de agua total antes de que su movimiento le permita
apoyarse en el relleno entumecido. Este caso puede darse con ms
facilidad cuando el muro se apoya en el terreno. Por otra parte,
cuando el nivel del embalse est por debajo de la coronacin del
aliviadero, al no haber circulacin de agua por la estructura, los
cajeros de los canales debern soportar ntegro el empuje de tierra,
sin colaboracin por parte de las cargas hidrulicas. En el clculo de
los muros debern tenerse todas estas hiptesis de carga. En el caso
en que se suponga que el relleno no colabora con las paredes para
resistir la presin del agua podr admitirse un aumento de las
tensiones admisibles. Cuando el relleno colocado detrs de los muros
de un cuenco amortiguador sea permeable, o cuando este relleno est
expuesto a ser alcanzado por el agua del ro, el empuje hidrosttico
resultante deber ser aadido al empuje de las tierras. Para caudales
mayores el nivel en el cuenco disminuir por el resalto hidrulico y
se obtendrn cargas hidrostticas no compensadas que tendern a volcar
las paredes. La hiptesis de carga del clculo deber tener en cuenta
esta posibilidad de cargas no compensadas, as como el incremento de
la subpresin cuando se estudie el deslizamiento y el vuelco. III.
Detalles complementarios: a. Rastrillos: En el extremo de aguas
arriba del aliviadero debern situarse uno o ms rastrillos con
distintos propsitos; para formar una cortina de proteccin contra
las filtraciones bajo la estructura, o con el fin de aumentar la
longitud de las lneas de corriente, reducindose as la subpresin.
Pueden tambin emplearse para cortar los estratos permeables en el
cimiento y reducir la filtracin impidiendo la subpresin bajo el
aliviadero y zonas adyacentes. Cuando la zanja de impermeabilizacin
de la presa se extienda hasta el aliviadero se une generalmente al
rastrillo de agua arriba para conseguir una barrera continua a
travs del rea del estribo. En rocas agrietadas el rastrillo acta
como un encepado para la cortina de inyecciones que a menudo se
extiende a travs de la cimentacin del aliviadero. Generalmente se
coloca un rastrillo en el extremo de agua abajo del aliviadero con
objeto de resguardarle de la erosin y socavacin. Los rastrillos en
puntos intermedios del aliviadero se colocan a veces como barreras
contra el agua que fluye entre la estructura y el cimiento y para
alargar la longitud de las lneas de corriente de las filtraciones
bajo la estructura. Cuando el aliviadero es un conducto bajo la
presa, los rastrillos toman la forma de anillos colocados a
intervalos alrededor de las paredes del conducto. Siempre que sea
posible los rastrillos situados en cimentaciones en roca se colocan
en zanjas verticales excavadas en ella. En cimentaciones de tierra,
donde los rastrillos estn situados en zanjas con lados en talud,
debe tenerse mucho cuidado en rellenar y completar bien las zanjas
con material impermeable para obtener una barrera de contencin
suficientemente estanca.
b. Relleno: Cuando el aliviadero est colocado junto a la presa
de tal manera que la zona impermeable del terrapln alcanza las
paredes del aliviadero, el relleno de los muros del aliviadero es
realmente dicha zona impermeable y debe de ser compactado de una
manera anloga a como lo est en la presa. En cualquier otra situacin
los muros deben estar rellenos en su trasds con materiales
granulares, donde el drenaje se produce fcilmente, para reducir las
presiones hidrostticas contra las paredes. Estos materiales pueden
estar o no compactados. La eleccin del material de relleno y su
compactacin influye en el clculo esttico de los muros. c.
Escollera: Cuando el canal de aproximacin del aliviadero est
excavado en materiales que seran erosionables por las velocidades
de aproximacin suele colocarse una zona de escollera inmediatamente
aguas arriba de la entrada revestida para impedir la erosin en la
solera y cajeros del canal. La escollera es, generalmente,
continuacin de la de aguas arriba de la presa, est constituida por
bloques de los mismos tamaos y granulometra y tiene el mismo
espesor. Tambin puede colocarse escollera en el canal de desage,
adyacente al rastrillo de aguas abajo, para evitar la excesiva
erosin y socavacin en el extremo final de la estructura. Para
resistir a la erosin que producen las altas velocidades de salida,
la escollera deber ser del mayor tamao posible y debe estar
colocada sobre un material bien dosificado. Los huecos debern
rellenarse con ripios para evitar que el agua arrastre el material
subyacente, ya que esto producira asentamientos e incluso el
desplazamiento de la escollera.
Algunos ejemplos de Aliviaderos en el Per:Aliviadero en Presa
Poechos:La presa Poechos representa la obra ms importante del
Sistema de Riego Chira-Piura. Est ubicada sobre el ro Chira al
noroeste del Per, en una zona costera y desrtica, a unos 1000 km de
Lima. Aliviadero capacidad mxima de descarga compuertas de segmento
hormign vaciado Aliviadero de emergencia en el dique izquierdo
longitud capacidad mxima Tnel de desvo longitud dimetro capacidad
mxima 415 8 1.045 m m m3/s 400 9.500 m m3/s 5.500 3 x (9,8 x 12,0)
275.000 m3/s m m3
Aliviadero en Represa Gallito Ciego:
Algunos ejemplos de Aliviaderos en el Mundo:Aliviadero en
Represa del Guri, Venezuela:Capacidad de descarga del Aliviadero:
27000 Tipo de aliviadero con compuertas
Aliviadero en Represa Tres Gargantas, China:Capacidad de
descarga del Aliviadero: 40000 Tipo de aliviadero con
compuertas