presas – El blog de Víctor Yepes

Presas y control de inundaciones: estrategias integradas para la reducción de riesgos hídricos

Presa de Forata, en el río Magro. Fuente: Confederación Hidrográfica del Júcar

Las presas son estructuras artificiales que, en todo o en parte, limitan el contorno de un recinto enclavado en el terreno y están destinadas al almacenamiento de agua. Se trata de infraestructuras esenciales para el control de las inundaciones, especialmente dentro del marco de la Gestión Integrada de Inundaciones (GII). Las inundaciones, que representan uno de los desastres naturales más recurrentes y devastadores, se han incrementado en frecuencia e intensidad en las últimas décadas, debido en gran medida al cambio climático, la deforestación y el aumento de la urbanización en zonas vulnerables. A continuación, resumiré un artículo escrito por Luis Berga que profundiza en el papel fundamental de las presas en la gestión de los riesgos de inundación. En él se abordan sus beneficios, su funcionamiento, sus limitaciones y algunos ejemplos de su aplicación en distintos lugares.

Importancia de las presas en el control de inundaciones

A nivel global, las inundaciones representan aproximadamente el 30 % de todos los desastres naturales y son responsables de un 20 % de las muertes y de un 30 % de los daños económicos generados por eventos naturales extremos. Según el análisis del Comité Internacional de Grandes Presas (ICOLD), en el periodo comprendido entre 1975 y 2001 se produjeron cada año unas 100 inundaciones significativas, que afectaron a 150 millones de personas y causaron una media anual de 11 000 muertes. En este contexto, las presas desempeñan un papel crucial, especialmente en regiones con grandes poblaciones y actividades económicas en zonas de riesgo.

Funcionamiento de las presas en la mitigación de inundaciones

Las presas regulan el flujo de agua, especialmente en casos de caudales extremos, mediante la laminación de avenidas. Este proceso consiste en retener temporalmente el agua de los ríos o torrentes en embalses y liberarla posteriormente de forma controlada para reducir el caudal pico y minimizar los daños aguas abajo. La laminación permite que las zonas de riesgo puedan soportar caudales menores y menos destructivos, lo que protege tanto a las comunidades como a los ecosistemas circundantes.

Dependiendo de su objetivo, las presas pueden clasificarse en varios tipos en relación con su papel en la laminación de avenidas:

Presas de regulación general: Su objetivo principal es el abastecimiento de agua, la generación de energía o el riego, y tienen un impacto limitado en la reducción de crecidas.
Presas de usos múltiples con laminación secundaria: Estas presas consideran la laminación de avenidas como un objetivo importante, pero secundario a otros usos, como el abastecimiento de agua o la producción de electricidad.
Presas de usos múltiples con prioridad en laminación: En este tipo, la laminación de avenidas es el objetivo principal, combinado con otros fines menores.
Presas dedicadas exclusivamente a la laminación de avenidas: Estas presas están diseñadas exclusivamente para reducir los caudales pico durante las inundaciones, proporcionando la mayor capacidad de mitigación posible.

Cada tipo de presa cumple su función de acuerdo con las características de la cuenca y la magnitud de las crecidas, así como con el tipo de infraestructura y las necesidades de la región.

Beneficios de las presas en la gestión de inundaciones.

El impacto positivo de las presas va más allá de la mitigación de los picos de caudal. Entre los beneficios adicionales se incluyen:

Reducción de las áreas inundadas: Al disminuir el caudal punta, se reducen significativamente las áreas que quedan bajo el agua, con lo que se minimizan los daños en zonas urbanas, agrícolas y ecosistemas importantes.
Protección de infraestructuras críticas: Las presas ayudan a evitar que el agua afecte infraestructuras estratégicas como carreteras, puentes y redes de transporte, lo que a su vez permite una respuesta de emergencia más rápida y eficiente.
Prevención de daños económicos: Al mitigar el impacto de las crecidas, se reducen las pérdidas en propiedades y cultivos, lo que beneficia a la economía local y regional. Por ejemplo, la presa de Oroville, en EE. UU., ha evitado daños económicos valorados en más de 1300 millones de dólares en las últimas décadas.
Reducción de la pérdida de vidas humanas y de las afecciones a la salud: Al controlar los caudales y evitar inundaciones masivas, se minimizan los riesgos para la vida humana y se evitan problemas de salud asociados con aguas estancadas e insalubres.

Sin embargo, es importante no promover una falsa sensación de seguridad total. Aunque las presas son altamente efectivas, siempre existe un riesgo residual, especialmente en eventos climáticos extremos que pueden superar la capacidad de almacenamiento del embalse.

Ejemplos de eficacia de las presas en el control de inundaciones

Diversos casos a nivel mundial evidencian la eficacia de las presas en la gestión de inundaciones:

El huracán Mitch y la Presa de El Cajón (Honduras): En 1998, el huracán Mitch provocó enormes crecidas en Centroamérica, pero la presa de El Cajón retuvo un caudal de entrada de 9800 m³/s, liberando solo 1200 m³/s. Esta reducción del 88 % en el caudal punta evitó daños catastróficos aguas abajo, protegiendo a las poblaciones ubicadas en las llanuras aluviales del país.
El tifón Rusa en Corea del Sur (2002): Las presas en Corea del Sur redujeron el caudal pico en el río Han en un 32 % y en el río Nakdong en un 51 %, protegiendo a las ciudades y zonas agrícolas de graves inundaciones. Los embalses principales retuvieron 1,4 km³ de agua, lo que mitigó el impacto de las lluvias torrenciales.
Presa de Danjiangkou (China): Desde su construcción en 1968, esta presa ha evitado graves inundaciones en el río Yangtsé, reduciendo el caudal punta en un promedio del 64 % y protegiendo a la ciudad de Wuhan. La laminación de avenidas en este embalse ha transformado crecidas importantes en eventos menores, salvaguardando la vida y los bienes de millones de personas.

Limitaciones y consideraciones en el uso de presas

Pese a sus múltiples beneficios, las presas también presentan limitaciones que deben tenerse en cuenta. Algunas de las más relevantes son:

Riesgo de eventos extremos: En situaciones de lluvias extremadamente intensas o prolongadas, una presa puede llegar a su capacidad máxima de almacenamiento, lo que obliga a verter agua sin laminación adicional, lo que podría generar inundaciones aguas abajo.
Impactos ambientales: Las presas alteran el flujo natural de los ríos y afectan a los ecosistemas acuáticos y terrestres. Además, pueden bloquear la migración de especies acuáticas y modificar la calidad del agua debido a la sedimentación en el embalse.
Costo económico y social: La construcción y el mantenimiento de una presa suponen una inversión elevada, que debe justificarse con los beneficios obtenidos en términos de mitigación de riesgos y otros usos complementarios, como la generación de energía o el abastecimiento de agua.
Gestión y coordinación de zonas aguas abajo: Las zonas cercanas a la presa deben contar con planes de emergencia, así como con sistemas de alerta temprana y zonificación adecuada para evitar asentamientos en áreas de riesgo.

Para maximizar los beneficios de las presas, es fundamental complementarlas con otras medidas de gestión de inundaciones, tanto estructurales (como diques y canales) como no estructurales (zonificación de uso del suelo, creación de zonas de almacenamiento controladas y sistemas de alerta temprana).

La gestión integrada de inundaciones y el papel complementario de las presas

La Gestión Integrada de Inundaciones considera tanto medidas estructurales como no estructurales para ofrecer una respuesta holística al riesgo de inundación. Dentro de este enfoque, las presas juegan un papel esencial, pero necesitan ser complementadas por:

Zonificación de áreas de riesgo: Al restringir los asentamientos en zonas propensas a inundaciones y promover el uso agrícola o recreativo en estas áreas, se reduce la exposición de las personas y propiedades al riesgo.
Planes de emergencia y sistemas de alerta temprana: Las presas pueden incluir sistemas de monitoreo que, junto con datos climáticos, permiten anticipar crecidas y alertar a la población.
Medidas de conservación del suelo y reforestación: La conservación del suelo y la vegetación en las cuencas contribuyen a disminuir la escorrentía superficial, reduciendo así la cantidad de agua que llega al embalse en eventos de lluvias intensas.

