El proyecto Madrial para abastecimiento de agua potable de la Ciudad de Santo Domingo, República Dominicana

m, 519
L
114
1
Trabajo presentado
con motivo de su ingreso a la
Academia Mexicana de Ingenierra
por el
lng.Oscar Vega Arguelles
Enero 8 de 1981
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1
EL PROYECTO MADRIGAL PARA ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE DE LA
CIUDAD DE SANTO DOMINGO, REPUBLICA DOMINICANA
CON T E N IDO
L LA REPUBLICA DOMINICANA
SANTO DOMJNGO Y SU ABASTECIMIENTO DE AGUA
INTERVENCION DE LA INGENIERIA MEXICANA
ESTUDIOS ANTERIORES
CONCEPCK5N GENERAL DEL PROYECTO MADRIGAL
HIDROLOGÍA DEL RÍO HAINA
EL EMBALSE DE MADRIGAL
SIMULACION DE FUNCIONAMIENTO DEL EMBALSE
CALIDAD DEL AGUA
SITIO Y EJES DE TRAZO PARA LA PRESA
ESTUDIOS GEOLOGICOS -
MATERIALES DE CON STRUCCION
SELECCION DEL EJE PARA LA PRESA
DATOS DE PROYECTO PARA LA PRESA
ALTERNATIVA DE MATERIALES GRADUADOS
ALTERNATIVA DE SECCIÓN DE GRAVEDAD
ALTERNATIVA DE CONTRAFUERTES DE CONCRETO
SELECCION DELA SOLUCION MAS CONVENIENTE
PROYECTO GENERAL DE LA PRESA
PLANTA POTABILIZADORA
CONDUCÇION A SANTO DOMINGO
r OPERACION DEL SISTEMA
PRESUPUESTO TOTAL Y PROGRAMA DE INVERSIONES
ANÁLISIS FINANCIERO
EVALUACION ECONOMICA
E

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1.
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I4
-I
PROYECTO MADRIGAL
LISTA DE TRANSPARENCIAS Y PLANOS CORRESPONDIENTES
1 PORTADA
2-3 REPUBLICA DOMINICANA Y SANTO DOMINGO
2-3 Mapa de localización de la zona del proyecto S/N, Página
11-43, Tomo 1
HIDROLOGIA DEL RIO HAINA
4 Mapa topográfico de la cuenca PM-201, Página A-2 , To-
mo3
5 Localización de lo estación de aforos Coobol sobre el rro
Haina. Fotografía 5.3.1, Página V-19, Tomo 1
6 VolGmenes de escurrimiento anual en el sitio de lo presa.Gr
fica5.3.l, Página V-24, Tomo 1.
7 Hidrogramo de avenidas. Gráfica A-4-2 . Página A-4.5, To-
mo 3 .
SIMULACION DEL FUNCIONAMIENTO
8 Proyecciones de abastecimiento y demanda de agua de la ciu
dad de Santo Domingo hasta el año 2000. Gráfica 5.9-1,P 7a
gina V-73, Tomo 1
9 Simulación del funcionamiento del vaso Madrigal en segun-
da etapa, PM-204, Página A-5-4, Tomo 3
10 Distribución de solidas del embalse en la segunda etapa,Grá
fico A-5-5, Página A-5-5, Tomo 3
11 Resultado del tránsito de la avenida de TR 1000 años por el
vertedor, Gráfica A-6-1, Página A-6-1, Tomo 3
12 Resultado del tránsito de la avenida de TR 10000 oñosporel
vertedor, Gráfica A-6-2, Página A-6-2, Tomo 3.
SITIOS Y EJES DE PRESA
1
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E

ESTUDIOS GEOLOGICOS
13 Localización de los sondeos y geologro superficial PM 151
Página VIII-27, Tomo 1.
14 Curvas de áreas y capacidades
15 Perfil de exploraciones y corte geológico por el Eje No. 4.
PM-153, Página VllI-28.
DATOS DE PROYECTO
16 Sitio de presa,Eje No.4, Plano PM 151, Página Vlll-27, To
mo 1
17 PerFil comparativo de la boquilla por los ejes 3 y 4. Croquis
10.22, Página 10, Tomo 2.
ALTERNATIVAS
18-19 Alternativa de materiales graduados anteproyecto (hoja 1 de
2) y (hoja 2 de 2), PIano PM-311 y PM-312, PáginaDl-1
y D 1-4, Tomo 4
20 Alternativa de gravedad (hoja 1 de 2) y (hoja 2 de 2 )PM-313
y PM 314, Página D 1-3 y 1-4, Tomo 4
21 Alternativa de gravedad vertedora - Anteproyecto(hoja 1 de2)
y (hoja 2 de 2) PM-318 y PM 319, Página D 1-5 y D 1-9,
Tomo 4
22-23 PresosDon Martrn y vrrgenes
24 Alternativa de contrafuertes, Plano general. PM 315. Pógi-
L no D 1-5, Tomo 4
25 Alternativa de confrafuertes-Machón vertedor-machón no ver
tedor. PM 316, Página D 1-6, Tomo 4.
PROYECTO GENERAL DE LA PRESA
26 Preso Midrigal, Plano general y de localización. PM-600,
Pógna D6-1, Tomo4.
27 Contrafuertes trpicos. PM 601, Página D 6-2, Tomo 4
28 Segunda obra de excedenckjs, PM 650. Página D 6-5, To-
mo4.
28-o Obra de desvío. PM 650, Página D 6-5, Tomo 4
29 Etapas de manejo del río. PM 651, Página D 6-6, Tomo 4
30 Programa de construcción de la presa Vn. Página D 8-1, To
mo4.
1

1
su
PLANTA POTABILIZADORA
31 Anteproyecto Conjunto General, PM 464, Pógina E 1-4,To
MÉ mo4
32
Anteproyecto planta general, PM 403, Pógina E 1-3,Tomo4.
CON DUCCION A SANTO DOMINGO
33 Conducción o Sto Domingo-Localización y perfil.PM260,
Página XIII--4, Tomo 2.
34 Secciones tipo
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ACADEMIA MEXICANA DE INGENIERIA
EL PROYECTO MADRIGAL PARA APÁSTECIMIENTO DE AGUA POTABLA DE LA
CIUDAD DE SANTO DOMINGO, REPUBLICA DOMINICANA
lng.Civil Oscar Vega Arguelles
Enero de 1981
E LA REPUBLICA DOMINICANA
Ocupa la zona oriental de la isla La Hispaniola, colindando con la Re
pública de Haitr al Oeste, el Océano Atlántico al Norte y el Mar Caribe al Sur. Con
extensión de 48 500 km2, tiene una población de 5 millones 200 mil habitantes que
crece con una taso de 3.4% anualmente. El producto nacional bruto es de 910 dóla
res per cápta.
Está cruzado por tres sierras, de poniente a oriente, cuyo pico más al-
fo alcanzo 3 175 metros de altura. De la sierra central, de Neiba, Barranco y Ba-
horuco, se desprenden varias corrientes, entre ellas el rro Nizao, el rro Hamo, el rro
- Isabela y el rro Ozama que son los más importantes en relación con la Capital Santo
Domingo.
SANTO DOMINGO Y SU APASTECIMIENTO DE AGUA
Santo Domingo es la capital de la Repúblico Dominicana que ocupa la
parte oriental de la Isla Hispaniola, y está ubicada a 18 0 de latitud norte y 690 de Ion
gitud oeste. La ciudad está creciendo rápidamente hacia el oriente y hacia el ponien
u -

F
te, quedando limitada al sur por el Mar Caribe y al norte por el rro Isabela, que se
une al rro Ozamq) afravesarido este u:íltimo la ciudad de norte a sur.
Las elevaciones de los terrenos de la ciudad sobre el nivel del mar en
forma de terrazas escalonadas paralelas a la costa, vandesde aproximadamente7rn hasta
55 m. Santo Domingo tiene actualmente una población de 950 000 habitantes,el clima
a. de lo ciudad es tropical,con un promedio de temperaturas de 25.7 °C y una precipito-
ción pluvial media anual de 1 390mm.
Las investigaciones efectuadas por diversas firmas concluyen que para
r el año 2 000 la ciudad de Santo Domingo tendrá aproximadamente 2 400 000 habitan-
tes, incluyendo la población inmigrante,distribuidos en el área metropolitana la cual
se espera crecerá a lo largo de las carreteras a San Cristóbal, a Villa Altgracio y al
1 Aeropuerto.
La dotación media de la ciudad en 1973 era aproximadamente de3371i
tros por habitante por dra, proyectándose para el futuro hasta 400 litros por habitante
r y por dra. Con tales dotaciones y con la proyección del crecimiento demográfico esti
modo, la demanda total de la ciudad que en 1978 era de 4 m3/s será en el año 2 000
del orden de li m3/s.
La ciudad se abastece actualmente de varios fuentes de agua subterrá-
nea y superficial, siendo las principales los pozos dentro de la ciudad, los pozos del
bajo rro Hamo y los acueductos de los afluentes del mismo rro, surtiendo en lo octua-
lidad aproximadamente 4 m3/s.
Se tienen proyectados, y en construcción, sktemas de abastecimiento
de aguas subterráneas provenientes del noreste de la ciudad con el fin de eliminar el
dMicit actual, entregando a la ciudad 5.5. m3/s en fechas próximas.
La principal fuente de abastecimiento de agua potable para la ciudad
2

pn
de Santo Domingo es, en la actualidad yen un futuro inmediato,Ia cuenca del rro Hai
na.De esta cuenca se extraen aproximadamente 2600I/spara conducirlos ala red de dis
trbución de agua potable de la ciudad,siendo 1 600 l/s de aguas superficiales y 1 000
litros por segundo de aguas subterráneas.
al La cuenca del rro Hamo está localizada en la región cenfro-s.ir de la
República Dominicana,drenando una superficie de 621 km2 hasta su desembocadura en
el Mar Caribe. En la porte alta todavía se conserva la vegetaci6n natural y algunos re
giones boscosas; la parte baja de la cuenco está dedicada en su mayor parte o diversos
cultivos, habiéndose desmontado desde hace muchos años,por lo que se encuentror ya
principios de erosión.
1
3. INTERVENCION DE LA INGENIERIA MEXICANA EN LOS ESTUDIOS
U.
La ingeniería civil mexicana ha acrecentado importantemente su expe
rienda y conocimientos desde la década de los veintes en que se crearon dos institu-
clones, la Comisión Nacional de Irrigación y la Dirección Nacional de Caminos,que
u
1,1
formaron grupos muy destacados de ingenieros civiles, al que se sumaron,diez años más
tarde, los primeros integrantes de la Comisión Federal de Electricidad.
Pronto, hacia 1950, se habían terminado los convenios de compañías
extranjeras que aportaron tecnología y experiencia a los trabajos de ingeniería y de
construcción en nuestro país. Un poco después empezaron a formorse firmas de ingenie
ría y a robustecerse las compañías constructoras mexicanas, desarrollando los ingene-
ros del Estado y los del sector privado experiencia muy valiosa en la adecuación de los
L distintas tecnologías a nuestra idiosincraca y a la solución de nuestros problemas.
Las obras planeadas, diseñadas y construidas en México son una mogni
3

