Filtros y drenes

1. PRESAS
MSC. ING. MARIA ALEJANDRA BORBOR BAJAÑA
FILTRACIONES Y DRENAJE

2. CONTENIDO
1. Introducción
2. Drenaje en presas de tierra
3. Filtración en presas de gravedad
4. Reducción de la filtración mediante ataguías y dentellones
5. Drenaje en presas de gravedad y su estabilidad estructural
6. Componentes de un sistema de drenaje en presas de gravedad
FILTRACIONES

3. INTRODUCCIÓN
• El análisis de la filtración tiene un importante rol en el diseño y solución de
problemas en ingeniería civil ya que incide principalmente en la estabilidad
estructural de la presa y en garantizar un adecuado almacenaje de agua sin
pérdidas considerables de agua.
FILTRACIONES
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Filtración en una presa de tierra

4. INTRODUCCIÓN
• En la actualidad se construyen presas especialmente del tipo gravedad y arco,
por ser las que presentan menores problemas de filtración a través del cuerpo
que está constituido por un material impermeable como el hormigón.
• Pocas de las presas de hormigón que se construyen actualmente disponen de
dispositivos de drenaje que hubieran logrado diseños más económicos y
seguros.
FILTRACIONES
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Esquema típico de presa de
hormigón

5. DRENAJE
Drenaje en presas de tierra:
• En presas de tierra los problemas de estabilidad de taludes son
significativamente afectados por la filtración. Controlar las filtraciones que
ocurren una vez que la presa ha sido construida es un procedimiento caro y
dificultoso.
• La existencia de filtraciones en presas de tierra conduce a la tubificación, el
cual es un proceso de arrastre de partículas que se produce cuando la fuerza
ejercida por las aguas filtrantes excede la resistencia ofrecida por cuerpo de la
presa.
FILTRACIONES
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Tubificación en una presa de tierra

6. DRENAJE
Drenaje en presas de tierra:
• Una solución al problema de filtración en presas de tierra es la instalar un
sistema de drenaje que básicamente consiste en un filtro graduado en el pie
de la presa, de manera que las líneas de filtración sean controladas y no
atraviesen zonas susceptibles al deslizamiento en la presa.
FILTRACIONES
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El filtro se construye a partir
materiales permeables como
son las gravas, gravillas y
arena.

7. DRENAJE
Filtración en presas de gravedad:
• La filtración que se produce en una presa de gravedad difiere de la producida
en una de tierra, en el sentido en que esta se produce principalmente a lo largo
de la fundación (preferentemente de roca) y en forma muy pequeña a lo largo
de la masa de concreto, por ser este impermeable y tener un vaciado
monolítico de espesor considerable.
FILTRACIONES
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Contención del agua mediante
inyección de lechadas inestables

8. DRENAJE
Filtración en presas de gravedad:
• Sin embargo, pueden producirse filtraciones en el cuerpo en planos que se
originan durante la construcción de un bloque y otro de hormigón y también en
zonas donde se produzcan rajaduras y grietas por efectos térmicos.
FILTRACIONES
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Filtración en presas de gravedad

9. DRENAJE
Reducción de la filtración mediante ataguías y dentellones
• Una forma de reducir las filtraciones en presas que se construyen sobre
cimentaciones permeables, es la de incorporar en el talón de la presa una
ataguía o dentellón, que obligue a las líneas de flujo tener un mayor recorrido y
consecuentemente disminuir la presión asociadas esta.
FILTRACIONES
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10. DRENAJE
Reducción de la filtración mediante ataguías y dentellones:
• La utilización de dentellones es recomendable por dos aspectos: Reducción de
la supresión y el aumento consecuente de la resistencia al deslizamiento y por
otra parte la reducción de las filtraciones que originan pérdidas de agua.
FILTRACIONES
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Presa de sección mixta compuesta de dos
materiales (arcilla y rocoso), con núcleo y dentellón.

11. DRENAJE
Reducción de la filtración mediante ataguías y dentellones:
• Estos dentellones se construyen excavando las cimentaciones a lo largo del
eje de la presa. Esta medida colabora también en un aumento de la resistencia
de la presa al deslizamiento, ocasionada por el empuje horizontal del agua.
FILTRACIONES
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Detalle de plinto para dentellón o pared moldeada

12. DRENAJE
Reducción de la filtración mediante ataguías y dentellones
FILTRACIONES
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13. DRENAJE
El drenaje en presas de gravedad y su estabilidad estructural:
• El drenaje en presas de gravedad está fuertemente ligado a la reducción de
las fuerzas desestabilizantes originadas por el agua como las supresiones,
que influyen de gran manera en el cálculo de estabilidad al vuelco y al
deslizamiento.
FILTRACIONES
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14. DRENAJE
El drenaje en presas de gravedad y su estabilidad estructural
• El drenaje en presas permite el diseño de presas de menor peso y por
consiguiente de mayor eficiencia económica. El drenaje que se realiza en el
perímetro de la presa también colabora con la estabilidad del cimiento ya que
impide la formación de canales peligrosos en un medio permeable como
sucede en las rocas alteradas o que han sufrido mucha fragmentación.
FILTRACIONES
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Reducción de la presión bajo la
presa mediante drenaje.

15. DRENAJE
Componentes de un sistema de drenaje en presas de gravedad
FILTRACIONES
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Componentes de un sistema
completo de drenaje en presas de
gravedad

16. DRENAJE
Galería
• Las galerías de drenaje son conductos o pasajes ubicados en el cuerpo de la
presa. Pueden correr longitudinalmente o transversalmente a la presa. Las
galerías están interconectadas por pasajes de mucha pendiente o por shafts
que incluyen peldaños o elevadores mecánicos.
FILTRACIONES
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Galerías de drenaje

17. DRENAJE
Función y tipos de galerías en las presa
• Las galerías se ubican en forma longitudinal a la presa y se encuentran cerca
de la cara aguas arriba. Los drenajes verticales son taladrados mediante
máquinas perforadoras neumáticas rotativas, con una serie de taladros, que
permiten atravesar varios metros la fundación de la presa. La filtración es
recolectada mediante la galería y enviada al exterior mediante canales o
tuberías
FILTRACIONES
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18. DRENAJE
Función y tipos de galerías en las presa
• No obstante que se realiza el drenaje de la filtración, puede ser de mucha
ayuda la perforación la inyección de cemento (cortina) para las fundaciones,
esto siempre y cuando esta actividad no pueda realizarse desde la superficie
de la presa. En caso de que esto suceda la galería proporciona suficiente
espacio para la instalación de perforadoras neumáticas que permite el
taladrado y posterior inyección de cemento para formar la cortina de
inyecciones.
FILTRACIONES
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19. DRENAJE
Función y tipos de galerías en las presa
• La galería también proporciona acceso al interior de la presa y se utiliza para
visitas de inspección y supervisión. También proporcionan suficiente espacio
para la instalación de tuberías y otros durante el enfriamiento artificial del
concreto
FILTRACIONES
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