Conclusión

Las presas constituyen una solución efectiva y probada para mitigar los riesgos de inundación, ya que permiten controlar los caudales en momentos críticos y reducir así el impacto sobre las áreas vulnerables. La laminación de avenidas y la capacidad de almacenamiento controlado son fundamentales para la protección de las comunidades y los ecosistemas. Sin embargo, para una gestión del riesgo completa y sostenible, es necesario considerar un enfoque integral que combine el uso de presas con otras estrategias de gestión, a fin de proteger la vida humana, el bienestar social y la preservación del entorno natural.

Las presas no deben verse como infraestructuras aisladas, sino como elementos clave de un sistema coordinado de gestión de cuencas y respuesta a emergencias, de manera que se maximicen sus beneficios y se minimicen los posibles impactos adversos. Este enfoque integral permite hacer frente a los crecientes desafíos que plantean las inundaciones en un contexto de cambio climático y urbanización acelerada, y construir resiliencia y promover la seguridad a largo plazo para las generaciones futuras.

Referencia:

BERGA, L. (2006). El papel de las presas en la mitigación de las inundaciones. Ingeniería Civil, 144: 7-13.

Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-SinObraDerivada 4.0 Internacional.

Curso en línea de “Fabricación y puesta en obra del hormigón”

La Universitat Politècnica de València, en colaboración con la empresa Ingeoexpert, ha elaborado un Curso en línea sobre “Fabricación y puesta en obra del hormigón”.

El curso, totalmente en línea, se desarrollará en 6 semanas, con un contenido de 75 horas de dedicación del estudiante. Hay plazas limitadas.

Toda la información la puedes encontrar en esta página: https://ingeoexpert.com/cursos/curso-de-fabricacion-y-puesta-en-obra-del-hormigon/

Acerca de este curso

Este curso ofrece una visión completa sobre la fabricación y la puesta en obra del hormigón. No se requieren conocimientos previos específicos, ya que está diseñado para beneficiar a un amplio espectro de profesionales, tanto con experiencia como sin ella, así como a estudiantes de disciplinas relacionadas con la construcción, tanto en el ámbito universitario como en la formación profesional. El proceso de aprendizaje está estructurado de manera gradual, lo que permite a los participantes profundizar en los aspectos que más les interesen, apoyándose en material complementario y enlaces a recursos en línea, como vídeos y catálogos.

En este curso, adquirirás conocimientos fundamentales sobre la fabricación de hormigones y el uso de maquinaria relacionada, incluyendo centrales de hormigonado, transporte y bombeo de hormigón, cintas transportadoras, gunitado, colocación de hormigón bajo el agua y en condiciones de frío o calor, así como grandes vertidos, compactación por vibrado, hormigón al vacío, curado, juntas de construcción, hormigón precolocado y tipos de hormigón como el de fibra de vidrio, autocompactantes, compactados con rodillo y ligeros.

El enfoque principal del programa es comprender los principios que rigen la fabricación y la puesta en obra del hormigón, tanto prefabricado como ejecutado en obra, prestando atención a sus características más importantes y a los aspectos constructivos relevantes en ingeniería civil y edificación. El curso abarca un amplio espectro y profundiza en los fundamentos de la ingeniería de la construcción, además de destacar la importancia de fomentar el pensamiento crítico de los estudiantes, especialmente en relación con la selección de métodos, técnicas y maquinaria que se deben aplicar en situaciones concretas. Además, este curso trata de llenar el vacío que a menudo deja la bibliografía habitual y está diseñado para que los estudiantes puedan profundizar en los conocimientos adquiridos y adaptarlos a su experiencia previa o a sus objetivos personales y empresariales.

El contenido del curso se organiza en 50 lecciones, cada una de las cuales constituye una secuencia de aprendizaje completa. Además, se ofrece un amplio conjunto de problemas resueltos que complementan la teoría presentada en cada lección. Se estima que se necesitan entre dos y tres horas para completar cada lección, en función del interés del estudiante por profundizar en los temas mediante el material adicional proporcionado.

Al finalizar cada unidad didáctica, el estudiante se enfrenta a una serie de preguntas diseñadas para consolidar los conceptos fundamentales y fomentar la curiosidad sobre aspectos relacionados con el tema tratado. También se han diseñado tres unidades adicionales para reforzar los conocimientos adquiridos a través del desarrollo de casos prácticos, en los que se fomenta el pensamiento crítico y la capacidad para resolver problemas reales. Finalmente, al concluir el curso, se llevará a cabo un conjunto de preguntas tipo test con el objetivo de evaluar el aprovechamiento del estudiante, además de servir como herramienta de aprendizaje.

El curso está diseñado para una dedicación total de 75 horas por parte del estudiante. Se busca mantener un ritmo moderado, con una dedicación semanal de aproximadamente 10 a 15 horas, en función del nivel de profundidad que cada estudiante desee alcanzar. La duración total del curso es de seis semanas de aprendizaje.

Lo que aprenderás

Al finalizar el curso, los objetivos de aprendizaje básicos son los siguientes:

Comprender la utilidad y las limitaciones de la maquinaria empleada en la fabricación del hormigón, tanto prefabricado como elaborado en obra
Evaluar y seleccionar los procedimientos constructivos para la colocación del hormigón, atendiendo a criterios económicos y técnicos
Conocer las buenas prácticas y los aspectos de seguridad implicados en el transporte, vertido, compactación y curado del hormigón
Analizar las características específicas en la fabricación y colocación de hormigones especiales como los autocompactantes, ligeros, con fibras, precolocados, compactados con rodillo y otros.

Programa del curso

Lección 1. Fabricación de hormigones
Lección 2. Homogeneidad en la fabricación del hormigón
Lección 3. Amasado del hormigón
Lección 4. Amasadoras de hormigón
Lección 5. Centrales de fabricación de hormigón
Lección 6. Hormigoneras
Lección 7. Cálculo de la temperatura de fabricación del hormigón
Lección 8. Almacenamiento de áridos
Lección 9. Corrección de humedad de los áridos
Lección 10. Transporte del cemento
Lección 11. Silos fijos de cemento
Lección 12. Cemento para hormigones resistentes a sulfatos en cimentaciones
Lección 13. Carretillas manuales o a motor para el transporte del hormigón
Lección 14. Hormigonado con cubilote
Lección 15. Transporte del hormigón mediante cintas transportadoras
Lección 16. Colocación del hormigón mediante bombeo
Lección 17. Torres distribuidoras de hormigón
Lección 18. Problemas de bombeo de hormigón
Lección 19. Hormigón proyectado: gunitado
Lección 20. Recomendaciones para el vertido de hormigón
Lección 21. Trompas de elefante para la colocación del hormigón
Lección 22. Hormigonado con tubería Tremie
Lección 23. Técnicas de colocación del hormigón bajo el agua
Lección 24. Fabricación y colocación del hormigón en tiempo caluroso
Lección 25. Fabricación y colocación del hormigón en tiempo frío
Lección 26. Hormigonado en condiciones de viento
Lección 27. Vertido y compactación de hormigón en soportes de sección reducida
Lección 28. Grandes vertidos de hormigón
Lección 29. Razones para compactar el hormigón
Lección 30. Compactación manual del hormigón: picado y apisonado
Lección 31. Compactación del hormigón por vibrado
Lección 32. Vibradores de aguja para compactar el hormigón
Lección 33. Vibradores externos para encofrados de hormigón
Lección 34. Mesa vibrante de hormigón
Lección 35. Compactación del hormigón con regla vibrante
Lección 36. Compactación del hormigón por centrifugación
Lección 37. Hormigón al vacío
Lección 38. Alisadoras rotativas o fratasadoras
Lección 39. Revibrado del hormigón
Lección 40. Agrietamiento plástico durante el fraguado del hormigón: Nomograma de Menzel
Lección 41. Necesidad y fases del curado del hormigón
Lección 42. Curado de pavimentos y otras losas de hormigón sobre tierra
Lección 43. Curado al vapor del hormigón e índice de madurez
Lección 44. Hormigón de limpieza en fondos de excavación
Lección 45. Las juntas de construcción en el hormigón
Lección 46. Hormigón precolocado: Prepakt y Colcrete
Lección 47. Hormigón reforzado con fibra de vidrio
Lección 48. Hormigón autocompactante
Lección 49. Hormigones compactados con rodillo
Lección 50. Hormigones ligeros
Supuesto práctico 1.
Supuesto práctico 2.
Supuesto práctico 3.
Batería de preguntas final