7i
el
fico exhibición que ha propiciado, desde 1960,la oceptación y la busca de servicios
de ingenierra mexicana por otros porses, especialmente en América Latino.
Son bien conocidos de ustedes los nombres de grandes proyectos hechos
por mexicanos, con la cooperación de la ingenierra local en muchas ocasiones,en Ar-
gentina, Colombia, Panamá , República Dominicana, entre otras naciones.
Los estudios y diseños para aumentar lo dotación de agua potable a la
ciudad de Santo Domingo son un ejemplo reciente de la cooperación de la ingenierra
civil mexicana a la resolución de problemas y requerimientos de este pars del Caribe.
4. ESTUDIOS ANTERIORES
í Ha sido preocupación del Gobierno Dominicano prever con suficiente
onticipación las necesidades crecientes de la capital de la República y el modo de so-
tsfacerlas.
De múltiples trabajos realizados anteriormente se procuró aprovechar la
información presentada en las memorias de dos compaPíras norteamericanas del año de
1972.
0
En estos informes se proponra un plan maestro,después de estudiar fuen
tes de aguas subterráneas y aguas superficiales. En ese plan destacaba el proyecto Ma
drigal como la fuente, relativamente cercana, más importante por su potencialidad y
L su posición topográfica. Los otros proyectos estudiados por es compoñras eran , cada
uno, de mucho menor cuantra en la cantidad de agua de sus fuentes subterráneas o su-
perficioles; inclusive, los estudios de prefactibilidod demostraban la insuficencia y
mayores indicadores de costos para la combinación de varias de esas fuentes o proyec-
tos. Conduran esos informes en señalar como proyecto aparentemente recomendable el
de Madrigal . Dada la profundidad escasa de los estudios realizados, el Gobierno Do-
4

minicano decidió encaminar ais esfuerzos a la realización de este proyecto, encomen-
dando el estudio de facflbilidad a una firma coniItora de ingenieros civiles mexicanos,
con lo colaboración de ingenieros dominicanos agrupados en una nueva compaíira lo-
cal.
La compañra local se encargó de los levantamientos topográficos, son-
wi geológicos, estudios de materiales, valuación de afectaciones, trazo de la con-
ducción. La firma mexicana tuvo la dirección general de todos los trabalos, realizó
los estudios hidrológicos e hidráulicos del rro y el embalse, los estudios geológicos,los
diseños comparativos y final de la presa, los diseños de la planta y la conducción, la
evaluación financiera y económica.
5. CONCEPCION GENERAL DEL PROYECTO DE MADRIGAL
El Proyecto Madrigal cuyo propósito fundamental es incrementar el abas
tecimiento de agua para usos municipales de la ciudad, aprovechando aguas superficio
les del rro Haina, estará constituido por una presa de almacenamiento, uno planta po-
tabilizadora y la lrnea de conducción a Santo Domingo.
La presa será construida en el único tramo del rro que presenta condi -
cones favorables para formar un embalse y se localiza a unos 20km al noroeste de San
fo Domingo. La localización del eje, altura de la presa y tipo de la misma difieren de
los contemplados en los estudios previos al que estamos presentando a ustedes.
Además del almacenamiento de aguas para Santo Domingo, la presa con
trotará sedimentos y crecientes del rro, y en la primera etapa del Proyecto suministro
rá agua para riego y para alimentar el subálveo de la cuenca baja y podrá facilitar la
recreación. La generación eléctrka no resulta recomendable por no justificarse econó
rirmente.
1 5
el
1.

La planta potabilizadora se ubicará en un sitio distante unos 2.6km de
la presa; se alimentará por gravedad por medio de una tuberra, un túnel y un tramode
1.5 km de canal abierto. Estará formada por módulos que faciliten su construcción por
etapas. El tratamiento de las aguas consistirá en precloración, coagulación, filtración
y postcloración.
La conducción a Santo Domingo se hará por medio de una tuberra de
concreto que se inicie a la salida de la planta potobilizadora y terminará despusdeun
recorrido de poco más de 16 km en un tanque de regularización que se construirá cer-
ca del aeródromo Herrera.
Con la formación del almacenamiento de Madrigal se inundará una su-
perficie de 3 430 ha de las cuales unas cuatro quintas partes, aproximadamente, se cIa
sifican como terreno montañoso y el resto ocupado agrícolamente con calía de azúcar.
Algunos tramos de los acueductos mencionados que continuarán dando servicio a Son-
to Domingo, quedarán dentro del embalse tomando las debidas precauciones para su
mantenimiento.
Con el embalse también se inundarán tramos de aproximadamente4.5ki
lómetros de la Autopista Duarte, 5.5 km de la carretera a Medina y 4 km de caminos
secundariosy también varios pequeños poblados que será necesario reubicar.
6. HIDROLOGIA DEL RIO HAINA
Los trabajos hidrológicos comprendieron, en primer término,la recopila
ción, análisis y complemento de información disponible; a continuación, la determina
ción del régimen de escurrimiento del río t-iaina en el sitio Madrigal propuesto para la
presa; la estimación de las crecientes que deben considerarse paro diseño de las obras
de excedencias y de desvío de la pre; finalmente, la estimación de la cantidad de

sólidos transportados por la corriente.
Aunque frsicamente han existido medios para obtener información muy
valiosa y por bastantes años respecto a la hidrometrro del rro, como las estaciones hi-
drométricas de Ochoa y de Caobal y la presa derivadora de Ochoa con sus estructuras,
los datos recopilados de observaciones en ellas no son confiables y por lo tanto no se
.01
cuenta, desafortunadamente, con observaciones directas que permitan definir el régi-
men de escurrimiento del rro Hamo. Hubo que recurrir a otros procedimientos indirec-
tos, a partir de la información pluviométrica y fisiogrófica, y a partir del comporto-
miento hidrológico de cuencas vecinas, que abarcaron desde 1938 hasta 1977. El escu
rrimiento medio fue de 340 millones de m3 anuales, el móximo fue del orden de 900 mi
llones en 1960 y el mínimo del orden de 50 millones en 1967.
Los 40 años que forman el período de 1938-1977, pueden agruparse en
tres• lapsos característicos: el primero de escurrimientos medios que abarca de 1938-
1957, el segundo de escurrimientos abundantes de 1958-1966 y el último de escasos es
currimientos de 1966-1977. Esta variación que se traduce en escurrimientos medios
anuales de 330, 660 y 196 millones de metros cúbicos, respectivamente , requeriría
una gran capacidad de almacenamiento del embalse paro lograr una regularización
del régimen con aprovechamiento óptimo de los 340 millones de metros cúbicos de pro
medio anual. Sin embargo, la realidad física bien aprovechada permitirá un razonable
uso del escurrimiento del río en Madrigal, aunque con volúmenes importantes de derrcz
me del agua.
Para el estudio de avenidas del río Haina se tomaron en cuenta los re-
gistros pluviométricos y los diversos criterios modernos paro estimar los gastos corres-
r pondientes a varios períodos de retorno interesantes. Se dio lo debida consideración a
los fenómenos de ciclones que han afectado a los alrededores de la zona en el periodo
laj
UJ
a.
7

*1
1877-1976. Siguiendo metodologras usuales en el Bureau of Reclamation y recomenda
ciones del Sofl Conservotion Service de los Estados Unidos, en relación con los hidro
o
gramas unitarios, se obtuvieron resultados que fueron aplicados a la definicióide da-
tos para diseño; por ejemplo, se obtuvo, para un perrodo de retorno de 50 años,un gas
to de pico de 2900 m3/sparaun perrodo de retorno de 100 años un gasto máximo de
3 450 m3/s y para un perrodo de retomo de 10 000 años uno de 7 000 m3/s.
Por lo que se refiere a sedimentos acarreados por las aguas del rro H&
t.
na, a falta de mediciones del volumen transportado hasta el sitio de la presa, hubo ne
cesidad de estimar la concentración medio de sól idos con base en el tipo y uso del sue
lo en la cuenca, en la densidad de la vegetación y en los registros de rros que sr tie-
nen información y son de cuencas similares o la del rro Hamo. A esa información se
IV adicionaron los resultados de observaciones directas de mediciones de muestras de agua
durante perrodos cortos. El fenómeno erosión-tran sporte- depósito es sumamente comple
jo de modelar por la gran cantidad de parámetros que intervienen y por la dificultad c
valorar su influencia individual o combinada. Sin embargo, pudo concluirse que las
aguas del Hamo son del tipo de aguas limpias y cuantificarse, en forma aproximada ,
que para los escurrimientos estimados del rro Haina puede aceptarse que el volumen de
sedimentos acumulados en 50 años serra de unos 17 millones de metros cúbicos y para
100 años, el doble, unos 34 millones de metros cúbicos. Cabe mencionar que no cons
tituye problema aparente la variación que en la realidad exista de estas cifras;pero si
es conveniente establecer medidas adecuadas para evitar erosiones en la parte alta de
la cuenca para alargar asr la vida útil del embalse.
7. EL EMBALSE DE WDRIGAL
El sitio aproximado para la construcción de la presa es bastante defini-

do en un tramo recto del rro a 1 km aguas abajo de una presa derivadora existente,
Ochoa, que alimenta a un canal de unos 10km de longitud paralelo a la margen iz-
quierda y riega unas 600 ha en su extremo.
Los levontamientos topogróficos del vaso o embalse acusaron diferen-
cias apreciables de su capacidad con relación a la estimada en losestudios anteriores.
En efecto, para la elevación 120 m en vez de una capacidad de 300 millones de me-
tros cúbicos (estimada ron los levantamientos de poca precisión que fueron disponibles)
ta
el levantamiento reciente acusó 234 millones. Para la elevación 130 m, el vaso de Ma
drigal puede contener 427 millones(en vez de 515) y para la elevación 129 m,cresta
del vertedor según el dise?o de presa aprobado, la capacidad es sólo de 400 millones
de metros cúbicos, que es suficiente para obtener un buen resultado de operación.
8. SIMULACION DE FUNCIONAMIENTO DEL EMBALSE
Los estudios de simulación de funcionamiento considerando las capaci-
dades del vaso para las distintas alturas, las entradas de agua según el régimen deduci
do para el rro Haina y la evaporación, obtuvieron resultados satisfactorios que permiten
asegurar, con las deficiencias menores usualmente aceptadas, un gasto de extracción
para dseño de 8 m3/s; es decir un uso medio de 250 millones de m3 de los 340 millo-
nes que, en promedio, dio la estimación de escurrimientos.
La simulación del tránsito de las avenidas para la obra de desvro y pa-
a ro el vertedor fueron realizados para definir sus estructuras,con las dimensionesquem
adelante se seiíalan. La avenida con tiempo de retorno de 1 000 aPios se reduce de un
gafr
máximo de 5 200 m3/s a 2 315 m3/s al derramarlo sobre el vertedor de la pre-
r so y la de tiempo de retorno de 10 000 años disminuye de 7 000 a 3 400 m3/s al pasar
L
por eso estructura. 9

p
También se estudiaron los aspectos de funcionamiento de la presa para
fines múltiples, es decir, agua potable, recarga del acuiTero, riego de terrenos ogrí-
colas, generación hidroeléctrica. Los análisis efectuados confirmaron la imposibilidad
de aprovechar razonablemente las aguas del rro Haina en otros usos que no sean el abc
tecimiento de Santo Domingo con el mayor caudal firme pasible; obviamente, además
014 la presa tv¼drigal retendrá sedimentos y regulará las crecidas del río Hamo.
Además,se analizó dentro deesta parte del estudio la conveniencia de
desarrollar las obras de la presa en dos etapas que cumplieran los requerimientos de la
ley de demandas de la capital, encontrándose que no sería ventajoso hacerlo; solamen
teha brá dos etapas en la planta potabilizadora.
9. CALIDAD DELAGUA
Los análisis fisicoquímicos y bacteriológicos realizadosen temporada de
estiaje y en época de lluvias demostraron que en los meses lluviosos las aguas del río
no cumplen ias normas de calidad respecto a turbiedad, color y contenido de hierro,en
época de estiaje las características fisicoquímicas del agua quedan dentro de esas nor
mas. Lo miio puede decirse de los afluentes del río que fueron muestrdoscercaiIe
sus confluencias. Como observación importante debe tenerse muy en cuenta la varia-
ción del contenido de organinos coliformes, que va de 420 número más probable a
7 000 000 número más probable, por 100 mililitros, que es muy elevado para aguas pa
r-i consumo humano. Esto se debe a que un ingenio, varios poblados y caseríos ubica-
PL
aguas arriba del sitio de presa descargan sus aguas de desecho sin tratamiento.
Las conclusiones de estudios y consideraciones sobre calidad del agua
que se consumirá en población tan importante llevan a recomendar varias medidas: la
reglamentación de tratamiento de las descargas de aguas negras y desechos industriales,
la protección sanitaria de la cuenca, el deonte y desenraíce del área del embalse,
10

