Organismo Regulador de Seguridad de Presas – Regional Cuyo-Centro. Argentina

APLICACIÓN DE CRITERIOS DE SEGURIDAD DE PRESAS EN OBRAS EXISTENTES. EXPERIENCIA EN LA REGIONAL CUYO-CENTRO

Mendoza, Noviembre de 2009.

APLICACIÓN DE CRITERIOS DE SEGURIDAD DE PRESAS EN OBRAS EXISTENTES. EXPERIENCIA EN LA REGIONAL CUYO-CENTRO

Autores: GUSTAVO ADRIEL RODRÍGUEZ, INGENIERO CIVIL, LAURA CRISTINA FERNÁNDEZ, INGENIERO CIVIL, GABRIEL ANDRÉS GUTIÉRREZ, INGENIERO CIVIL. Empresa u organismo: ORGANISMO REGULADOR DE SEGURIDAD DE PRESAS, REGIONAL

CUYO-CENTRO. DATOS DEL ORGANISMO Dirección: Montevideo 651 Localidad: Mendoza, Ciudad. Código Postal: 5500. País: Argentina. Teléfono: +54 0261 4290631 / 4290597 Fax: +54 0261 4290631 / 4290597 E-Mail: cuyo_centro@orsep.gob.ar PALABRAS CLAVES ORSEP, Seguridad, Presas. RESUMEN La acción del Organismo Regulador de Seguridad de Presas está dirigida a instrumentar los mecanismos necesarios para garantizar la Seguridad de las obras mediante la supervisión a las concesionarias, y establecer pautas para el proyecto, construcción, operación y mantenimiento de nuevas presas en el país. Desde la creación del ORSEP, las empresas concesionarias han realizado tareas de control, búsqueda de documentación, actualizaciones sísmicas, actualizaciones hidrológicas, tareas de mantenimiento y trabajos obligatorios establecidos por los pliegos de concesión. En este trabajo, se pretende dar una visión global de algunas tareas encaradas por las concesionarias y fiscalizadas por ORSEP, que dieron como resultado una sensible mejora en las condiciones generales de auscultación, mantenimiento y seguridad de las obras. Por otra parte, se considera necesario crear conciencia de la importancia del correcto y continuo mantenimiento que es indispensable proporcionar a las obras para preservar su seguridad.

Organismo Regulador de Seguridad de Presas – Regional Cuyo-Centro. Argentina

APLICACIÓN DE CRITERIOS DE SEGURIDAD DE PRESAS EN OBRAS EXISTENTES. EXPERIENCIA EN LA REGIONAL CUYO-CENTRO

Mendoza, Noviembre de 2009.

APLICACIÓN DE CRITERIOS DE SEGURIDAD DE PRESAS EN OBRAS EXISTENTES. EXPERIENCIA EN LA REGIONAL CUYO-CENTRO

Autores: GUSTAVO ADRIEL RODRÍGUEZ, INGENIERO CIVIL, LAURA CRISTINA FERNÁNDEZ, INGENIERO CIVIL, GABRIEL ANDRÉS GUTIÉRREZ, INGENIERO CIVIL. Empresa u organismo: ORGANISMO REGULADOR DE SEGURIDAD DE PRESAS, REGIONAL

CUYO-CENTRO. Cargo: Los profesionales autores cumplen funciones de Fiscalizadores asistentes. DATOS DEL ORGANISMO Dirección: Montevideo 651 Localidad: Mendoza, Ciudad. Código Postal: 5500. País: Argentina. Teléfono: +54 0261 4290631 / 4290597 Fax: +54 0261 4290631 / 4290597 E-Mail: cuyo_centro@orsep.gob.ar INTRODUCCIÓN En el año 1993 el Poder Ejecutivo Nacional creó el Organismo Regional de Seguridad de Presas (ORSEP) en la región Comahue, extendiendo en el año 1999 su jurisdicción a todo el país, con carácter de Organismo Regulador. Su actividad está dirigida a instrumentar los mecanismos necesarios para garantizar la Seguridad de las Presas en el ámbito de su competencia:

En las presas del Estado Nacional, fiscalizando el cumplimiento de las normas sobre seguridad de presas establecidas en los contratos de concesión, con las atribuciones y responsabilidades de Autoridad de Aplicación

En las presas de los Estados Provinciales, Binacionales o de terceros, a través de convenios específicos, orientados a la resolución de distintos aspectos de Seguridad de Presas.