Conozca a los profesores

Víctor Yepes Piqueras

Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos (1982-1988). Número 1 de promoción (Sobresaliente Matrícula de Honor). Especialista Universitario en Gestión y Control de la Calidad (2000). Doctor Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos, Sobresaliente “cum laude”. Catedrático de Universidad en el área de ingeniería de la construcción en la Universitat Politècnica de València y profesor, entre otras, de las asignaturas de Procedimientos de Construcción en los grados de ingeniería civil y de obras públicas. Ha recibido el Premio a la Excelencia Docente por parte del Consejo Social. Su experiencia profesional se ha desarrollado como jefe de obra en Dragados y Construcciones S.A. (1989-1992) y en la Generalitat Valenciana como Director de Área de Infraestructuras e I+D+i (1992-2008). Ha sido Director Académico del Máster Universitario en Ingeniería del Hormigón (2008-2017), obteniendo durante su dirección la acreditación EUR-ACE para el título. Profesor Visitante en la Pontificia Universidad Católica de Chile. Investigador Principal en 6 proyectos de investigación competitivos. Ha publicado más de 175 artículos en revistas indexadas en el JCR. Autor de 10 libros, 22 apuntes docentes y más de 350 comunicaciones a congresos. Ha dirigido 17 tesis doctorales, con 10 más en marcha. Sus líneas de investigación actuales son las siguientes: (1) optimización sostenible multiobjetivo y análisis del ciclo de vida de estructuras de hormigón, (2) toma de decisiones y evaluación multicriterio de la sostenibilidad social de las infraestructuras y (3) innovación y competitividad de empresas constructoras en sus procesos. Ha recibido el Premio a la Excelencia Docente por parte del Consejo Social, así como el Premio a la Trayectoria Excelente en Investigación y el Premio al Impacto Excelente en Investigación, ambos otorgados por la Universitat Politècnica de València.

Lorena Yepes Bellver

Lorena Yepes Bellver es Profesora Asociada en el Departamento de Mecánica de los Medios Continuos y Teoría de las Estructuras de la Universitat Politècnica de València. Es ingeniera civil, máster en ingeniería de caminos, canales y puertos y máster en ingeniería del hormigón. Ha trabajado en los últimos años en empresas constructoras y consultoras de ámbito internacional. Aparte de su dedicación docente e investigadora, actualmente se dedica a la consultoría en materia de ingeniería y formación.

Transporte de hormigón mediante blondín

Figura 1. Uso del blondín en la presa Ibiur, Baliarrain, España. http://www.ulmaconstruction.es

Los blondines son instalaciones fijas que se utilizan en la construcción de presas y, en ocasiones, de puentes. Se extienden a lo largo de la cerrada y conectan una ladera con otra, con un alcance de hasta 1500 m. La velocidad de desplazamiento del carretón oscila entre 5 y 10 m/s, mientras que la elevación del cazo se realiza a una velocidad de entre 3 y 5 m/s. Para mover el carretón se emplea un cabrestante y, para elevar y descender el gancho, se utiliza otro. En presas de 100 m de altura, ubicadas en valles en forma de «V», se pueden lograr entre 12 y 20 ciclos por hora.

El cubilote o cazo para el hormigón se suspende de un carro que se desplaza a lo largo de un cable. Estas estructuras se ubican por encima de la cota máxima de la presa y pueden transportar cazos con capacidades de entre 3 y 9 m³ de hormigón. Cuando un solo blondín no es suficiente para cubrir todas las áreas o alcanzar las tasas de producción requeridas, se emplean varios, algunos de los cuales pueden ser fijos, es decir, con ambas torres en posiciones permanentes. En las zonas donde el blondín no tiene alcance, se pueden utilizar grúas como complemento. El control de los blondines se realiza mediante radio o circuito cerrado de televisión, nunca por control visual directo ni señales acústicas. El tipo de hormigón que suelen transportar es hormigón compactado con rodillo (HCR).

El blondín recoge el hormigón directamente de la planta o desde la descarga de camiones o silobuses, lo eleva y lo transporta hasta la vertical del bloque en proceso de hormigonado. Una vez en posición, desciende y descarga el hormigón a través de una apertura hidráulica en su parte inferior. En un artículo anterior se describió el funcionamiento del cable-grúa o blondín.

Figura 2. Estructura de blondín. Movimiento traslacional de la cuba

Es importante seguir las siguientes recomendaciones para operar el blondín de forma segura y eficiente: no llenar el cubilote en exceso para evitar derrames por balanceo; ajustar la carga al peso máximo que el blondín puede transportar; evitar mover cargas sobre los trabajadores; coordinar adecuadamente las operaciones de carga, transporte y descarga; ejecutar la descarga del cubilote con precisión; controlar el balanceo del cubilote con cuerdas de control. También se debe revisar el estado de los cables y poleas antes de iniciar el trabajo cada día, así como realizar un buen mantenimiento de los equipos. Al accionar la palanca de descarga, el cubilote subirá bruscamente debido a la pérdida de peso, por lo que se debe tener en cuenta que esto puede afectar a los raíles que sostienen los cables del blondín.

Os dejo un vídeo de cómo se utiliza el blondín en el transporte y colocación del hormigón.

Referencias:

ACI COMMITTEE 304. Guide for Measuring, Mixing, Transporting, and Placing Concrete. ACI 304R-00.

BUSTILLO, M. (2008). Hormigones y morteros. Fueyo Editores, Madrid, 721 pp.

CALAVERA, J.et al. (2004). Ejecución y control de estructuras de hormigón. Intemac, Madrid, 937 pp.

CORMON, P. (1979). Fabricación del hormigón. Editores Técnicos Asociados, Barcelona, 232 pp.

FERNÁNDEZ CÁNOVAS, M. (2004). Hormigón. 7ª edición, Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos. Servicio de Publicaciones, Madrid, 663 pp.

GALABRU, P. (1964). Tratado de procedimientos generales de construcción. Obras de fábrica y metálicas. Editorial Reverté, Barcelona, 610 pp.

MARTÍ, J.V.; YEPES, V.; GONZÁLEZ, F. (2014). Fabricación, transporte y colocación del hormigón. Apuntes de la Universitat Politècnica de València.

MONTERO, E. (2006). Puesta en obra del hormigón. Exigencias básicas. Consejo General de la Arquitectura Técnica de España, Madrid, 750 pp.

MORILLA, I. (1992). Plantas de fabricación de hormigón y grava-cemento. Monografías de maquinaria. Asociación Española de la Carretera, Madrid.

YEPES, V. (2020). Procedimientos de construcción de cimentaciones y estructuras de contención. Colección Manual de Referencia, 2ª edición. Editorial Universitat Politècnica de València, 480 pp. Ref. 328. ISBN: 978-84-9048-903-1.

YEPES, V. (2023). Maquinaria y procedimientos de construcción. Problemas resueltos. Colección Académica. Editorial Universitat Politècnica de València, 562 pp. Ref. 376. ISBN 978-84-1396-174-3

YEPES, V. (2024). Estructuras auxiliares en la construcción: Andamios, apeos, entibaciones, encofrados y cimbras. Colección Manual de Referencia, serie Ingeniería Civil. Editorial Universitat Politècnica de València, 408 pp. Ref. 477. ISBN: 978-84-1396-238-2

Cursos:

Curso de fabricación y puesta en obra del hormigón.