17i
el saneamiento de letrinas, sumideros, cementerios y materia orgánica en el embalse»
finalmente, la potabilización del agua que se extraiga de la presa.
10. SITIO Y EJES DE TRAZO PARA LA PRESA
El área de sitios de presa propuesta en estudios anteriores fue confirma
da por el personal técnico como la más conveniente para construir la obra de almace-
namiento. Queda a unos 2 km al este de la población de Medina y a 1 km aguas aba-
jo de la presa derivadora de Ochoa. Comprende el tramo del rro que forma una curva
pronunciada hacia la derecha y en ella se consideraron cinco posibles ejes para la pre
Sa. Se estudiaron las caracterrsticas topográficas y geológicas particulares de cada uno
L y,finalmente,se aceptó el eje No.4 para desarrollar el proyecto general definido de la
p presa de Madrigal, previos los estudios comparativos de distintos tipos de presa en ese
mismo eje.
it. ESTUDIOS GEOLOGICOS
La isla en que se encuentra la República Dominicana constituye el blo
que más elevado de la cadena de islas que forma el arco de Las Antillas y se sitúa en
el extremo norte del borde de la planta del Caribe. Cruzada por tres cadenas de mon-
ta?sas orientadas aproximadamente de Noroeste a Sureste, contiene valles intermedios,
91
L originados por movimientos tectónicos a lo largo de grandes afallamientos. Las rocas
más antiguas, formaciones plutónicas y metamórficas, forman una ancha faja central so
bre las que descansan rocas rgneas de origen volcánico y sedimentarias del tipo man -
no calcáreo, principalmente, y rocas sedimentarias, arcillosas y arenosas de origen
1
continental. La región estudiada para el proyecto Madrigal corresponde a la provincia
fisiográfica de la Cordillera Central que es el principal sistema monta?oso de la isla
a
11

1
II
El centro del sistema está formado por un basamento cristalino constituido por rocas in
trusivas de tipo granodiorfHco y rocas metamórficas de diferentes orrgenes cubiertas por
sedimentarias más jóvenes.
Por lo que se refiere a sinicidad, se estimó que los estudios anteriores
son muy completos y no se requiri6 hacer investigaciones adicionales. En los diseños
del proyecto se consideró un factor máximo de 0.20 g para el análisis de estabHidad y
el cálculo de esfuerzos, en vez de 0.15 g que se aceptaba en informes anteriores, jus-
tificándose debidamente el incremento.
Se emprendieron investigaciones fotogeológicas de las áreas del vaso y
de los sitios de las estructuras y zonas aledañas, para definir contactos entre los distin
tos tipos de rocas y definir también los rasgos estructurales principales. Se emplearon
fotogralTas de contacto y se hicieron comprobaciones de campo.
Para el estudio geológico de los sitios de presa se llevaron a cabo 35
exploraciones con sondeos de diamente de 40 a 80m de profundidad, haciendo prue-
L.
bas de permeabilidad regularmente cada 5 m. Con estas perforaciones se estudiaron los
ejes de trazo para la presa, los trazos de los tiíneles de desvro y de toma correspondien
tes a la alternativa de presa seleccionada. La longitud total de perforaciones fue de
unosl 750 m.
En el área del embalse se delimitaron los contactos entre los rocas in-
trusivas representadas por dioritas y granodioritas, las metavolcánicas y las sedimento-
nos que aparecen en el cauce del rTo; fuera del embalse se delimitaron depósitos de
terrazas; se observó que en las laderas no existen áreas que puedan estar en peligro de
_ deslizar al llenarse el embalse, lo cual también se comprobó para la zona del cañón
del rro en que se ubican los ejes de la presa.
El eje No.4 fue ci seleccionado y se encuentra entre el eje No.1(con
12

11
limitaciones topográficas) y el eje No.3. En la margen izquierda, la preso quedará
wlw apoyada en terrenos con roca metavolcánica que presenta condiciones más favorables
que las que se tendrran en esa miia margen en el eje No. 2; en la margen derecha la
preso quedará apoyada en la' mia roca, que a lo largo del eje presenta en la parte
r. 1
media y superior condiciones geológicas buenas, aunque en la porción inferior tiene
MI una zona de fracturamiento y alteraciónque puede tenerespesor hasta de unos 10 m. En
cambio, el espesor mcimo de los aluviones en el cauce es de unos 5 m contra 12 m en
otros ejes, circunstancia muy favorable para la construcción por requerir menor tiempo
para las limpias y para el inyectado en el cauce del río y menor volumen de obra. Lo
roca, en general, mostró buenas condiciones de impermeabilidad y se prevé que toma-
wi
rá pequeñas cantidades de inyectado.
En el área del embalse afloran rocas metavolcánicas, intrusivas y sedi-
1.
mentarias. La naturaleza impermeable de las rocas metavolcánicas e intrusivas permi -
r. ten garantizar que no habrá fugas de agua en el área del embalse. En la zona de la pre
so, el inyectado de las rocas fracturada, corre spondi ente al tratamiento de cimentación
de las obras, será suficiente para impermeabilizar esa parte del vaso.
Por lo que se refiere al trazo de la conducción, los sondeos geofískos,
y los pozos de exploración que se realizaron, no muestran problemas de inestabilidad
ni de drenaje, este último considerando las estructuras necesorias. Los sondeos y los po
zos también indicaron que la naturaleza de los distintos tipos de roca (margas,boleos,
MU
calizo) señalan que permtirán ser excavados con los equipos convencionales, requirien
do pocos explosivos.
Puede concluirse que no hay problemas de importanco de aspecto geo
lógico en los sitios elegidos para la construcción de las obras de la presa y tampoco po
ra la construcción de la línea de conducción.
13

IR
U. MATERIALES DE CON STRUCCION
Se investigaron la existencia y calidad de materiales naturales de cons
trucción para los distintos tipos de presa contemplados. Como dentro de las alternati -
vas consideradas hay el tipo de materiales graduados y varios tipos de presa de concre
to, se puso atención al estudio de materiales arcillosos para núcleo de la presa de ma-
teriales graduados, al estudio de gravas y arenas para respaldos de la mia presa yde
rocas para los enrocados de los taludes y al estudio de agregados para las presasde con
creto y para sus estructuras de las obras auxiliares de vertedor, desvro y toma.
1
Los resultados indican que existen en las cercanras de los sitios de obra
suficientes materiales naturales de todos los tipos requeridos para la construcción; es
L decir que, entre otros, para la obra de concreto seleccionada no habrá que triturar ma
[
teriales rocosos para obtener las gravas y arena sino que existen en forma natural en
las playas jóvenes formadas por el rro y en el cauce del propio rro. La granulometrra
natural de los materiales de banco requerir& operaciones de cribado para seleccionar
[
los tamaños que deberán especificarse para un proyecto más económico, pero no serán
trabajos fuera de lo rutinario.
11
1
1
r 14

1 /
SELECCION DEL EJE PARA LA PRESA
Para las Comparaciones entre los distintos ejes se utiliz& el tipo de pre-
sa de materiales sueltos, es decir de tierra, gravo y enrocamiento, con una secc6n
1
transversal típica de estas estructuras. Es bien sabido que este tipo de presas es el que
L menores requerimientos tiene en cuanto o la calidad de la geología de la boquflia,
por lo cual se adopta ms racilmente a una diversidad de sitios. Con base en este ti-
po se hicieron los cilculos de vokimenes de materiales que ayudaron a seleccionar el
eje No. 4 como el ms apropiado para la presa que se construirá sobre el río Hamo;
la última comparacibn había sido con el ele No. 3 y los vol(imenes de terracerías fue-
ron de 3.71 y 3.38 millones de m3 este tltimo para el ele 4.
DATOS DE PROYECTO
Era necesario analizar los posibilidades de otros tipos de presa, buscan
do una soluci& que fuese simultineamente econ6mica, funcional, y con pocos proble
ru
mas tcnicos para esta importante obra de 90 metros de altura. Una primera discusi&
E. general, llev6 a la conclusiBn de que no convenía una presa de arco delgado o de b6
veda,dadas las características geol69icas del sitio, en que se presentan algunas fallas
y fracturas que podrían provocar la falta de resistencia a los fuertes esfuerzos induci-
dos por tal presa; la fuerte asimetría de la boquilla seleccionada fue argumento com-
plementario para desechar definitivamente la presa de arco delgado.
Con relacin a los restantes tipos usuales de presas, se consider6 que
la geología y topografía en la boquflla permitirían construir una estructura suficien-
temente segura tanto del tipo de tierra, gravo y enrocamiento,como de cualquiera de
los tipos de presa de gravedad masiva o aligerada, con las variantes de esta última
que corresponden a las presas de machones huecos tipo Marcello, o las de machones
L.
15

masivos tipo Noetzli y a las de losas planas sobre machones tipo Ambursen. Para fi-
nes corrparativos se decidi6 utilizar una secci6n de presa de gravedad de concreto, o-
tra soluci6n alternativa a base de machones de cabeza masiva tipo Noetzli y la tradi-
cional presa de materiales sueltos con n(icelo de arcilla impermeable y respaldos de
material permeable.
En todos los casos había que considerar las estructuras para cerrar los
puertos de la margen derecha hasta la cota 135 m; en varios anteproyectos, el puerto
ms cercano se usa para alojar un vertedor de demasías.
Aceptando la seguridad y funcionalidad de cualquiera de estas estructu-
ras, la decisi&i debería ser influida en forma importante por estudios de tipo econ6mi-
co. Para ello, era necesario obtener los presupuestos de las press a un nivel de certi-
dumbre tal que pudiera auxiliar, con sus resultados, en la selecci& juiciosa del tipo
mis conveniente. Se procedi6 a elaborar anteproyectos de los tres tipos de presa men
cionados, estudiando la secci6n trasversal de la presa y la ubicación y dimensiones de
las diferentes estructuras auxiliares de la misma, con el fin de producir planos de an-
teproyecto suficientemente detallados y con bastante seguridad en sus dimensknes.
Las diferentes soluciones de tipo de presa por estudiar deberían tener
en comCjn, evidentemente, los datos b&sicos para el proyecto, que se definieron en
estudios hickokgicos y de simulaci6n de funcionamiento, en resumen como sigue:
Elevacin fondo del cauce
Elevaci6n mínima de la toma
Elevac6n mínima de operacin
Elevaci6n cresta vertedora
Elevacin aguas miximas
Bordo libre
Elevaci6n de lo corona
Capacidad para azolves
52m
lOOm
104m
129 m
133 m
2m
135 m
17 millones m3
16

1
p
1
Capacidad mínima operaci6n 84 millones m3
Capacidad al nivel cresto vertedor 400 millones m3
Gasto de diseño obra de tomo 8 m3/s
$
Gasto de diseño del vertedor 3 400 m3/s
Otras características comunes debían tener las soluciones en estudio
comparativo, como la adecuada liga de la obra de toma con la conducci&i a la plan-
ta potabilizadoro y la ficil conexi6n del coronamiento de la presa con la autopista.
Una tercera característica comjn, debían ser las elevaciones de las diferentes bocas
de la obra de toma, que permitirán selecdonar la zona del vaso, en cuando a rango
de elevaciones del agua, de donde convendría extraer el preciado líquido con sus
mejores características para la finalidad de dar agua potable a la ciudad capital. En
efecto, al disponerse de varias bocatomas o diferentes elevaciones, cabe siempre la
posibilidad de seleccionar la profundidad a la que el agua se encuentre con melar ca
lidad y menor contaminaci6n, lo que tenderá a abaratar el proceso potabilizador. De
acuerdo con estas consideraciones, se saleccionaron las siguientes elevaciones como
umbrales de la entrada a la obra de toma:
Umbral de la toma mis baja,
toma No. 1 Elevacn 85.00 m
Umbral de la toma No. 2 Elevacin 96.00 m
Umbral de la toma No. 3 Elevacin 107.00 m
Umbral de la toma No. 4 Elevaci6n 118.00m
15. ALTERNATIVA DE MATERIALES GRADUADOS
Siguiendo el trazo del eje No. 4 de la boquilla, se proyect6 esta solu-
L ciBn de presa con una secci6n de materiales graduados que se muestra en el dibujo co-
rrespondiente. La obra de toma se localiz6 en la margen derecha, adoptando la
forma de una galería inclinada con entradas msltiples y comunicado en su descargo
con uno de 1 os ttineles que serían utilizados para la desviacin de la corriente duran-
te la construcd6n de la obra, para continuar por un sif6n invertido para cruzar el río
Hamo y contiñuar en tubería sobre la margen izquierda hasta encontrar la entrada del
t(rnel planeado para cruzar hacia la vertiente del arroyo de Los Chivos donde se propo-
ne la planta potabilizadora. Los ramales y dispositivos necesarios para alimentar al
canal de riego de la margen izquierda y al río en relaci&i con las aguas subterrineas,
17