La labor del ORSEP está orientada a fortalecer la seguridad de las presas bajo su jurisdicción mediante la supervisión y la orientación de la acción de las empresas concesionarias. Dentro de este marco institucional, la Regional Cuyo–Centro de ORSEP tiene bajo su jurisdicción los aprovechamientos hidroeléctricos concesionados por el estado nacional ubicados en los ríos San Juan, Diamante y Atuel. En todos estos aprovechamientos de cierta edad y de características diversas, se han realizado tareas de mantenimiento y operación, readecuación de sistemas de auscultación, planes de acción de emergencia y trabajos obligatorios, con el fin de asegurar la seguridad de las obras y resguardando el patrimonio, las vidas y bienes aguas abajo. En la siguiente tabla se muestran algunas características de las obras en las que tiene ingerencia la regional Cuyo-Centro del Organismo Regulador de Seguridad de Presas.

En el Río San Juan (Provincia de San Juan):

Obra Tipo Altura Edad Central Hidroeléctrica

Dique Punta Negra Azud, con compuertas. Conducción a pelo libre a central hidroeléctrica, luego de atravesar numerosas obras de arte.

--- 41 años Ullum

En el Río Diamante (Provincia de Mendoza):

Obra Tipo Altura Edad Central Hidroeléctrica

Presa Agua del Toro Arco doble curvatura 128,50m 33 años Agua del Toro

Presa Los Reyunos Materiales Sueltos con núcleo central 16,00m 30 años Los Reyunos

Arco de Protección C.H. Los Reyunos Arco doble curvatura 25,00m 28 años -------

Presa El Tigre Mixta de eje recto (Materiales Sueltos con núcleo central y Gravedad de hormigón) 48,50m 28 años El Tigre

En el Río Atuel (Provincia de Mendoza):

Obra Tipo Altura Edad Central Hidroeléctrica

Presa El Nihuil Gravedad, planta curva 23,70m 63 años Nihuil I

Presa Aisol Gravedad, planta recta 40,00m 41 años Nihuil II

Presa Tierras Blancas Gravedad, planta recta 34,65m 39 años Nihuil III

Presa Valle Grande Gravedad Aligerada tipo Noetzli-Alcorta 115,00m 46 años Nihuil IV

Por otra parte, dentro de los convenios específicos firmados con las provincias que pertenecen geográficamente a esta regional, se incluyen aprovechamientos en las provincias de Mendoza, Córdoba y La Rioja que no se exponen en este trabajo. APLICACIÓN DE SEGURIDAD DE PRESAS EN LAS OBRAS FISCALIZADAS POR ORSEP SEGURIDAD DE PRESAS es el manejo coordinado de distintas disciplinas técnicas especializadas que intervienen en el diseño, cálculo, construcción, mantenimiento y operación, con el objeto de alcanzar y mantener el mayor nivel de seguridad factible. La Seguridad y la operatividad también dependen del comportamiento confiable de las estructuras complementarias (aliviadero, obras de toma, descargadores de fondo, etc.) y de los dispositivos accesorios (compuertas, válvulas, tuberías y equipamientos de control asociados). En el siguiente esquema se sintetiza los aspectos determinantes en los que se basa la seguridad de presas. A partir del mismo, se hace una descripción sintética sobre la experiencia obtenida en la Regional Cvuyo-Centro de ORSEP.

- Proyecto - Construcción - Operación

- Actualización de parámetros de diseño. - Planes (Sistema de Emergencias Hídricas, PADE, otros Planes de Contingencia Operativa) - Manuales (Auscultación, Operación hidráulica y otros) - Procedimientos (de Gestión, de Operación hidráulica, de Medición de instrumentos, y otros)

- Obras Civiles - Obras Electromecánicas - Sistemas

- Revisión de los criterios de diseño y cálculo - Evaluación del Comportamiento de las obras Civiles (Auscultación, Análisis, Informes periódicos) - Evaluación del Comportamiento de las obras Electromecánicas (Inspección y Ensayos operativos, Control de parámetros de funcionamiento)

- Identificar deficiencias (o anomalías) que puedan poner en peligro la seguridad pública - Recomendar pasos a seguir (medidas correctivas)

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Archivo de Documentación

Técnica

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Mantenimiento Comportamiento Auditorías

Técnicas Archivos de Documentación Técnica La documentación técnica constituye un elemento fundamental al momento de analizar la seguridad de las obras ya que ayuda a entender las posibles causas de anomalías o singularidades, y sirve como sustento a medidas correctivas, a realizarse en caso de ser necesarias. Dentro de la documentación técnica necesaria para interpretar el comportamiento de una obra se deben incluir las memorias técnicas, planos de proyecto, memorias constructivas, relevamientos fotográficos, relevamientos geológicos, relevamientos topográficos, estudios geotécnicos, estudios de impacto ambiental, estudios económicos, estudios especiales, estudios sísmicos, estudios hidrológicos, estudios sedimentológicos, protocolos de ensayos, protocolos de instalación y montaje, protocolos de calibración, planos conforme a obra y todos aquellos documentos referidos con la operación. En la mayoría de las obras fiscalizadas por la Regional Cuyo-Centro del ORSEP, ya sea por la avanzada edad, o por la desaparición de Agua y Energía Eléctrica S.E., no se cuenta con la documentación técnica completa, existiendo solo aquellos planos o manuales que hacen al trabajo diario o procedimientos de mantenimiento sencillo.