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Fabricación, puesta en obra y consolidación de hormigones compactados con rodillo

Figura 1. Presa ejecutada con RCC. https://vietnamconstruction.vn/en/roller-compacted-concrete-properties-advantages-applications/

Los hormigones compactados con rodillo (HCR) (RCC, en sus siglas en inglés) son mezclas de cemento, áridos y agua en la cantidad justa para permitir la consolidación de la masa mediante rodillos compactadores.

Estos hormigones tienen una relación agua/cemento suficientemente baja para alcanzar altas resistencias, lo que les permite soportar las cargas de los equipos de consolidación. Sin embargo, esta relación no es tan baja como para impedir que la pasta se distribuya entre los áridos durante el proceso de amasado y compactación, logrando así su unión.

Esto garantizaría una consolidación efectiva, lo cual es crucial para lograr una densidad, resistencia (la resistencia a la compresión puede superar los 60 MPa), uniformidad y textura superficial satisfactorias. El hormigón seco compactado se construye sin juntas, encofrados, acabados, refuerzos de acero ni pasadores. Estas características hacen que el hormigón seco compactado sea sencillo, rápido y económico. Su economía se debe en gran medida a los métodos de construcción de alta velocidad y gran volumen.

Uno de los inconvenientes del HCR es su sensibilidad a las variaciones en la humedad durante el proceso de compactación. Un exceso o un defecto de agua, así como una densidad insuficiente, puede reducir considerablemente la resistencia mecánica y afectar negativamente a la uniformidad de la superficie. Por otro lado, una falta de humedad puede provocar riesgos de segregación en la superficie del hormigón. Sin embargo, el HCR presenta un cambio de volumen potencial debido a la pérdida de humedad o retracción por secado significativamente menor en comparación con el hormigón convencional, gracias a su menor contenido de agua en la mezcla.

El HCR surgió como una alternativa para la construcción de presas, con sus primeros antecedentes en la reparación de estructuras a finales de la década de 1970. Esta técnica respondió a los problemas de fisuración del hormigón tradicional causados por las elevadas temperaturas generadas durante la hidratación del cemento. Posteriormente, el método se perfeccionó para su aplicación en presas de gravedad, siendo la primera experiencia concreta la construcción de la presa de Willow Creek en 1982, en Oregón (Estados Unidos). Desde entonces, su uso se ha expandido rápidamente a nivel mundial. El HCR también se desarrolló como una solución económica para pavimentos, capaz de soportar grandes volúmenes de cargas pesadas y de resistir el daño provocado por ciclos de congelación y descongelación. El pavimento compactado con rodillo tiene la ventaja de que se puede abrir al tráfico al día siguiente y tiene un aspecto parecido al asfalto.

Lo que distingue a los HCR de los hormigones tradicionales es su mayor sequedad, lo que permite su colocación en obra con los equipos utilizados en la construcción de terraplenes y presas de materiales sueltos (Figura 2). A pesar de esta diferencia, una vez endurecidos, sus características son muy similares a las de los hormigones convencionales.

Figura 2. Colocación del hormigón HCR. https://hormigonaldia.ich.cl/novedades-tecnologicas/hormigon-compactado-con-rodillo-hcr-solucion-rapida-persistente-y-a-bajo-costo/

En los últimos tiempos, este tipo de hormigones ha despertado un creciente interés en obras en las que se realiza la colocación en capas delgadas, como en presas y pavimentos, en los que la superficie predomina sobre el espesor. Su estructura es similar a la de las gravas-cemento, aunque, debido a su mayor contenido de conglomerante y a las mayores resistencias que alcanzan, se asemejan más a los hormigones convencionales.

Las mezclas de estos hormigones deben tener una dosificación precisa de pasta, ya que un exceso puede causar un efecto «colchón», generando ondas en la capa que se está compactando frente al rodillo, especialmente si debajo ya hay capas compactadas. Por el contrario, una cantidad insuficiente de pasta provoca que los áridos se contacten entre sí y se trituren bajo la presión del rodillo.

Actualmente, se está avanzando en el desarrollo de plantas de dosificación y amasado específicamente diseñadas para la fabricación de hormigón seco compactado (HCR). Estas plantas utilizan tanto centrales clásicas discontinuas como sistemas de amasado continuo. La dosificación del HCR puede realizarse de varias maneras: mediante dosificación convencional por peso, dosificación continua por peso con cintas pesadoras o dosificación volumétrica continua, utilizando alimentadores de paletas o de banda estriada.

Si bien cada método de transporte tiene sus ventajas, cualquiera que sea el método utilizado, los equipos deben diseñarse para minimizar la segregación, que puede ser un problema, particularmente con mezclas menos trabajables con árido de tamaño máximo grande. Los camiones hormigonera son adecuados incluso para áridos de hasta 76 mm de tamaño máximo. Sin embargo, los camiones de cajón basculante no son recomendables para áridos mayores de 40 mm, ya que pueden surgir problemas de segregación.

En la construcción de presas, es esencial garantizar un suministro elevado de hormigón. Un rodillo vibrante de 4,5 m de ancho puede compactar hasta 260 m³ de hormigón en cuatro pasadas, a una velocidad de 3,75 km/h, con un espesor de 25 cm. Esto requiere el uso de centrales de gran capacidad y, en muchos casos, de amasado continuo para mantener el ritmo de trabajo.

Cuando las plantas de amasado están cerca de los lugares de colocación, se pueden utilizar cintas transportadoras, vagonetas, dúmperes, cubas y otros medios. En todo momento, el hormigón debe protegerse del viento y de la lluvia durante el transporte. Además, se recomienda limpiar los neumáticos de los dúmperes para evitar la entrada de terrones de arcilla y otros materiales contaminantes.

Entre la fabricación y la colocación del hormigón no debe transcurrir más de 45 minutos. Este tiempo puede variar en función del tipo de conglomerante utilizado y de la temperatura ambiente. La colocación de estos hormigones se realiza con los mismos equipos que en los movimientos de tierra, como buldóceres, camiones, motoniveladoras y palas mecánicas.

La compactación se lleva a cabo con rodillos autopropulsados, generalmente vibrantes. La selección de los rodillos debe basarse en su peso, maniobrabilidad, tamaño del cilindro y características de la vibración, como su amplitud y frecuencia. Los rodillos muy pesados, de 4 a 5 toneladas, no pueden acercarse a los encofrados ni a otros obstáculos; por lo tanto, los 25 cm más cercanos a estos se compactan con rodillos más ligeros.

El número de pasadas necesario para lograr una consolidación completa del hormigón varía en función de las características de la mezcla y el espesor de las capas que se van a compactar. El espesor habitual para la compactación es de 20 a 30 cm. Sin embargo, siempre es necesario realizar ensayos previos en tramos de prueba para determinar el número de pasadas necesario para alcanzar el peso específico deseado del hormigón.

La energía suministrada por los rodillos es tan alta que, incluso con mezclas secas bien dosificadas, puede aparecer humedad en la superficie de las capas después del paso de estos rodillos. Esta humedad tiende a evaporarse rápidamente antes de que comience el fraguado. El grado de compactación en obra se determina comparando el peso específico del hormigón colocado con el de la misma mezcla en el laboratorio. Los equipos portátiles para medir el peso específico son rápidos y muy adecuados para este tipo de trabajos.

La reducida humedad del hormigón compactado obliga a curarlo de forma eficaz. El curado de estos hormigones se realiza de la misma manera que con los hormigones tradicionales, manteniéndolos húmedos durante 7 días. Los productos filmógenos de curado no se utilizan en presas porque dificultarían la unión entre las capas de hormigón.

El revestimiento aguas arriba de las presas generalmente se realiza con hormigón convencional, utilizando encofrados o paneles prefabricados, con o sin membrana impermeabilizante. El revestimiento aguas abajo se lleva a cabo con paneles rigidizadores o con hormigón convencional colocado en encofrado, dejando un sobreancho que sirve como hormigón de sacrificio.

A continuación, os dejo algunos vídeos que espero que os resulten de interés.

También os dejo un documento sobre presas de hormigón compactado con rodillo.

Descargar (PDF, 6.73MB)

Referencias:

ACI COMMITTEE 304. Guide for Measuring, Mixing, Transporting, and Placing Concrete. ACI 304R-00.