u
Fa
saldrían de esta tubería antes de entrar al tinel.
M
De los varios puertos que deben cerrarse en la margen derecha del vaso,
se seleccion6 el ms cercano a la boquflla para alojar la obra deexcedencias de la
presa.
La secci&i transversal de la presa consta de un níicelo central de material
• irrpermeable con corona de 6 m de ancho y taludes de 0.5: 1 en ambas caras, apoyado
sobre la roca metovolcnica que subyace al rrcteral de acarreo depositado en el fondo
de la boquilla; un filtro de gravo y arena seleccionadas, 3 m de espesor, sobre la cara
aguas abajo; a continuaci6n del filtro, hacia aguas abajo, y a continuaci&i del ni-
cleo hacia aguas arriba, zonas detransici6n formadas por material gravo arenoso con
taludes de 1.2: 1 en la cara exterior el material externo estaría formado por roca y re-
le producto de excavaciones realizadas para alojar las estructuras del proyecto y
completado con material de banco de préstamo, terminando con taludes de 2.25: 1.
La corona de la presa, de 10 m de ancho, serviría para alojar el camino carretero que
pondría en comunicaci&, las diferentes estructuras de la presa con la planta potabiliza
dora, pudiendo prolongarse para reemplazar al tramo que será inundado de la carrete-
u
ro Hatillo-Madrigal. En la parte baja de la presa, su secci& se integraría a la sec-
ci6n de las ataguías aguas arriba y aguas abajo, construidas para permitir la desviaci&i
de la corriente por los tsneles.
u
Es necesario señalar que esa secci6n de la presa, las ataguías incluidas,
y su dshbuci6n de materiales dentro de la misma, consdera la solucin ms econ6mica
dentro de las distintas secciones que se consideraron, todo ello tomando en cuenta la
- estabilidad de la estructura, para cuyo anlisis se utilizaron las propiedades de re-
Sistencia mecinica de los diferentes materiales.
18

1
Los diques necesarios para cerrar cuatro puertos de la margen derecha
del vaso,tendrían una secci6n semejante a la parte alta de la secc6n de la presa,
r
con algunas simplificaciones; el dique mis alto tendrá una altura del orden de 13 m
sobre su cimentaci6n.
Para la construcci6n de la presa, dada la estrechez del cauce y de la
• parte baja del cañ& en que se aloja la boquilla, sería necesario disponer de dos ti-
nes de 9 m de diámetro revestidos de concreto, con capacidad suficiente para dar pa-
so a una avenida con gasto mxmo de 2 900 m3/s. La ataguía de aguas arriba sería
r de unos 35 m de altura y la de aguas abajo de unos 12 m.
- -
La obra de excedencias o vertedor debio alojarse en algun puerto topo-
grifico separado de la boquilla, decidindose como ms conveniente el primero de
• los puertos de la margen derechaq unos 400 m del centro de la boquilla. Es simtri-
co y su eje descarga con la direcci6n aproximada hacia el sur. Aguas abajo del puer
to, la configuracin topogrifica del terreno forma un pequeño cauce que devolveri
• las aguas derramadas hacia el curso del río Haina. La estructura se pens6 en forma
de un vertedor de cresta libre, sin corrpuertas, y con canal de descarga convergente;
la misma forma de la topografía ¡trq,idi6 adaptar el tipo de proyecto conocido en tAé-
xico como vertedor de abanico. Creemos conveniente mencionar que en este Proyec-
to de Madrigal, intencionalmente se descart6 el uso de vertedor con compuertas, a
pesar del posible atractivo de una importante reducci6n de altura de la presa y dis-
• minuci6n del costo de obra, por desconfiar de su oportuna y adecuada operaciBn. Los
sucesos ocurridos en algunas presas de la regi6n, dotadas de compuertas, durante los
a. huracanes de 1979,justificaron esa decsi6n.
Ms adelante mencionaremos el costo comparativo de esta soluci6n de
19
E
ga

1 1
ME
presa de materiales graduados.
r
16. ALTERNATIVA DE SECCION GRAVEDAD
La buena calidad de la roca mefavolcnica en que esta labrada la bo-
quilla permite construir una presa de concreto en lugar de la presa de materiales
u sueltos a que correspondi6 el primer anteproyecto estudiado y una de las soluciones
posibles es la de secci&1 de gravedad masiva.
La presa de gravedad se proyecta con el mismo eje No. 4 que ha sido
r presentado anteriormente. Consta de una secci&I vertedora ubicada sobre el centro
bu
del cauce, en un tramo que ocupa 80 m de longitud de cresto libre, y dos tramos de
1
secci6n no vertedora, que completan la presa hacia ambas laderas. La longitud
necesaria para la cresto del verted3r se complemento con una estructura de 120 m
de cresto, en el primer puerto de la margen derecha.
Para cerrar los puertos de la parte alta de la margen derecha del vaso,
adicionales al que será ocupado por el vertedor auxiliar, se han propuesto diques de
secci6n gravedad, semejante a la de la presa.
La presa propiamente dicha, tendri una secci&n no vertedora de forma
trapecial, con paramento aguas arriba vertical desde la corona hasta la elevaci&i
85.00 m y con inclinaci6n de 0.10: 1 desde esta elevaci&n hasta la cimentaci6n.
El talud de la cara aguas abajo se propuso de 0.74: 1. El desplante de la estructura
en su secci6n mxima se ubic6 a la elevaci6n 47 m,aproximadamente. La corona de
la secci6n se amplía con voladizos hasta 10 m de ancho.
La secci6n vertedora, semejante o la no vertedora, remota en un amplio
def lector en forma de cubeta de lanzamiento con perfil de curva circular, que permi-
L
a
20

1
u'
tira lanzar la descarga del vertedor a una distancia suficientemente alejada del pie
de ia presa para evitar toda posibilidad de daños por socavacin. Esta secci6n, de
80.00 m de longitud de cresto a la elevaci6n 128.40 m, tendrá en la parte del cima-
cio la forma del perfil Creager que permite aumentar la eficiencia de la descargo.
u
Sobre la cresto se proyect6 un puente con una luz central de 40 m y dos laterales de
01 20 m, con ancho de 10 m en prolongaci6n de la corona.
La presa estaría cruzada por tres galerías de inspecci6n y drenaje,
h. siendo de 2.20 m de altura por 1.60 m de ancho las dos superiores y de 3.00 m de al-
r tura por 2.00 m de ancho la inferior, pues esta última pockía utilizorse, posteriormente,
para algún inyectado adicional de la cimentaci6n de la presa.
Para la consfrucci6n de la presa de gravedad se ha tomado en cuenta la
posibilidad de que parte del agua de la corriente pudiera pasar sobre los bloques de
la obra en construcciEn, en caso de presentarse avenidas extraordinarias durante la
ejecucibn de la obra. Por esto, la obra de desvío propiamente dicha se ha limitado
• a un solo t(,nel, en la margen derecha de la cortina, de 6.00 m de diámetro y 273 m de
desarrollo, revestido de concreto; tendrá capacidad para desalojar rocilmente los
caudales de estiaje y permitir así trabajar en seco en la zona central del cauce, me-
diante la consfrucci6n de muy simples ataguías de pequeña altura.
E
1
t
21
1

L
La obra de toma para esta alternativa serra construida en uno de los blo-
ques de la presa en la margen izquierda, pues el mismo tipo de estructura faciliga eso
disposición; el ancho de los bloques, 16 m,permite alojar las cuatro bocatomas y con-
ducios. En la cara de este bloque, se disponen las cuatro estructuras de rejilla corres
ondientes a las cuatro bocatomas. Las cuatro entradas de agua a la toma podrían ob-
turarse o abrirse mediante otras tantos compuertas de deslizamiento operadas desde la
plataforma al nivel de la corona de la presa. Estas compuertas operan siempre total-
mente abiertas o totalmente cerradas, no siendo su funcion , la de controlar la mag
r nitud del caudal extrardo, sino solamente la de seleccionar la profundidad conve-
niente paro extraer el agua, de acuerdo con sus características de caliddd.
La tuberTa de la salida de la toma seguirra directamente al túnel para -
cruzar la sierra y desembocar del lado del arroyo de Los Chivos.
El vertedor en el puerto es semejante al de la alternativa de presa de -
materiales graduados, salvo que sus dimensiones son menores. En efecto, lo longitud
de cresto de esta estructura vertedora es solamente de 120 m dispuestos en una cresta
libre, curva en planta. El agua vertida por esta cresto descargo a un canal en rápi-
da convergente, cuya plantilla es curvilrnea transversalmente y con pendientes va-
riab les hasta terminar en una cubeta deflectora de lanzamiento en saldo de esqur. So
bre la cresta vertedora se ha dispuesto un puente de once claros de 13.00 m, en lo-
do semejantes a los de la alternativa de materiales graduados.
El costo comparativo de esta solución se indicará más adelante, habien
do resultado apreciablemente menor que el de la presa de materiales graduados.
En vista del buen éxto obtenido al analizar lo presa de sección grave-
dad, se procedió o esbdiar posibles mejoras a esto solución. Fundamentalmente, e
22

intentando aprovechar al máximo las cualidades de este tipo de presa en cuanto a la
factibflkiod de verter sobre la propia estructura y,,siendo el vertedor auxiliar en el
puerto de la margen derecha una estructura costosa, se investigó la posibilidad de
acomodar esto obra de excedencias complementaria concentrándola en la zona de la
boquilla, ligada al resto de la presa.
La presa propiamente dicha, tendría la sección vertedora central en
todo semejante a la que yo hemos descrito en la alternativa anterior, con lo salve-
dad de que la longitud de cresto se aumentó a 100 m, invadiendo ligeramente en la
descargo la zona de las laderas de la boquilla. Es,sin embargo, notable la estructuro
vertedora que hemos llamado auxiliar. Ahora, esta estructura se localizo totaImen
te en el cerro de la margen derecha de la boquilla, y descargo hacia el codo del
río, ligeramente aguas abajo del centro del mismo codo. La estructtra vertedora
auxiliar estaríq compuesta por cuatro tramos, los tres cercanos al vertedor
central tendrían 20 m de longitud de cresto cada uno y el cuarto tendría 40 m de
longitud de cresto. Cada tramo descargo a una rápida que se apego al perfil del
terreno, tanto como lo permite la economía de excavaciones-concretos.
La obra de desvío y la obra de toma pensadas para esta solución son muy
parecidas a ias que ya hemos mencionado con referencia a la primera -
alternativa de presa de gravedad. El presupuesto comparativo es ligeramente menor.
17. ALTERNATIVA DE CONTRAFUERTES DE CONCRETO
Se estudiaron diversas soluciones en lo referente o los machones o blo-
ques de concreto que integran este tipo de presa, tomando como más probables los
machones huecos tipo Marcello y los machones macizos de cabeza masiva fipo Noei
zli. La forma de unos y otros es entre sí semejante, pues un machón hueco del tipo
23