BUSTILLO, M. (2008). Hormigones y morteros. Fueyo Editores, Madrid, 721 pp.

CALAVERA, J. et al. (2004). Ejecución y control de estructuras de hormigón. Intemac, Madrid, 937 pp.

FERNÁNDEZ CÁNOVAS, M. (2004). Hormigón. 7ª edición, Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos. Servicio de Publicaciones, Madrid, 663 pp.

GALABRU, P. (1964). Tratado de procedimientos generales de construcción. Obras de fábrica y metálicas. Editorial Reverté, Barcelona, 610 pp.

MARTÍ, J.V.; YEPES, V.; GONZÁLEZ, F. (2014). Fabricación, transporte y colocación del hormigón. Apuntes de la Universitat Politècnica de València, 189 pp.

TIKTIN, J. (1994). Procesamiento de áridos: instalaciones y puesta en obra de hormigón. Universidad Politécnica de Madrid. Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos. Madrid, 360 pp. ISBN: 84-7493-205-X.

YEPES, V. (2021). Procedimientos de construcción para la compactación y mejora del terreno. Colección Manual de Referencia, 1ª edición. Editorial Universitat Politècnica de València, 426 pp. Ref. 428. ISBN: 978-84-9048-603-0.

YEPES, V. (2022). Gestión de costes y producción de maquinaria de construcción. Colección Manual de Referencia, serie Ingeniería Civil. Editorial Universitat Politècnica de València, 243 pp. Ref. 442. ISBN: 978-84-1396-046-3

Cursos:

Curso de compactación superficial y profunda de suelos en obras de ingeniería civil y edificación.

Curso de gestión de costes y producción de la maquinaria empleada en la construcción.

Curso de fabricación y puesta en obra del hormigón.

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Grandes vertidos de hormigón

Figura 1. Vertido de 16 200 m³ de hormigón en la losa de cimentación del rascacielos Wilshire Grand Center. https://ycivilengineering.blogspot.com/2014/02/record-mundial-en-vertido-continuo-de.html

Se considera un gran vertido la colocación de más de 200 m³ de hormigón en un mismo elemento. Es el caso del hormigonado en presas o en grandes losas de cimentación, entre otros. Por ejemplo, en la losa de cimentación del rascacielos Wilshire Grand Center (Los Ángeles, Estados Unidos), se vertieron 16 200 m³ de hormigón en un lapso de 18 horas y media, empleando 208 camiones que realizaron más de 2100 viajes. Se llenó un enorme hueco de 5,5 m de profundidad que está revestido con 3180 toneladas de armaduras de acero.

Los principales problemas asociados a los grandes vertidos son la liberación de una gran cantidad de calor de hidratación y la consiguiente contracción del hormigón al enfriarse, lo que puede causar fisuras. En estructuras de gran envergadura, como las presas, los espesores son tan significativos que la pérdida de calor de la masa a través de su superficie es extremadamente lenta, a menudo tardando varios meses. Este prolongado período de elevación de la temperatura provocan fisuras considerables debido a la retracción térmica. A continuación, se presentan algunas recomendaciones para mitigar los efectos de la colocación de grandes masas de hormigón.

Las medidas a adoptar para este tipo de hormigonado empiezan en el proceso de dosificación, en el que se deben utilizar cementos de bajo calor de hidratación (inferiores a 65 cal/g a los cinco días de edad), sustituir parte del cemento por cenizas volantes o escorias de alto horno y enfriar los componentes. En cuanto al procedimiento de construcción, se recomienda evitar diferencias de temperatura superiores a 20 °C entre dos puntos cualesquiera, evitar restricciones externas y hormigonar de forma continua.

El cemento de bajo calor de hidratación, a veces llamado «cemento frío», resulta especialmente útil en la producción de grandes volúmenes de hormigón concentrado, dado que reduce significativamente el calor liberado durante la reacción de hidratación, evitando así la formación de fisuras térmicas debido al rápido secado que puede provocar el intenso desprendimiento de calor. Por otro lado, debido a esta misma razón, son altamente susceptibles a las bajas temperaturas, las cuales retrasan significativamente su proceso de endurecimiento. Por lo tanto, no se recomienda su uso cuando la temperatura desciende por debajo de +5 °C. En general, se debe minimizar la cantidad de cemento utilizada. Un exceso de cemento conlleva la necesidad de incrementar la cantidad de agua, lo que puede provocar problemas de fisuración y pérdida de resistencia. Es esencial recordar que los mejores hormigones son aquellos que proporcionan las características de resistencia y durabilidad deseadas con el menor consumo posible de cemento. Un exceso de cemento, especialmente si es rico en silicato tricálcico, genera una considerable liberación de calor. Esto puede provocar tensiones térmicas diferenciales que superen la resistencia a la tracción del hormigón, sobre todo en las etapas tempranas de fraguado.

Además de reducir la cantidad de cemento y, por tanto, el calor de fraguado (y, en consecuencia, el riesgo de fisuración), la inclusión de puzolanas y cenizas conlleva otros beneficios significativos. Estos materiales no solo mejoran la trabajabilidad de la mezcla fresca, lo que se traduce en una reducción del contenido de agua necesario para el amasado (entre un 5 % y un 8 %), sino que también aumentan la resistencia y promueven una mayor durabilidad del hormigón.

El control de la temperatura se realiza mediante termopares colocados a 25 mm de la superficie exterior del hormigón y en el centro del elemento. Si la diferencia de temperaturas supera los 20 °C, se debe elevar la temperatura de la zona más fría utilizando una capa de arena, láminas de polietileno, cartón aislante, mantas aislantes, lonas, etc., aplicadas durante varios días. Para reducir la temperatura máxima alcanzada, se recomienda utilizar cementos de bajo calor de hidratación y reemplazar parte del cemento por aditivos. Estas medidas son efectivas para elementos de hasta 2,5 m de espesor.

En elementos más gruesos, el hormigón permanece en condiciones adiabáticas durante muchos días, lo que acelera la hidratación del cemento debido al aumento de la temperatura. Aproximadamente, la temperatura máxima aumenta en 12 °C por cada 100 kg de cemento Portland por m³ de hormigón. En estos casos, el uso de retardadores puede retrasar el aumento de temperatura, pero no reducirlo.

Las restricciones al enfriamiento pueden surgir cuando el hormigón se coloca sobre una base ya endurecida o cuando la secuencia de vertido deja una masa significativa atrapada entre dos áreas de hormigón endurecido con armadura intermedia. En situaciones donde no se puede evitar esta restricción a la contracción o dilatación térmica, es fundamental colocar suficiente armadura de distribución para controlar la formación de fisuras.

Además, se recomienda verter el hormigón de manera continua. Esto requiere un suministro adecuado de hormigón en las proximidades y una planificación cuidadosa. La realización de vertidos en pequeñas cantidades puede ser poco recomendable debido a la creación de numerosas juntas de hormigonado.

Os dejo algunos vídeos ilustrativos. Espero que os interesen.

Referencias:

ACI COMMITTEE 304. Guide for Measuring, Mixing, Transporting, and Placing Concrete. ACI 304R-00.

CALAVERA, J. et al. (2004). Ejecución y control de estructuras de hormigón. Intemac, Madrid, 937 pp.

GALABRU, P. (1964). Tratado de procedimientos generales de construcción. Obras de fábrica y metálicas. Editorial Reverté, Barcelona, 610 pp.

MARTÍ, J.V.; YEPES, V.; GONZÁLEZ, F. (2014). Fabricación, transporte y colocación del hormigón. Apuntes de la Universitat Politècnica de València, 189 pp.

Cursos:

Curso de fabricación y puesta en obra del hormigón.

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Fausto Elío Torres y el embalse de Beniarrés (Alicante)

Figura 1. Presa de Beniarrés. Imagen: V. Yepes (2024)

El embalse de Beniarrés está ubicado entre el municipio homónimo y el de Planes de la Baronía, predominando en este último en términos de extensión. Se encuentra en la provincia de Alicante, España.