Marcello puede asimilarse a dos machones macizos ligados en sus cabezas y ensu ex-
tremosdeagas abajo; sin embargo, dado la curvatura que tiene el eje No .4 en lo
• margen izquierda de la boquilla, se prefirió manejar machones independientes, de
menor amplitud en el sentido longitudinal al eje, que los machones dobles.
1. Viene al caso recordar que la primera presa de contrafuertes con cabeza
1 redonda fue construida en México en 1927-1930, la presa Don Martín o Venustiano
Carranza en Coahuila. En 1949 se terminó otra presa mexicana de este tipo, la de Fas
Vírgenes o Francisco l.Madero, en Chihuahua.
L En República Dominicana se construyó recientemente otra presa de con-
trafuertes con cabeza redonda, no lejos de Madrigal, la preso de Valdesia en el río
Niza, que perdió sus grandes compuertas del vertedor por fallo de operación en las
crecientes del río durante los huraconesde 1979.
En general, y salvo la diferencia que establecen los machones con rela-
ción a los monolitos masivos de una preso de gravedad, esta solución es similar a la
primera alternativa de presa de gravedad. En efecto, consta deun tramo vertedor ub
cada al centro de la boquilla, de 80 m de longitud de cresto, y de tramos no vertedo
res que se extienden hacia ambas márgenes de la boquilla. En el primer puerto de la
margen d2recha se ubico una estructura vertedora auxiliar y los restantes puertos son
cerradas por diques de sección gravedad.
La presa consta de una línea de 34 machones de cabeza redonda, rema-
tada en ambos extremos por zonas de sección maciza. De los machones, uno se trans
forma en un monolito de gravedad para alojar la obro de toma y 5se convierten en
machones vertedores, en tanto que los 28 restantes son machones no vertedores.
El machón rio vertedor tTpicz tiene forma de triángulo issceles en una
1 24

vista lateral, con taludes 0.55:1 en ambas caras. La cara en contacto con el agua
ti ene la forma de una cabeza maciza con paramento cilíndrico de sección de arco
circular, lo cual favorece la transmisión de las presiones hidrostáticas hacia el
cuerpo del machón. La cabeza se une al cuerpo del machón, reducéncbse el an-
cho del monoUto de 16.00 m que tiene en la cabeza a solamente 6.00 m en el
cuerpo del contrafuerte.
Tanto- los contrafuertes como las zonas macizas laterales son de con-
creta simple, sin acero derefuerzo.Con objeto de reducir la posibilidad de resanan
cia por vibración en el caso de sismos transversales al machón y de ayudar a rigi-
dizarlo con relación al posible pandeo por fuerzas de compresión en la cara de
aguas abajo, ésta se ha proyectado con una ampliación que en el anteproyecto se
consideró de 12 m de ancho, haciendo asr mucho más rígida la parte del pie del
machón.
Las cabezas tienen un radio de curvatura de 14 m y caras laterales pa
ralelas al eje del machón, para ligarse con los machones vecinos mediante juntas
de contracción convenientemente diseñadas.
Los machones vertedores sufren una variación en la vecindad de su co
rona, para dar cabida a lo cresto vertedora con perfil Creager, que se hace tan-
gente al talud de aguas abajo de 0.55:1, que en este caso ocupa los 16 m de an-
cho asigpados a cada uno de los machones; de esta manera los cinco machones ver-
tedoreshacen un salo canal vertedor de 80 m de ancho. La rápida así formada remo
fa en una cubeta de lanzamiento con labio a la elevación 60.00 m; el agua saltará
de esta cubeta a suficiente distancia del pie de lo presa para evitar cualquier posi
bilidad de erosión retroactiva hacia aguas arriba.
25

pp
La forma misma de este tipo de estructura hace innecesarias las galerías
wM poro drenaje que se proponen en las alternativas con sección gravedad. Sin embar-
go, es conveniente dejar manera de posar a través de los contrafuertes, para poder
realizar fácilmente inspecciones continuadas del cuerpo de la preso. En esta solu-
o
ción se ha dispuesto un puente de concreto preesforzado de tres claros sobre la zona
vertedora.
En lo que al desvío de la corriente durante la construcción de la presa
- se refiere, la solución a base de machones es semejante o las soluciones que se han
presentado a base de presa de sección gravedad. En efecto, el mismo túnel de 6.00
m de diámetro en la margen derecha y la misma posibilidad de completar la capacidad
para el poso de las avenidas sobre la presa en construcción,se pueden utilizar en es-
te caso.
Merece especial mención la obra de toma que se propone poro esta solu-
ción. Como se ha señalado anteriormente, esta estructura quedo comprendida dentro
de un monolito de preso de gravedad que ocupo el lugar de un machón, que dispone
de un plano de deslizamiento conveniente en la cara de aguas arriba paro las
ha
rejillas, compuertas y bocatornas. En el interior del monolito, cada uno de las boca-
r tomas se comunica con una galería inclinada que conduce al agua hacia lo tubería
metálica que lo llevará hasta el túnel que, finalmenfe,lci envía hacia la planto
potabilizodora.
Se ha dispuesto una estructura auxiliar vertedora en el primer puerto de
lo margen derecha de lo boquilla, la mismo que se proyectó poro la alternativa pri-
mero de sección gravedad de concreto.
u-
El presupuesto comparativo resultó menor que poro las soluciones descri-
tos antes. 26

1
18. SELECCION DE LA SOLUC ION MAS CONVENIENTE
En los presupuestos comparativos se incluyeron los costos de materiales
y construcción propios de la presa y sus estructuras auxiliares a precios de obras se -
mejanles de la misma época y con adecuación, cuando fue necesario, a las cond--
ciones regionales. A la suma de importes directos de materiales y construcción se
agre el 15% por concepto de imprevistosj al total otro 15% para ingeniera y su-
s
pervisi&n. Los conceptos comunes que no varran de uno alternativa a otra no fueron
sumados, como la planta potabilizadora, la conducción a Santo Domingo, las co-
rreteras, las indemnizaciones. Asr, la comparación al nivel de anteproyecto de-
tallado, permite. observar una diferencia importante en el importe de la presa de
machones o contrafuertes de concreto, respecto a las soluciones a base de presas
la
de gravedad de concreto masivo y, todavTa mayor, con la alternativa de presa de
materiales sueltos. En efecto, los presupuestos fueron:
Presa de materiales graduados, eje 4: RD$ 54 229 344
Presa de gravedad, eje 4: RD$ 40 535 404
Presa de gravedad, eje 5: RD$ 39 238 736
Presa de contrafuertes, eje 4: RD$ 35 349 886
El importe de las obras para el caso de lo presa de contrafuertes es solo
merite del 87% del importe de la presa de gravedad y el 65% deI importe de la pre-
so de materiales graduados. Es evidente que esta última alternativa queda automóti-
comente desechada por los comparaciones de presupuestos, pudiendo caber alguna
discusón adicional sobre la comparación de las alternativas de presa de gravedad ma
sivo y la de machones de concreto.
Efectivamente, es común suponer que en ias zonas srsmicas es recomen-
27

u
pa
dable construir presas de materiales sueltos, pues se cree que tienen mayor capaci-
dad para resistir las solicitaciones dinámicas de los temblores. Sin embargo, cree-
mos conveniente aclarar que existen muchas presçs modernas de concreto construi-
das en zonas srsmicas, aun en los tipos de presa más delicados como son los contra
fuertes, de arco y de bóveda. Antes de proponer la alternativa de contrafuertes -
para la presa del Madrigal, se revisó información sobre presas de este tipo y se en-
contró un buen número de ellos construidas en el sur de Italia, en Yugoslavia, en Ja
xn y en otros sitios tradicionalmente recorccidos como parte de las regiones de -
mayor sismicidad en el mundo. Basta, pues, diseñar y construir correctamente este
tipo de presa para hacerlo tan seguro como las presas de materiales sueltos o de gra
vedad masiva.
1 Adicionalmente fue tomado muy en cuenta el hecho ya mencionado de
que en la propia República Dominicana en una cuenca vecina a la del rio Haina,
se ha construido recientemente una preso de contrafuertes: la de Valdesia, sobre el
rro Nizao. La experiencia adquirida en la construcción de Valdesia, el personal -
que en ella interVino y el equpo de que se dispuso, podrian estar al servicio de la
construcción de la presa Madrigol, resultando en evidentes ventajas que se añaden
al menor costo encontrado en la soluci6n a base de contrafuertes.
Con las justiFIcaciones anteriores, se aceptó en definitiva proponer a la
Corporacion del Acueducto y Alcantarillado, organismo encargado, que la presa
mi
Madrigal se construya según el proyecto general mostrado en los planos de la alter-
nativa de contrafuertes, con los afines que dictó el análisis más detallado, lo cual
fue aceptado.
L

r19
19. PROYECTO GENERAL DE LA PRESA
Para el proyecto general de la obra se afinaron algunos datos de diseP
obtenidos en los estudios de la simulación de funcionamiento; por ejemplo, el ni-
vel mínimo de agua en la Operación del embalse se fijó, en defintiva, a lo eleva-
L ción 104.00 m. Al haberse aprobado una presa de concreto se aceptó una avenida
al
máxima más pequeña para el diseño de las obras de excedencias, con un gasto de
pico de 5 200 m3/s que se traduce en un gasto conjunto de diseño poro los vertedo-
res de 2 315 m3/s, con elevación de la cresto del vertedor de 129.00 m y de la co-
rona de la presa de 135.00 m. La altura máxima de la presa, a partir de su desplan
te será de 90 m, aproximadamente, y la capacidad del vaso, hasta lo cresto del -
vertedor, será de 400 millones de metros cúbicos.
La presa será de concreto simple y constará de 34 machones o contra-
fuertes de cabeza redondo y un tramo de sección gravedad en coda extremo. La co
- rona tendrá una longitud de 630 m. El machón No.15 alojará laobro de toma y los
machones del 21 al 25 serán vertedores. La segunda obro de excedencias se alo ¡a-
rá en el puerto de la margen derecha más cercano al rro. Ambos vertedores serán de
cresto libre, sin compuertas. Se construirán en la margen derecha cinco diques, cu
yas longitudes suman unos 500 m yconaltura máxima de 13 m, que se han diseñado
de concreto simple y sección de gravedad.
Para auxiliar en el manejo del rro durante la construcción de la presa
se proyectó un túnel de 6 m de diámetro en la ladera derecha. Después de cumplir
su función, el túnel será clausurado permanentemente con un tap5n de concreto -
W.
simple colado en un punto intermedio de su longitud.
lo
Para definir los contrafuertes tpo en su geometría y otras caracterís-
[
1
29

r¡m
ticas, se tuvieron en cuenta los de otras presas de esta clase, especialmente de las
construidas en parses situados en regiones sismicas. De las más recientes, de 1957 a
la fecha, se estudiaron datos de presas de JapSn, Italia, Bulgaria, Irán, Argentina,
Rumania y República Dominicana con alturas entre 80 y 115 metros. El contrafuer
te tipo seleccionado y diseñado para Madrigal tiene los caracterhti cas geométri-
iii cas ya mencionadas, con cabeza cflrndrica con radio de 14.00 m y ocupo 16.00
m de ancho; la superficie en contacto con la cabeza del machón siguiente tiene
3.50 m de ancho. El espesor del contrafuerte es de 6.00 m;en su orilla de agios -
abajo tiene un engrosamiento paro rigidizar transversalmente la sección. El en-
grosamiento ocupa también 16.00 m de anchura, por lo que los contrafuertes que-
darán en contacto unos con otros también en su orilla de aguas abajo; el ancho de
PA lo superficie de contacto será de 3.00 m. Los taludes externos de los contrafuer-
tes son de 0.55:1 que virtualmente se cortan en un vértice localizado en el eje de
la corona de la presa. La corona tiene 10.00 m de ancho con un camino, dos ban-
quetas y parapetos.
Aunque no se trata de un proyecto ejecutivo, los análisis de esfuer-
zos realizados para los contrafuertes se llevaron o un detalle mayor que lo que se
requiere en un anteproyecto o proyecto general, para las combinaciones de cor-
gas usuales que contemplaron las solicitaciones para presa vacra, presa llena, -
efectos srsmicos, todo ello a distintos niveles de agua en el embalse.
Por lo que se refiere a sismos, se usó un coeficiente de 0.20 g paro
sismo horizontal en la dirección del empuje del agua y de 0.15 g para el empuje
enel sentido transversal al contrafuerte. En los distintos análisis realizados se -
r obtuvieron valores de los esfuerzos que como máximo, sin sismo, son de 0.1 -
L
30