Abarca una superficie de 268 hectáreas, con una capacidad máxima de almacenamiento útil de 30 hm³. Su presa de gravedad tiene una altura de 53 m y cuenta con un aliviadero de compuertas con capacidad para 1000 m³/s. Se permite en este embalse la práctica de la pesca, donde se pueden encontrar especies como la carpa y el black bass, y también se permite la navegación.

Este embalse es gestionado por la Confederación Hidrográfica del Júcar y sus aguas se utilizan principalmente para el riego de la huerta de la Safor.

La cuenca de drenaje abarca una superficie total de 752,11 km². Su principal río es el Serpis, que tiene un caudal medio de 0,95 m³/s. Este río nace en las estribaciones del Parque Natural del Carrascal de la Font Roja, con altitudes superiores a los 700 m, y después de recorrer aproximadamente 63 km, desemboca en el mar Mediterráneo en el término municipal de Gandía, en la comarca de La Safor.

Carlos Dicenta, ingeniero de la División Hidráulica, redactó el Anteproyecto del Pantano de Beniarrés en el río Serpis (1925), que fue aprobado dos años después. El proyectista de la primera fase fue F. Elío, y R. Donat de la segunda fase.

Figura 2. Construcción de la presa de Beniarrés. http://www.alicantevivo.org/2007/12/beniarrs-un-documento-histrico.html

La construcción del embalse de Beniarrés comenzó en el año 1945; sin embargo, no fue hasta 1958, trece años después, que se consolidó definitivamente como una infraestructura operativa y entró en funcionamiento. La presa fue recrecida en 1970. En el año 2002 se destinaron aproximadamente 1,50 millones de euros para llevar a cabo la consolidación de la infraestructura. Este proyecto incluyó una serie de trabajos, entre los que se destacan la consolidación e impermeabilización de la presa para prevenir posibles fugas, así como la implementación de un nuevo sistema de drenaje para aumentar su capacidad en un 40%. Estas labores se completaron en el año 2010, con un presupuesto total que superó los 17 millones. Desde principios de 2005, los equipos de la Confederación Hidrográfica del Júcar han realizado obras menores en el embalse para prevenir y mantener la infraestructura. En este sentido, se llevó a cabo la consolidación de los cimientos de la presa del embalse mediante inyecciones de cemento (540 toneladas) a través de un sistema de galerías. Durante el año, se detectó una fuga en una de las laderas del embalse, la cual fue sellada de inmediato; además, se delimitó y consolidó toda la zona afectada. Estas tareas de mantenimiento fueron financiadas tanto por el Ministerio de Medio Ambiente como por la propia Confederación. En 2009, la Confederación adjudicó las obras de dragado del embalse con el objetivo de aumentar ligeramente su capacidad, así como realizar reparaciones en el desagüe de fondo de la presa y mejorar sus accesos.

Figura 3. Presa de Beniarrés. https://www.iagua.es/data/infraestructuras/presas/beniarres

Figura 4. Embalse de Beniarrés. Imagen: V. Yepes (2024)

Figura 5. Fausto Elío Torres. https://www.chj.es/es-es/ciudadano/publicaciones/

Aprovechamos este artículo para resaltar la figura de Fausto Elío Torres (Madrid, 1878-1958), redactor de la primera fase del proyecto de la presa de Beniarrés, aunque no sea esta la obra más importante de este ingeniero. Proyectó (1911) y ejecutó obras de mejora en el embalse de Almansa, redactó el anteproyecto de la presa de Benagéber (1920), embalse de Domeño (1928). En 1930 concluía el proyecto de la presa de Benagéber, del cual el ingeniero se sentía singularmente satisfecho. Era, sin duda, uno de los proyectos sobre el que más había reflexionado durante los años vividos al frente de la zona 2ª de la División. La actividad de Fausto Elío está bien documentada entre 1906 y 1931 en Alzira, Albalat, Polinyà, Riola, Sueca y Carcaixent, con varias decenas de proyectos, obras y liquidaciones.

Fausto Elío Torres pertenecía a una familia de ingenieros de Caminos. Después de una breve experiencia como ingeniero subalterno en las Jefaturas Provinciales de Obras Públicas de Tarragona y Valencia, el 1 de febrero de 1906 asumió la responsabilidad de la 2ª zona (cuencas del Turia y Júcar) en la División de Trabajos Hidráulicos del Júcar, posición que ocupó hasta finales de 1931. El 21 de noviembre de 1932 fue designado ingeniero-director de las obras de regulación del Júcar y del Turia. Para fines de 1934, ocupaba el cargo de ingeniero-director de la Confederación Hidrográfica del Júcar. Tras la Guerra Civil en Valencia, el 29 de marzo de 1940 fue designado como Jefe de Aguas de la Delegación de Servicios Hidráulicos del Júcar. Finalmente, concluyó su carrera profesional en Madrid como consejero (marzo de 1942) y presidente (marzo de 1948) del Consejo de Obras Públicas.

Formaba parte de la generación de ingenieros que ingresaron en las Divisiones Hidráulicas a principios del siglo XX y se dedicaron a ellas durante dos o tres décadas. Esta generación, personificada por Manuel Lorenzo Pardo en la cuenca del Ebro, dirigió la política hidráulica del regeneracionismo y, especialmente, contribuyó con su experiencia a las bases técnicas del Plan Nacional de Obras Hidráulicas (1933). Al evaluar las trayectorias profesionales de los ingenieros que se unieron a las Confederaciones en la primera década del siglo XX, se comprende mejor el Plan de 1933 como un proyecto hidráulico que incorpora valiosas contribuciones técnicas de algunos de ellos.

Os dejo a continuación el proyecto de TYPSA de adecuación de la presa de Beniarrés (2023). Tras más de seis décadas de servicio, necesita mejoras de seguridad hidrológica. Se propone un aliviadero de emergencia para afrontar caudales extremos, dado que el actual resulta insuficiente según criterios actuales.

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Severino Bello y la Presa de La Peña (Huesca)

Figura 1. Presa de La Peña. Imagen: V. Yepes (2024)

La presa de La Peña fue proyectada por el ingeniero Severino Bello Poëyusan, habiéndose terminado las obras el 24 de julio de 1913. Su tipología es de arco gravedad, con una altura de 61 m desde cimientos, con una longitud de coronación de 111,70 m, siendo la capacidad de las aguas embalsadas de 15 hm³. La presa, que recoge las aguas del río Gállego, se sitúa en la Hoya de Huesca, dentro del término municipal de Las Peñas de Riglos. Este río, después de recoger las aguas del Pirineo en el extenso Valle de Tena, atraviesa el estrecho de Biescas (donde, sesenta años después, se construiría la presa de Búbal) y fluye hacia Sabiñánigo. El vaso del embalse está situado sobre las margas blandas e impermeables. Los cimientos de la presa se anclan en las calizas, que aunque son resistentes, presentan el problema de la karstificación. La presa se encuentra en explotación, siendo su titular el Sindicato de Riegos Pantano La Peña.

Severino Bello (1866 – 1940), nacido en Madrid, fue un destacado ingeniero español. Realizó su bachillerato en las Escuelas Pías de San Fernando y se graduó como Ingeniero de Caminos en 1889. Trabajó en Huesca, donde diseñó un salto hidroeléctrico en el río Gállego, y luego dirigió las obras de la presa de La Peña. En 1913 organizó el Primer Congreso Nacional de Riegos en Zaragoza, recibiendo la Gran Cruz del Mérito Agrícola. Más tarde, en 1915, supervisó los Riegos del Alto Aragón. Se destacó por su labor en el Canal de Isabel II y en proyectos de abastecimiento de agua en Bilbao. Fue presidente del Consejo Nacional de la Energía en 1928. Se casó en 1900 y tuvo siete hijos, uno de ellos Pepín Bello, conocido por su relación con Buñuel, Lorca y Dalí. Jubilado en 1933, su legado técnico y familiar perdura.