1
mí
kilcm2 de tensión y de 19.6 kilcm2 de compresión. Para el caso de sismo actuando
en dirección normal o la presa los valores máximos de esfuerzos que se encontraror
fueron de 2.9 kWcm2 de tensión y de 34.2 kWcm2 de compresión.
Los esfuerzos obtenidos indican que la resistencia última del concreto
(con los valores de factor de seguridad usuales en la práctica moderna), puede ser
de fc= 150 kWcm2 a los 28 días, lo que dará una resistencia del orden de los
200 kg/cm2 a los 90 días ya tomando en cuenta la resistencia al intemperismo, la
impermeabilidad, la duración y el aspecto del concreto.
L La obra de toma se alojará en el monolito No.15 y tendrá tres entro-
das para facilitar la extracción del agua del nivel ms conveniente. Tomando en
cuenta que el nivel mínimo de Operación se fijO a la elevación 104 m, la toma -
más baja se localizó con umbral a la elevación 100 m, la más alta a la elevación
122 m y la intermedio a la elevación 111 m. El gasto máximo de extracción se fi-
6 en 9 m3/s,que corresponde a la derivación normal a Santo Domingo de 8m3/s
más la entrega de agua que con alguna frecuencia se podrá también hacer para re
carga del acuífero en la parte baja del Hamo, de 1 m3/s. En la primera época en
que no se requiere todo el gasto para Santo Domingo, no habrá dificultad en ex-
traer el gasto requerido paro el canal de riego, mediante un ramal que puede ms-
talarse en la tubería de salido ; más adelante, con el mejor conocimiento del ré-
gimen real del río,se decidirá si habrá que sacrificar el riego en favor del uso pre
ferente del agua para fines domésticos.
El segundo vertedor que permitirá , trabajando simultáneamente con
el tramo vertedor de lo presa, desalojar las avenidas que puedan presentarse cuan
do esté lleno el embalse, quedará situado en el puerto de la margen derecha. So-
31
L

1
mi
bre la cresta se construirá un puente carretero semejante al que se construirá sobre
el vertedor de la presa y el canal de descargo tendrá unas 165 m de longitud y con
ancho decreciente hasta 40 m en el extremo de aguas abajo. El cimacio será de -
concreto simple y el canal de descargo estará reves tido con concreto armado, en
L su piso y taludes, terminando en una cubeta deflectora.
PU Fbr lo que se refiere al manejo del ro durante la construcción,en la -
presa de concreto pueden buscarse soluciones en que, en ciertos épocas, las creci
das del rro pasen por el cauce, a los lados o sobre las obras en construcción y re
quiriéndose tan sólo un túnel para lo época en que se construyan las etapas que cie
rren definitivamente el cauce, que en Madrigal seró de 6.00 m de diámetro y que
L dará en la margen derecha. Para aislar la zona de construcción de la presa duran-
te las épocas en que el rro se desvre por el túnel deberán construirse dos ataguras.
La de aguas arriba con su coronamiento a la elevación 62 m para permitir la den-
vación por el túnel de gastos hasta de 150 m3/s; poro el paso de gastos mayores,el
a gia pasará sobre la atagura en las épocas en que el programa de construcción osr
lo admito. La de aguas abajo tendrá su corona a la elevación 57.00 m.
Las propios obras de la presa y sus estructuras incluyendo el segundo -
vertedor y los diques ocuparán una superficie de terrena que adicionada o la ocu-
podo por el vaso hasta el nivel máximo de aguas y una franjo permetral de 10.00
m de ancho que deberá considerarse como parte de lo propiedad nacional correspon
diente a la presa Madrigal. El área total de esa superficie se ha estimado en -
54 531 tareas (unas 3 600 ha); con el valor medio unitario de los terrenas que lo -
Corporación fijó en RD$ 150/tarea (unas 2 400 dólares por ha), se traduce en un
importe de RD$ 8 179 650. A estos cifras deben ogregarse los valores de construc-
32
1

ciones e instalaciones que quedarán inundadas por el embalse de varias construccio-
1 nes avrcolas y algunos framos de camino. Tomando en cuenta los valores unitarios de
las distintas áreas y construcciones la suma de valores de afectaciones debidas a la
construcción de la presa es RD$ 11 561 100.
La relación de conceptos de trabajo utilizada para valuar las canti-
19 de obra de la alternativa de tipo de presa estudiado fue revisado y modifi-
codo en lo necesario y se aplicaron precios unitarios que tomaron en cuenta las expe
riencias recientes en la República Dominicana y otros porses semejantes, con las de-
1 bidas actualizaciones. Las cantidades de obra más relevantes que comprende está cons
trucción pueden definirse como 700 000 m3 de excavaciones y 517 400 m3 de concre
to; de estos últimos, unos 42 800 m3 serán de concreto armado.
El presupuesto total estimado, que incluye un 10% para tomar en
cuenta imprevistos y un 15 % para ingenierra de proyectos y supervisión de la
construcción, resulta en RD$ 35 601 055, valor normal para la magnitud de esto
importante obra de ingenierra y que difiere poco de la estimación realizada para este
tipo de presa en el estudio comparativo de alternativas.
El programa de ejecución de la obra de la presa y sus estructuras fue
formulado tomando en cuenta dos circunstancias básicas, la necesidad de poner en
funcionamiento la obra para satisfacer la demanda de primera etapa de suministro de
agua en el año de 1983 y las temporadas de estiaje y avenidas en el e scurri miento del
rro Hamo. El trabajo se ha retrasado oprecioblemente, pero el programa de construc-
ción para los 3 años de su duración es válido.
Las fases en que se debe dividir el manejo del rro durante la construc
ción, pueden resumirse como sigue: entre noviembre del año 1 y mayo del año 2
33

1
el rro seguiró por su cauce natural sin ninguna modificación; los meses siguientes,
1. hasta octubre, el túnel podrá auxiliar al cauce en desalojar los caudales aportados
por la corriente; en noviembre del año 2 se cerrará el cauce y se desviarón los cau
dales de estiaje por el túnel, hasta que su capacidad sea rebosada por los cauda-
ew les del rro, lo que podria Ocurrir en mayo del año 3; durante la época de avenidas
01,
de ese año, el agio seguirá en parte por el túnel y en parte sobre la obra en cons
trucción, debidamente protegida; para noviembre del año 3, los gasbs histórico-
mente bajan a valores menores que la capacidad del túnel, dejando de nuevo Ii-
bre de escurrimiento la zona central de la obra lo que permitirá continuarla; por -
último, para principios del año 4, se podrá cerrar el túnel iniciándose el alma-
M.
en el embolse y regulando el ascenso del agua por medio de los deso-
ges de fondo con que se dotara a la presa. Los rendimientos medios de los con--
ceptos importantes que influyen definitivamente en la duración del perrodo cons-
tructivo y que son los referentes a la fabricación y colocación del concreto,fue-
ron estimados a razón de 700 m3/dTa efectivo en la construcción de los extremos
de la presa sobre las laderas; en algunas labores de concreto en los contrafuertes
de mayor volumen y en las primeras etapas de los contrafuertes centrales,el rendi-
r miento requerido es de unos 800 m3/día efectivo; y, finalmente, para los colados
de los bloques superiores de lo corona de la presa el rendimiento requerido dismi-
nuye a 300 m3/día y aun a sólo 80 m3/dia en los colados más delicados como son
1
los puentes, caseta de operación y parapetos.
La construcción de lo segunda obro de excedencias en el puerto y de
los diques en la margen derecha no interfiere con las operaciones de manejo del
río y puede ejecutarse en cualquier época durante el período general, sirviendo
34

1
de colchón o alivio en las épocas de menos trabajo en las zonas cercanas al río.
h.
20. PLANTA POTABILIZADORA
Despues de varios esludios relafivos a seleccionar el mejor terreno con
la cota adecuada en función de la distancia o la presa y de la elevación mi'nima de
operación, el sitio finalmente seleccioado queda a unos 2.2 km de la preso en un
terreno muy conveniente para alojar todas las estructuras de la planta. La ubicación
se estudió, por supuesto, coordinadamente con la localización del trazo del acue-
ha dela presa a Santo Domingo.
Se aceptó el gasto total de 8 m3/s correspondiente a la segunda época
de operación del Proyecto Mac*igal. Para facfliiar la construcción y operación de
la planta se diseñaron dos m6dulos iguales,cada uno paro la mitad del gasto; en un
principio se podrá construir solamente uno de ellos formado por un canal de entra-
da de agua cruda, un solo módulo de mezcla, floculaci6n y sedimentación y diez
de los veinte filtros dobles finales. En esta formo, en la primera época, se dispon-
dró de una capacidad de potabilización hasta de 4.4 m3/s, mediante una sobrecar
a
go, admisible, del 10%; la proyección de oferta y demanda de agua de lo Corpora
ción del Acueducto en la primera etapa requiere únicamente 4.2 m3/s y hasta on-
ce años después será necesario completar las instalaciones para el gasto total de dL
seño.
Tomando en cuenta la calidad fisicoquímica del aguo y los valores pro-
medio de velocidades y tiempos de retenci&n de las plantas potabilzadoras moder-
nos, se fijaron para el diseño preliminir de las diversas plantas los triterios reloti-
vos a tiempos de retención y velocidades de filtración y lavado. Del estudio de las
tres alternativas que se contemplaror,se defini6 que el tratamiento más indicado se
0.
35

rá el de clarificación por filtración directa en unidades de alto gasto,con lechos dua
les de antracita y arena.
En esta forma, la planta propuesta estará integrada por el edificio de al
macenamiento y dosificación de sustancias, el edificio de cloraci6n, los edificios -
de oficinas y laboratorio, la unidad de mezcla rápida, la unidad de filtración y el
tanque de agua filtrada. El agua ser6 medida en el influente o cada uno de los dos
módulos, mediante medidores Parshal; con estos medidores y las válvulas Howell Bun
ger del km 1 + 0.50 de la conducción, se controlaró automáticamente el influente -
de la planta potabilizadoro. Se medirá el gasto de filtración en cada filtro mediante
la utilización de placas de orificio o medidores de propela. El efluente de las agas
de lavado se medirá mediante una unidad tipo Pitot magnético, instalado a la salida
del tanque de agua filtrada.
Aplicando precios rndice para terracerras, obro civil, acabados, adqui
sción y montaje de equipo, deducidos de presupuesbs recientes de construcción de
obras semejantes desarrolladas en la República Dominicano y en lo República Mexi-
cana, con la debida adecuación de estos precios se valuó la inversion necesaria po
ra la construcción de la planta que resultó como sigue:
Primera etapa RD$ 3 767 575
Segunda etapa RD$ 1 934 374
T o t a 1: RD$ 5 701 949
La primera etapa se programó para iniciarse dos aPs antes de lo termino
ción de la presa de Madrigal para entrar en servicio en el momenb requerido de -
acuerda con la curva de proyección de necesidades de la CAASD en 1983. Lo segun
da etapa se programó, en función de la demanda de agua, para ¡niciarse tres oFs -
u
1
OL
36

IM
1
antes de que la demanda sea igual a la capacidad de producción de las fuentes exis-
tentes más la del primer módulo de la planta potabilizodora.
L 21. CONDUCC ION A SANTO DOMINGO
El aia almacenada en Madrigal será llevada a la capital a traves de un
sistema de conducción de unas 19 km de longitud. El primer tramo parte de la obra
de tomo de la presa Madrigal en tubería que cruza lo presa y continúa en la ladera
de la margen izquierda del río Hamo, para seguir por un tinel a presi6n que atravie
so el lomerío llegando al área del arroyo de Los Chivos. A continuaci6n, un tramo
de tubería de concreto que termina en las v6lvulos de control de gasto y otro tramo
más, en canal abierto, hasta llegar a la planta potabilizadoro situada a poco m6s
de 2 km de la presa. A partr de la planta, el agua seguirá en una tubería de con
creto alojada en zanjo y protegida con relleno de material producto de la excava-
ción; los arroyos se cruzarán mediante sifones y la tubería tendrá solamente uno de
rivación en la zona de Los Alcarrizos. Se proveerán válvulas de seccionamiento
r para facilitar la inspección y mantenimiento, orificios para entrada de hombre,vat
vulas de desagCie y válvulas de admisi6n y expulsi6n de aire.
1
11
37

Con los levantamientos fotogramtrkos, mosaicos de fotografías, vue-
los de reconocimientos y recorridos por tierra, se estudiaron varios trazos alternativos
poro la conducci&i, seleccionrndose finalmente el que se presenta en los planos res-
pectivos. Los perfiles del terreno y las elevaciones del agua en el vaso y en la plan-
ta potabilizadora ocasionan que cuando las vlvulas de control de gasto y/o la vil-
yuta de entrada al tanque de la ciudad de Santo Domingo estn cerradas, las presio-
nes en la tubería pueden llegar hasta 85 m de agua; en ms de la mitad de la longitud
de la tubería las presiones serin entre 50 y 60 metros; estas cifras son muy importantes
para definir el tipo de tubería que deberz usarse.
En varios de los estudios a lo largo de los trabajos se contemplaron tres
tipos generales de tubería a pres6n: de concreto reforzado construidas en el sitio,
de concreto presforzado hechas en fabrica y de acero. Simultneamenfe se han con-
siderado tres alternativas de construcci6n: una sola tubería, dos tuberías cada una
de capacidad igual a la mitad del gasto final y construidas desde la primera etapa
• y esas dos tuberías construyendo uno en primera etapa y la otra cuando la demanda
lo requiera, es decir, unos once años ms tarde.
De acuerdo con las cargas disponibles,se encontr6 que una tubería
[
de concreto de 90" (2.28 m) de diimetro puede dar un gasto de 8 m3/s con el nivel
mínimo especificado para operaci6n del embalse. Considerando el coeficiente de
rugosidad para tuberías de acero de estos dimetros igual al de las de concreto, puede
decirse que tambi&, la tubería de acero para la primera alternativa de consfrucc6n
mencionada sería de 2.28 m de dimetro. Para las alternativas de construcci6n que
comprenden dos tuberías, cada una para cuatro metros ctibicos por segundo, se reque-
riría que fueran de '1 .76 m de dimefro, para producir la misma prdida por fricci&n;
Uá
IR

1
las tuberías de acero serían de ese di6metro, pero las de concreto serían de 72" (1.83 m)
que es el di6metro comercial m6s cercano en tuberías prefabricadas de ese material.
Las tuberías moldeadas en el sitio, para estas presiones especialmente,
requerirían particular cuidado en el diseño y en la construcci6n a lo largo de los
1
18 km. En efecto, deben reducirse los esfuerzos del acero de los anillos a bastante
menos que los aceptados para el refuerzo de otras estructuras, pues debe limitarse su
deformaci6n el6stica para disminuir fisuras longitudinales del concreto que mermarían
su impermeabilidad. Ademas, las uniones en los extremos de las barras de los anillos
deberían ser soldadas a tope con una muy buena soldadura como las que recientemen-
te se est6n aplicando en otras grandes obras, lo que requiere un gran cuidado en la
calificaci6n de los soldadores, en el proceso de soldar, en el control de campo y en
• el de laboratorio. Tambin el concreto requiere cuidados especiales de dosifcaci6n
para obtener la resistencia e impermeabilidad necesarias. Es por estas razones que
en
para di6metros como los que son objeto de este estudio y con gran longitud de línea,
esti en desuso ese tipo de tubería, aunque aparentemente pudiera resultar algo m6s ba
rato. Como conclusi6n de tales consideraciones se desech6 este tipo de tubería.
A pesar de que las presiones a que estarían sujetas las tuberías de acero
son de importancia, para los diimetros que se requerirían de 1.76 m 6 2.28 m, el es-
pesor de la l6mina estaría gobernado m6s bien por las especificaciones que toman en
cuenta espesores mínimos para evitar deformaciones permanentes durante el manejo,
1
transporte y colocaci6n de las tuberías; es decir, no se obtencb-ía un aprovechamien-
to total de la resistencia del acero, lo que se traduce en un costo comparativo des-
ventajoso. Los c6lculos efectuados señalan que el costo por metro de tubería de
acero, incluyendo sus dispositivos de apoyo, juntas y dem6s detalles, sería del orden
del doble, por metro de tubería, que el de la tubería de concreto prefabricada.
It
39

Otras consideracones adicionales a la econ6mica, como la mayor vulne
rabilidad que en tubería de concreto, pues las tuberías de acero serían colocadas arribo
de la superficie del terreno, y tambn los mayores costos de mantenimiento, hicieron
descartar las tuberías de acero para este acueducto.
Se acept6 en el estudio que las tuberías se construirán de acuerdo con
la norma AWWA-C-301-72 que considera la tubería de concreto con un cilindro de
lámina de acero embebido en el hormig& y con anillos metIicos paro las ¡untas con
anillo de goma y con alambre de postensado rodeando al cilindro de 1mina. Varias
marcas comerciales producen la mayoría de las tuberías de gran diimefro que actual-
mente se usan en líneas de conducci6n para agua y seguramente la firma triunfadora
en la licitaci6n respectivo pondri las instalaciones adecuadas,para la fabricaci&i
especial de estos tubos,lo que facilitare el control de su calidad.
Los estudios comparativos de tubería de hormig6n presforzado, cuyo ti-
po fue finalmente el aceptado, resultaron con los siguientes valores:
E Una tubería de 90" RD$ 14 734 000
Dos tuberías de 72" RD$ 19 991 000
Dos etapas en 1as tuberías de 72" RD$ 24 726 000
Los anteriores son valores de inversi6n y al tomar en cuenta que en
e
la tercera alternativa la tuberia de 72 de segunda etapa se construiria unos 11 años
mas tarde, se hizo un calculo de actualizacuon en el que para tuberia de 90 resul-
e - • e e
t6 un valor actuaUzado de 12.45 millones de pesos y las dos tuberías de la tercera
etapa resultaron con un valor actualizado de 12.56 millones de pesos. Consecuente-
mente, se acept6 consderar en el proyecto general de la conducci6ri una sola línea
de tubería de 90" de diimefro, prefabricada de acuerdo con la especificaci& seña-
E lada, colocada en zanjo y protegida con relleno compactado.

1
vi
Dentro del esquema general de considerar una tubería de 90" de dii-
metro, se variaran las cargas de diseño, de 10 en 10 metros, de acuerdo con las
presiones miximas que debo resisfir la tubería segrn el perfil del proyecto. Tendri
tres vilvulas de seccionamiento, la primera entre la planta y la derivaci&i a Los
Alcarrizos, la segunda inmediatamente aguas abajo de esa derivaci6n y la tercera poco
antes de descargar en el tanque regulador que se consfruiri a la entrada de Santo
Domingo. Tendri v6lvulas de desagUe de 20" de dimetro, v6lvulas para admisi6n
y expuls6n de aire de 10" de dimetro y los dispositivos de entrada pci-a inspecci6n
y mantenimiento. El programa de consfrucci6n abarcari un plazo de dos años que
se acomodarzn dentro del período de consfrucci&i de la presa y sus estructuras.
1,1
o 22. OPERACION DEL SISTEMA
Estipukindose reglas de operaci6n que otorgan al servicio de dotaci6n
de agua a la capital un lugar prioritario en las extracciones del embalse y tratando
u de disminuir al mínimo posible las deficiencias, se verific6 la posibilidad de aplicar
estas reglas simulando el funcionamiento del embolse con esas practicas de operaci&.
Los resultados cumplieron satisfactoriamente los criterios aceptados previamente y
los mis importantes fueron:
- La demanda total de 8 m3/s para Santo Domingo se cubre durante
el 89.47% del tiempo. El 2.41% del período hubo que disminuir las entregas a
7.0 m3/s,el 8.11% del tiempo a 6.0 m3/s.
- Solamente una vez lleg6 a vaciarse la presa hasta sus niveles míni-
-. mas.
- Durante el 45.83% del tiempo, se pudo extraer el caudal adicional
u de 1 m3/s para recarga del acuífero del bajo Hamo.
41

1
Rl
- El gasto medio de extracci6n para agua potable resulta de 7.81 rn3/s,
equivalente al 97.7Yo del gasto nominal.
23. PRESUPUESTO TOTAL Y CRONOGRAMA DE INVERSIONES
Los presupuestos de las obras, de desmonte de terreno del vaso, de re-
forestaci6n de la cuenca y de los gastos financieros pueden resumirse como siguen:
Presa Madrigal, obras de ingeniería
Presa Madrigal, ¡ndenwiizaciones
Planta potabilizadara
Conducci&i a Santo Domingo, obras
de ingenieda
Conducci6n a Santo Domingo, indem-
nizac iones
Desmonte de los terrenos del embalse
- 4
Reforestacion de la cuenca del rio Haina
Gastos financieros
RD$ 35 601 055
11 561 100
5 701 949
14 614 126
119 400
4 346 400
2 400 000
4 192000
T O T A L: RD$ 78 536 030
Las inversiones presupuestadas de 78.536 millones, en 9.3% correspon-
den a ingenieria y adminisfraci&i, en 64.6% a los costos directos, el 14.9% a los
costos concurrentes, el 5.9% a otras inversiones y el restante 5.3% a los gastos fi-
nancieros.
Parte de esta inversi&i ser6 hecha en moneda extran lera y el resto
en pesos dominicanos. Considerando la paridad oficial actual, los estudios financie-
ros se han hecho en pesos dominicanos y señalando la componente extranjera en cada
caso.
El perrodo de inversiones se ha dividido en dos etapas: la primera
de ellas comprende los primeros cuatro años del proyecto en los que se realizar6 la
construcci&i de los sistemas de producci6n y de frasmisi6n y la primera fase del sis-
terna de tratamiento, que se complementaria en la segunda etapa durante los años
1
42

rnw
13 al 15 del proyecto. Los gastos financieros se realizarían de acuerdo con el supues
fo de distribuci6n de los fondos del prstamo. En esa forma, las inversiones totales, -
que como se seííal6 ascienden a 78.536 mil Iones de pesos, resultaron distribuidos
de la siguiente manera: 5.9% en el primer año, 17.1% en el segundo, 40.0% en el
tercero, 34.5% en el cuarto, 0.5% en el dcimo tercero, 1% en el d&cimo cuarto
y 1% en el dcimo quinto.
24. ANALISIS FINANCIERO
La factibilidad financiera del proyecto se analiz6 tomando en cuenta,
ademas de los presupuestos de las obras y sus períodos de construcci6n, la componen-
te en moneda extranjera de la ¡nversn, el adecuado programa de financiamiento
para sufragar las inversiones, los costos de operaci6n y mantenimiento del sistema y
los ingresos que se generarin por consumo de agua en funci6n de las tarifas fijadas par
la Corparaci6n.
De acuerdo con las indicaciones de la Corporaci6n, en el desarrollo
del anilisis financiero del proyecto se tomZ muy en cuenta la Guía para la Formulo-
ci6n de Solicitudes de Prstamo para el Financiamiento de Proyectos de Agua Potable,
1977, del Banco Interamericano de Desarrollo. Siguiendo la terminología de esa
guía, se tomaron equivalencias como: producci6n = Presa Madrigal; tratamiento =
planta pofabilizadora; frasmisi6n = conducci6n a Santo Domingo.
La determinaci6n del porciento en moneda extranjera correspondiente
a los presupuestos de inversiones, se efectu& a nivel de precios untorios. El cálcu-
W. consider6 la componente extranjera directa e indirecta, tanto del costo directo co-
mo del costo indirecto de los precios unitarios de los conceptos que integran los pre-
43