Figura 2. Presa de la Peña, de arco gravedad. Imagen: V. Yepes (2024)

Para mitigar caudales estimados en 2900 m³/s, que elevaban el nivel del río hasta 20 m por encima del nivel normal, Bello implementó medidas adicionales, además de la tradicional galería inferior de limpieza, hoy en desuso. Dispuso dos desagües de fondo, cada uno con capacidad para 16 m³/s, en ambas orillas, junto con cuatro tomas superiores de 4 m³/s cada una, ubicadas en la margen izquierda y agrupadas. Estas últimas se canalizan a través de un túnel hasta un conducto de desagüe escarpado excavado en la roca, que lo dirige hacia la presa, donde el agua cae muy cerca de su base.

Siguiendo las normativas vigentes en ese entonces, se decidió separar el aliviadero del muro principal y ubicarlo en un túnel apartado de la estructura principal. Este sistema consta de diez túneles paralelos, cada uno controlado por compuertas basculantes automáticas de alzas móviles, dispuestas en línea. Cada compuerta tiene la capacidad de desaguar 30 m³/s y se activa conforme sea necesario. En aquel tiempo, la construcción de nueve túneles más pequeños se consideraba más manejable que la de uno o dos de mayor tamaño. La presión del agua, al alcanzar un nivel predefinido, supera la resistencia de los contrapesos, provocando el movimiento de las compuertas. Cada compuerta está equilibrada con contrapesos a ambos lados, conectados mediante bielas de acero, que se distribuyen simétricamente a lo largo de la línea, creando una estructura similar a un rastrillo plateado que se adhiere a la ladera.

Figura 3. Túnel del embalse de La Peña. Imagen: V. Yepes (2024)

La construcción de la presa se llevó a cabo utilizando mampostería revestida de grandes sillares meticulosamente labrados, salvo en áreas críticas como los cierres de las galerías, que se realizaron en hormigón armado recubierto de fundición. Las compuertas, fabricadas en fundición con todas sus partes mecánicas de bronce, aún están en uso, salvo los elementos motrices que fueron reemplazados alrededor de 1998, así como las compuertas automáticas del aliviadero. Las sólidas barandillas de tubo de hierro son un ejemplo representativo de la calidad de los materiales utilizados en la presa, la cual fue diseñada para una operación y mantenimiento cómodos, siguiendo el estilo de las obras hidráulicas realizadas durante esa época en el Canal de Isabel II.

En esta ubicación, destaca el túnel del embalse de La Peña, con una longitud de 47 m, excavado en caliza y datado a principios del siglo XX, siendo construido simultáneamente con el embalse de La Peña, que se inauguró en 1913. Durante gran parte del siglo pasado, este túnel formaba parte de la antigua carretera de Tarragona a San Sebastián (N-240), la vía principal de acceso al Pirineo central aragonés. Al norte del túnel, comienza un puente de celosía metálica que atraviesa el cuerpo del embalse, mientras que al sur se encuentra un pequeño apartadero que permite estacionar y visitar la imponente y antigua presa de tipo arco-gravedad construida con sillares de piedra caliza. Además, al oeste del túnel se sitúan otros diez túneles sobredimensionados, con longitudes entre 220,5 y 244 m, que funcionan como aliviaderos del embalse, con una capacidad sorprendente de 2900 m³/s. Es importante mencionar que el puente, el túnel y el embalse fueron construidos simultáneamente. En la actualidad, estas dos infraestructuras de comunicación se han vuelto estrechas y presentan algunos problemas de circulación.

Figura 4. Puente de celosía metálica del embalse de La Peña. Imagen: V. Yepes (2024)

Referencias:

Aguiló, Miguel; 2002. La enjundia de las presas españolas. ACS, Madrid, p.200-202.
Bello Poeyusan, Severino; 1914. Coste de las obras hidráulicas en España. En: I Congreso Nacional de Riegos, Zaragoza. 2 al 6 de octubre de 1913. G. Casañal, Zaragoza, 1914: tomo II, L1-L126, p.57L.
Noticiero; 1908. Pantano de la Peña: fundación de las ataguías por aire comprimido. Revista de Obras Públicas, 1908, 56, tomo I (1730): 553-555.
Noticiero; 1910. Un triunfo de la ingeniería: el pantano de la Peña y Severino Bello. Revista de Obras Públicas, 1910, 58, tomo I (1821): 389-395.

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Encofrados trepantes para presas

Figura 1. Ejecución de muros de presa con inclinación variable. https://www.ulmaconstruction.com/es/encofrados/encofrados-trepantes/sbd-170-consola-de-trepado-para-presas

En el ámbito de construcciones como presas, galerías, esclusas, diques o edificaciones que enfrentan considerables cargas procedentes del hormigonado, se emplean encofrados trepantes específicos configurados a medida para adaptarse a cambios de inclinación vertical hacia adelante y hacia atrás según el proyecto. Este encofrado es un sistema trepante de una sola cara, en el cual las fuerzas generadas durante el hormigonado se descargan sin la necesidad de anclajes tradicionales. En su lugar, se utilizan consolas equipadas con correas y tornapuntas de alta capacidad, transmitiendo las fuerzas hacia el anclaje mediante la consola. Se pueden ejecutar muros con grandes desplomes, con las plataformas de trabajo siempre horizontales.

Estos encofrados son robustos y rentables, eliminando la necesidad de costosos trabajos de terminación al prescindir de anclajes de encofrado que requieran sellado individual. Además, el sistema se desplaza sobre el carro sin necesidad de grúa, facilitando el ferrallado, el montaje de consolas y encofrados, así como el desencofrado de vanos mediante el basculamiento del encofrado.

En el mercado existen soluciones estándar para alturas de bloques de hasta 5 m. Estas soluciones incorporan plataformas de trabajo amplias, con anchuras de hasta 2,80, m y garantizan subidas y bajadas seguras entre las plataformas gracias a un sistema de acceso integrado.

Figura 2. Consola de trepado para presas. https://www.ulmaconstruction.com/es/encofrados/encofrados-trepantes/sbd-170-consola-de-trepado-para-presas

Las principales ventajas de los sistemas trepantes para presas incluyen la obtención de una solución robusta y rentable para cargas pesadas. Las distancias entre consolas permiten trabajar con módulos de encofrado de gran tamaño, optimizando la capacidad de carga y logrando soluciones económicas.

Además, se emplean anclajes diseñados específicamente para este tipo de consolas. Los conos de trepado descargan esfuerzos de tracción y transversales en el hormigón, con conos de protección anticorrosiva que se recuperan y reutilizan, dejando únicamente la barra y la contraplaca de forma permanente en el hormigón.

La flexibilidad en la planificación es otra ventaja, pues este sistema permite hormigonar superficies inclinadas hacia adelante o atrás, incluso en construcciones circulares. La capacidad de montar lateralmente consolas adicionales facilita el encofrado de superficies inclinadas, permitiendo la inclinación que indique el fabricante en su manual de producto y posibilitando la instalación de accesos prácticamente horizontales.

Os dejo un vídeo de ULMA sobre la utilización de estos encofrados en presas.

Referencias:

AFECI (2021). Guía sobre encofrados y cimbras. 3ª edición, Asociación de fabricantes de encofrados y cimbras, 76 pp.

Cursos:

Curso de estructuras auxiliares en la construcción: andamios, apeos, entibaciones, encofrados y cimbras.

Curso de fabricación y puesta en obra del hormigón.

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Maquinaria y procedimientos de construcción: Problemas resueltos

Os presento el libro que he publicado sobre maquinaria y procedimientos de construcción. Se trata de una completa colección de 300 problemas resueltos, abarcando aspectos relacionados con la maquinaria, medios auxiliares y procedimientos de construcción. Su contenido se enfoca en la mecanización de las obras, costos, disponibilidad, fiabilidad y mantenimiento de equipos, estudio del trabajo, producción de maquinaria, sondeos y perforaciones, técnicas de mejora del terreno, control y abatimiento del nivel freático, movimiento de tierras, equipos de dragado, explosivos y voladuras, excavación de túneles, instalaciones de tratamiento de áridos, compactación de suelos, ejecución de firmes, maquinaria auxiliar como bombas, compresores o ventiladores, cables y equipos de elevación, cimentaciones y vaciados, encofrados y cimbras, fabricación y puesta en obra del hormigón, organización y planificación de obras.

Es un libro, por tanto, muy enfocado a los ámbitos de la ingeniería de la construcción, tanto en el ámbito de la edificación, de la minería o de la ingeniería civil. Además, se incluyen 27 nomogramas originales y 19 apéndices para apoyar tanto a estudiantes de ingeniería o arquitectura, como a profesionales que enfrentan desafíos similares en su práctica diaria en obra o proyecto. La colección se complementa con un listado de referencias bibliográficas que respaldan los aspectos teóricos y prácticos abordados en los problemas. Estos problemas son similares a los tratados durante las clases de resolución de casos prácticos en la asignatura de Procedimientos de Construcción del Grado en Ingeniería Civil de la Universitat Politècnica de València (España). Por tanto, el libro resulta adecuado tanto para estudiantes de grado como para cursos de máster relacionados con la ingeniería civil y la edificación.

El libro tiene 562 páginas. Este libro lo podéis conseguir en la propia Universitat Politècnica de València o bien directamente por internet en esta dirección: https://www.lalibreria.upv.es/portalEd/UpvGEStore/products/p_376-7-1

Sobre el autor: Víctor Yepes Piqueras. Doctor Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos. Catedrático de Universidad del Departamento de Ingeniería de la Construcción y Proyectos de Ingeniería Civil de la Universitat Politècnica de València. Número 1 de su promoción, ha desarrollado su vida profesional en empresas constructoras, en el sector público y en el ámbito universitario. Ha sido director académico del Máster Universitario en Ingeniería del Hormigón (acreditado con el sello EUR-ACE®), investigador del Instituto de Ciencia y Tecnología del Hormigón (ICITECH) y profesor visitante en la Pontificia Universidad Católica de Chile. Imparte docencia en asignaturas de grado y posgrado relacionadas con procedimientos de construcción y gestión de obras, calidad e innovación, modelos predictivos y optimización en la ingeniería. Sus líneas de investigación actuales se centran en la optimización multiobjetivo, la sostenibilidad y el análisis de ciclo de vida de puentes y estructuras de hormigón.

Referencia:

A continuación os paso las primeras páginas del libro, con el índice, para hacerse una idea del contenido desarrollado.

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Contención de agua mediante ataguías de tierras y escollera

Figura 1. Construcción de la ataguía en la represa de Salto Grande, sobre el río Uruguay. http://saltograndelaobra.blogspot.com/

Las ataguías de tierra son diques que se usan en obras que tengan suficiente espacio y que dispongan de materiales adecuados (Figura 1). Son idóneas para pequeñas alturas de agua (sobre 3 m) que no estén en movimiento. El material no debe contener tierra vegetal y se debe compactar para lograr la mayor impermeabilidad y estabilidad.

Se suelen usar taludes de 3/2 en el paramento de aguas arriba y de 2/1 en el de aguas abajo, con un ancho de coronación de al menos 1,50 m (Figura 2). Se preverá también una altura mínima de 1 m sobre las crecidas normales. Si el talud de la ataguía se somete a un flujo hidráulico, se debe proteger mediante un pedraplén o cualquier otro procedimiento que impida la socavación; pero en este caso hay que sopesar el coste económico de este recubrimiento frente a otros procedimientos constructivos.

Figura 2. Ataguía de tierra para contención de agua

Un mismo material puede ser idóneo o no en función de cómo se construya la ataguía. Por ejemplo, si se utiliza una arcilla que ha de descargarse bajo el agua, el ablandamiento que va a experimentar impedirá conseguir pendientes estables. En cambio, este mismo material dispuesto en seco y correctamente compactado es muy adecuado por su baja permeabilidad. Se pueden disponer también núcleos de material impermeable y dejar los lados con otro material, incluso escollera si se quiere proteger de las corrientes de agua.

En el caso de no ser suficiente la impermeabilidad del material empleado, también es posible una ataguía mixta colocando una tablestaca en el centro de la ataguía de tierra (Figura 3). Las tablestacas se atornillan en cabeza a un perfil metálico que las enlaza.

Figura 3. Ataguía mixta de tierra y tablestacas

Puede reducirse el espacio ocupado por la ataguía si se respalda la ataguía con un macizo de tierras aguas abajo, siempre y cuando las tablestacas presenten resistencia suficiente a los empujes (Figura 4). En este caso, es conveniente evitar las socavaciones de las tablestacas disponiendo escollera a su pie, aguas arriba.

Figura 4. Cortina de tablestacas y macizo de tierras aguas abajo

Aún se podría minimizar el espacio ocupado si utilizamos dos cortinas de tablestacas y entre ellas construimos un macizo de tierras que de estabilidad al conjunto, y que mejore la estanqueidad de las cortinas si el material es arcilloso (Figura 5). En este caso, también se dispone escollera aguas arriba y una berma de tierras aguas abajo.

Figura 5. Ataguía con doble cortina de tablestacas, con berma incluida

Siempre que se utilicen tablestacas, se debe garantizar su estabilización mediante apuntalamiento, arriostradas por tirantes, anclajes o cualquier otro procedimiento. Además, el empotramiento deberá ser suficiente para soportar los empujes, contener el flujo hidráulico y evitar el fenómeno del sifonamiento, entre otros. Hay que tener presente que el nivel freático desciende más rápido en el interior de la tablestaca que en el exterior, lo cual implican gradientes hidráulicos que pueden desestabilizar el fondo. Se recomienda cubrir el fondo de la excavación con una capa de arena y de grava. El agua que queda contenida en el recinto debe ser evacuada, normalmente por bombeo.

Cuando no se tenga la necesidad de crear recintos estancos, sino zonas de aguas tranquilas, no hay necesidad de crear ataguías impermeables, pues su función es únicamente romper la corriente o el oleaje. En estos casos se pueden utilizar las ataguías de escollera y de gaviones. En este último caso, se pueden usar también como protección del espaldón las ataguías (Figura 6).

Figura 6. Gaviones usados como protección de una ataguía. https://www.gabion-cage.com/technology/galvanized-steel-gabion-cofferdam.html

En la Figura 7 se puede observar una ataguía formada por sacos de arena.

Figura 7. Ataguía formada por sacos de arena. http://www.shdarun.com/WebPage_set/Page-ShowText.asp?id=2540&Language=cn

Las ataguías de escollera (rock-fill cofferdam) se construyen de forma similar a las ataguías de tierra, pero con la posibilidad de pendientes más pronunciadas. La escollera se dispone de forma que los huecos se pueden rellenar parcialmente con tierra y material granular. Si se quiere conseguir impermeabilidad, tanto la coronación como la pendiente aguas arriba requieren de una membrana impemeabilizante protegida con un pedraplén para proteger la ataguía contra el oleaje. La altura puede ser de hasta 3 m, con una pendiente entre 1:1,5 y 1:1,25. En caso de rebase por oleaje, el daño no es tan importante como en el caso de ataguías de tierra. Esta tipología se utiliza si la escollera está disponible en las cercanías.

Figura 8. Sección de ataguía de escollera. https://theconstructor.org/water-resources/types-of-cofferdams-construction-details/13807/

REFERENCIAS:

GALABRÚ, P. (2004). Cimentaciones y túneles. Tratado de procedimientos generales de construcción. Editorial Reverte, Barcelona.
POWERS, J.P. (1992). Construction dewatering: New methods and applications. Ed. Wiley et al., New York.
PREENE, M.; ROBERTS, T.O.L.; POWRIE, W. (2016). Groundwater Control – Design and Practice, 2nd Edition. Construction Industry Research and Information Association, CIRIA Report C750, London.
TOMLINSON, M.J. (1982). Diseño y construcción de cimientos. URMO, S.A. de Ediciones, Bilbao, 825 pp.
YEPES, V. (2020). Procedimientos de construcción de cimentaciones y estructuras de contención. Colección Manual de Referencia, 2ª edición. Editorial Universitat Politècnica de València, 480 pp. Ref. 328. ISBN: 978-84-9048-903-1.

Cursos:

Curso de procedimientos de contención y control del agua subterránea en obras de Ingeniería Civil y Edificación

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