PI
supuestos. La componente en moneda exfran jera alcanza un valor de 34.511 millo-
nes de dolares, calculado al tipo de cambio existente que contempla la paridad entre
r peso dominicano y d6lar; esto representa el 46.4$ de la inversi6n y en vista de que
resulta del orden de la mitad, parece adecuado considerar Tinanciamierxfo ñser--
nacional de aproximadamente el SO% de las erogaciones totales del proyecto.
El porcentaje final de la conçonente extranjera, como ya se dijo, es
de 46.4%. El rubro de ingeniería y adminisfrac6n implica un 20% de la inversi&
formado por moneda extranjera; los costos directos del proyecto tienen una compo-
nente en moneda extranjera del 55.4% los costos concurrentes implican un 20.0% de
componente extranjera y, finalmente, la suma de costos sin asignaci& específica
1
- tienen un 56.5% en moneda extranjera. Los gastos que corresponden a la adminis-
tracin interna de la propia Corporac&i no estin ¡ncluídos, ya que éstos dependen
directamente del Presupuesto Nacional; tambin se excepttian los gastos financieros
'.
del presta mo externo.
Una posible distribuci6n de los recursos internos y externos se plantea
con los siguientes supuestos:
- La ingeniería y administraci6n del proyecto realizados por personal
r nacional con compañías consultoras extranjeras, serían cubiertos en un 60°/o con
fondos extranjeros.
- La consfrucci6n de la presa se financiaría en un 55% con fondos del
emprstito. Los costos directos de los sistemas de trasmki6n y tratamiento tendrían
un 70% con cargo al préstamo extranjero. Los trabajos de reforestacibn serían cii-
biertos en 25% con fondos del ençrstito.
- Los gastos concurrentes se han considerado como parte de lo aporta-
c6n directa del Gobierno Dominkano, sin aportacin de fondos externos. Las in-
- 44

versiones sin asignaci6n específica serian cubiertas en un 60% con fondos del empras-
tito. En lo relativo a los gastos financieros, se propone que sean cubiertos íntegra-
mente con fondos del prstamo externo.
De acuerdo con lo anterior, la participaci& del prstamo internacional
sería de 39.255 millones de pesos dominicanos, lo que constituye, aproximadamente,
la mitad de los fondos totales requeridos para la realizaci6n del proyecto. El préstamo
i
-
se solicitaria en dos fases, correspondientes a los periodos de nversion previstos.
En la primera etapa el financiamiento sería por 38.108 millones yen la segunda, co-
rrespondiente a la ampliaci6n de la pofabilizadora, por 1.147 millones. Se conside-
ro que ambos serian solicitados de las líneos de Fondos Especiales (Special Funds, SF)
Los plazos de amortizaci&n que se han supuesto son de 20 años para el primer emprsti -
to, incluyendo 5 años de gracia, y de 8 años para el segundo, considerando 3 años
de gracia.
No entramos en detalles de calculo del valor de anualidades para amorti-
zaci&1, en obvio de tiempo, pero mencionaremos brevemente el aspecto tarifario, que
es tan importante.
Lo red de distrbuci6n de agua potable tiene como una de sus Umitantes
el no contar con un ntimero suficiente de medidores, lo que ha determinado que el sis-
tema tarifario vigente opere, fundamentalmente, con las tarifas por servicio no medido.
Los recursos financieros generados por la aplcaci6n de este sistema son insuficientes
aun para resolver el problema que plantea la ampliaci6n de la red de dishlbuci6n, por
lo que se hace indispensable la ¡nfroducci6n de modificaciones.
La Corporac6n ha formulado un Proyecto de Tarifas del Servicio de Agua,
ir
que tiene, entre otras metas, la insta lci6n de medidores en el 95% de las acometidas
45
t.

existentes para el año de 1981. El Proyecto se bas6 fundamentalmente en la obten-
cian del costo medio por metro cibico de agua consumida, con el cual se procedió a
determinar el pago que deberían hacer los usuarios con tarifas que consideran su
agrupamiento por clases de servicio, sus características, la naturaleza de sus activi-
L dades y aspectos de orden social.
Se determinaron tarifas diferentes para servicio medido y no medido.
La tarifa del servido medido comprende tres categorías de consumo; la primera, de
usuarios residenciales de bajo consumo; la segunda, de usuarios residenciales de con-
r sumo medio y alto y la tercera, de usuarios industriales. Al primer tipo de usuarios
le correspondería una tarifa mensual fija de RD$ 3.00; a la segunda una tarifa de
0
• RD$ 3.00 hasta los primeros 15 m3 y RD$ 0.25 por cada metro ctibco adicional; fi-
nalmente, los usuarios industriales tendrían una tarifa de RD$ 5.00 por los primeros
15 m3 mensuales y de RD$ 0.30 por cada metro dibico extra.
á. En el caso del Servicio no medido, las tarifas se aplicarían tambin
de acuerdo a tres categorías de consumo.
Los ingresos que se generarían anualmente por el consumo de agua se
han estimado con base en las demandas anuales previstas por la Corporaci6n y la
aplicaci6n de las tarifas propuestas. La estructura de la demanda, de acuerdo con
la ¡nformaci6n proporcionada por la CAASD, estaría integrada por tres categorías
de con sumidores. La primera categoría sería de usuarios residenciales de bajo con-
sumo que consumen aproximadamente el ÓO% del total del volumen de agua deman-
dada anualmente. La segunda categoría correspondería a los usuarios residenciales
de consumo medio que consumen el 25% de la demanda anual. La tercera categoría
1
incluiría la demanda industrial que consume el 15% restante del volumen.
46

Para fines de anlisis,a la primera tarifa de consumidores se le aplic6 un
precio de 0.20 pesos por metro cúbico de agua, a la segunda de 0.25 pesos y a la ter-
cera 0.30 pesos .Con esos valores se calcularon los ingresos anuales generados por el
consumo de agua.
Se defini6 la cuenta de fuentes y usos de fondos con los datos y supues-
tos antes mencionados. Las consideraciones m& importantes para la integraci6n de
la cuenta fueron:
- - Los recursos están formados por los ingresos de capital, por los ¡ngre-
sos de operacin, por las reservas de amortizaci& de las obras y por el saldo de los
años anteriores.
-Los recursos se aplican a los gastos de inversi& y a los gastos de ope-
raci6n y conservaci6n del sistema. La diferencia entre el total de fuentes y el total
de usos determina el saldo dkponible que podrá ser destinado a la amofflzaciEn de la
deuda exterior, al pago de los intereses, a las retribuciones por concepto de comisi6n
II
y a la creacibn de reservas para amortizar las obras.
En los cuadros num&icos resultantes de todos los cilculos puede obser-
varse que la cuenta de fuentes y usos de fondos del proyecto presenta una clara e
portante tendencia ascendente en los saldos disponibles,a partir del año 5 deI proyec-
to, lo que tambin se aprecia en los saldos finales del año, ya que la amortizaci&n de
la deuda exterior y las reservas propuestas pueden ser cubiertas ampliamente por el
total de fuentes.
El alcance de este estudio no incluye los anlisis referentes al aumento
de la red de distribuci6n,que con su ampliacin y rehabilitaci&i complementan total-
mente el sistema de abastecimiento de agua potable. No obstante, al analizar la
47
R

rL
cuenta, se aprecia que las inversiones por esos conceptos no incluidos en este estudio
del Proyecto Maciga 1, podrán ser cubiertos satisfactor ¡amente.
25. EVALUACION ECONOMICA
El proyecto Ma&igal permitir captar en forma regularizada los cauda-
les del do Haina para incrementar el abastecimiento de agua potable de la ciudad
de Santo Domingo. Los volúmenes almacenados en la presa recibirin un tratamiento
i. en la planta potabilizadora para mejorar la calidad del agua y serin conducidos has-
fa la ciudad, entregándose en el tanque de regulaci6n horaria que la CAASD cons-
truiri en el sitio apropiado.
No tratndose de un proyecto integral de abastecimiento de agua, pues
no se incluye todo el proceso de disfribucin hasta la entrega a los usuarios, no fue
posible aplicar los mtodos usuales de evaluaci6n econ6mica basados en la teoría del
beneficb-costo.
No obstante, result6 indispensable calcular algunos indicadores econ6-
micos que faciliten la calificaci6n de la bondad del proyecto. Fundamentalmente,
el costo del agua entregada en bloque en los tanques de la ciudad proporciona el me-
jor indicador del caso. Sin embargo, se han analizado algunas otras cifras referentes
a los beneficios que aportari el proyecto.
Los estudios de diversas fuentes de abastecimiento de agua para la zona
urbana de la Capital de la Reptblica, efectuados con anterioridad al presente trabajo,
han sido muy claros en señalar la ncesidad de aprovechar la fuente superficial del do
L. Haina mediante el Proyecto Mackigal para completar la dofaci6n que requeriri la po-
L,
creciente de dicha aglomeraci&, metropolitana.
1
48

En efecto, el Proyecto Madrigal es la fuente que puede proporcionar,
por sí sola, la mayor cantidad de agua para abastecer a los pobladores de Santo Do-
mingo. La jerarquizac6n de los proyectos en funci6n del costo del agua ha sido tam
bien estudiada anteriormente, concluy&ndose que el momento adecuado para poner
en marcha este proyecto corresponde a un futuro pr6ximo, desarroll6ndolo con antela-
Ki otros proyectos de menor rendimiento total y costo unitario m6s elevado.
Con las aguas del río Hamo se ¡ncrementar6n los caudales de abasteci-
miento actual hasta en 6.6 m3/s pr6cticamente firmes, con salvedad de aquellas épo
cas extremadamente secas en que los volimenes de escurrimiento del río Haina pue-
dan disminuir en forma muy ¡rrportante. Este cuadal, igual a unos 208 millones de
metros cbicos por año, equivale al abastecimiento necesario para una poblaci&i de
1.3 a 1.6 millones de habitantes adicionales a los actuales, seg(in se considere una
dotaci6n de 450 6 350 1/ habitante/día.
Por lo que se refiere a los caudales derivados del alto río Haina por los
acueductos de Isa, Mano y Duey, al incorporarse al proyecto Madrigal recibir6n un
tratamiento potabilizador muy superior a la sola cloraci6n que actualmente reciben,
( mejor6ndose su calidad, por lo cual este proyecto es capaz de proporcionar a Santo
Domingo un caudal de 8 m3/s con casi total seguridad. Esto equivale a 250 millo-
nes de metros ctibicos por año o al abastecimiento suficiente para una poblaci6n de
1.5 a 2.0 millones de habitantes.
Como beneficios cuantificables directos del proyecto se han estimado
los ingresos que se generarían anualmente por la demanda satisfecha por encima de lo
capacidad existente, valuados mediante la aplicaci6n de tarifas diferenciales por ser-
vicio medido. Estos beneficios no pueden compararse directamente con los costos del
proyecto, por las razones ya explicadas.
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Ofros beneficios derivados de la ejecuci6n del proyecto, de caracterís-
ticas que los hocen difíciles de cuantificar serian. los siguients:
- Control de avenidas y de azolves en el río Hamo.
- Elevaci6n de la salud ptblica.
Incremenlo en el proceso de desarrollo urbano.
- Mayor expectativa de industrializaci& del cirea.
- Aumento del valor de la propiedad y de la activklad econ6mica
general de la comunidad, con el Consiguiente incremento en la
recaudaci& de impuestos.
- Beneficios temporales a la poblaci&i local durante la ejecuci&1
de las obras (empleo de mano de obra, adquisiciones, etc.).
Dadas las condiciones especiales de este proyecto,se consider6 como
el indicador econ6mico ms importante el que corresponde al costo unitario del aguo
entregada en bloque en el tanque de la ciudad.
Este costo se calcuk mediante la comparaci&n del valor actual del
flujo de erogaciones o costos del proyecto y la del valor presente del flujo de los
importes que tencbían los voliimenes de agua entregados anualmente en el tanque,
valuados a un costo unitario constante.
El c6lculo se hizo a un horizonte econ6mico de 36 aPios, contados a
partir del primero de la consl-ruc&&, de las obras, y con una toso de descuento de
12%. El resultado dio para el costo unitario del agua la cantidad de RD$ 0.106/m3,
a precios valuados en 1977.
Cabe sePialar que si se considera únicamente el incremento en los
volCimenes entregados a Santo Domingo sobre la capaddad actual de abastecimiento,
en lugar de la producci6n total de agua del proyecto, es decir, si se manejo la cifra
de 6.6 m3/s como producci6n máxima del proyecto y se le imputan la totalidad de los
cosros, el costo resultante es de RD$ 0.120/m3.
El otro indicador de irrçortancia es el representado por el costo de
introducci6n de 1m3/s adicional al abastecimiento actual. 50

'u
A precios constantes, de acuerdo con los presupuestos de las obras y
otras inversiones iniciales, excluyendo los gastos financieros, los 74.344 millones de
pesos dominicanos equivalckan a un costo de 9.293 mfllones por cada metro dibico
por segundo adicional, sobre la base de considerar la cantidad de 8 m3/s como pro-
duccin del proyecto. Referido al incremento neto en el abastecimiento, de 6.6
m3/s, el caudal unitario adicional resulta de 11.264 millones de pesos dominicanos.
Aunque las condiciones demogrificas, orogrficas y climatol6gcos son
muy diferentes, resulta interesante comparar estos indices con el costo de cada metro
4'
ctibico por segundo que ser& introducido a la ciudad de Mxico mediante sus nuevos
proyectos de incremento de abastecimiento. Este costo resulta, segin los proyectos,
E entre 22 y 40 millones de dlares por metro cibico por segundo.
Mé i co, D.F., enero 8 de 1981
1
Ing. car Vega Arguelles
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El proyecto Madrial para abastecimiento de agua potable de la Ciudad de Santo Domingo, República Dominicana

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