Las Concesionarias y el ORSEP han realizado esfuerzos para obtener la documentación de proyecto y planos conforme a obra. Para ello se visitaron distintas bibliotecas de organismos estatales y empresas privadas, llegando a la conclusión, que la mayor parte de los archivos se perdieron. Un caso concreto referido a la necesidad de contar con información detallada de obra se dio en la presa El Nihuil. En ella, los péndulos instalados acusaban pequeños desplazamientos irreversibles hacia aguas arriba. Se barajaron distintas hipótesis, una de las cuales fue la “expansión por reacción álcali-sílice”. El Consultor Independiente Dr. Ing. Giovanni Lombardi recomendó buscar en la documentación existente de obra, información respecto a los áridos componentes de los hormigones, identificar las canteras utilizadas y realizar estudios de hormigones existentes mediante la extracción de testigos en distintos puntos de la presa. Lamentablemente por falta de información, solo se pudieron estudiar los áridos y hormigones de testigos extraídos, sin identificarse hasta la fecha las canteras utilizadas. Otro ejemplo claro sobre la utilidad de contar con antecedentes corresponde al incidente ocurrido en la Presa Los Reyunos. Durante el año 2002, el registro de la elevada cota que acusaban dos piezómetros eléctricos ubicados en el sector de filtro aguas abajo del núcleo, desencadenó una serie de investigaciones y búsqueda de información. La documentación de obra referida a ensayos de campo permitió contrastar con nuevos sondeos exploratorios, la coincidencia entre las humedades de las muestras extraídas del filtro respecto a las de colocación. Con dicha información se pudo concluir, en conjunto con otros estudios y trabajos complementarios, que los piezómetros eléctricos presentaban un mal funcionamiento. Operación Actualización de parámetros de diseño Debido al avance continuo de las técnicas de cálculo, modelos numéricos, sumado a un mayor conocimiento del comportamiento de las presas y de las acciones actuantes, es necesario realizar actualizaciones periódicas de las acciones solicitantes de las obras, de las obras en sí mismas y de sus componentes. Aspectos Sísmicos De acuerdo a las Prácticas Comunes de Ingeniería correspondientes a la época de proyectadas las presas fiscalizadas por ORSEP en esta Regional, estas fueron calculadas con una acción sísmica considerada como una fuerza horizontal equivalente a un cierto porcentaje de la aceleración de la gravedad. Para conocer el grado de seguridad de estas estructuras ante la acción de sismos de verificación se elaboraron estudios de valoración de amenaza sísmica y se verificaron dinámicamente, llegando a la conclusión de que las mismas mantienen las condiciones operativas luego de terremotos destructivos. En la siguiente tabla se resumen las consideraciones de diseño y las consideraciones actuales, sólo de las obras verificadas:

Consideraciones Proyecto Consideraciones Actuales Presa

Aceleración Método cálculo Aceleración espectral Método cálculo

Agua del Toro 0.10 g Pseudo estático 0.36 g No verificada Los Reyunos 0.10 g Pseudo estático 0.30 g Dinámico

El Tigre 0.10 g Pseudo estático 0.30 g Dinámico El Nihuil ------ ----------- 0.39 g Dinámico

Aisol 0.10 g Pseudo estático 0.53 g Dinámico Tierras Blancas 0.10 g Pseudo estático 0.58 g Dinámico

Valle Grande 0.10 g Pseudo estático 0.57 g Dinámico

Aspectos Hidrológicos La capacidad de los vertederos también fue motivo de nuevos estudios. Se realizaron actualizaciones hidrológicas extendiendo las series históricas originales y se aplicaron modernos criterios de evaluación, como la determinación de CMP (crecida máxima probable). Las verificaciones realizadas indicaron que la capacidad de los aliviaderos de todas las obras resultó ser adecuada. Planes (Sistema de Emergencias Hídricas, Plan de Acción Durante Emergencias – PADE, otros Planes de Contingencia Operativa) Las Presas son estructuras que se interponen en un curso de agua para embalsarla y/o desviarla con el objetivo de su posterior aprovechamiento o para proteger una zona de potenciales inundaciones, pero, al mismo tiempo generan importantes beneficios para la sociedad, pero crean un potencial riesgo para la población que habita aguas abajo. Es por ello que a los conceptos tradicionales de un cuidadoso control durante el proyecto, construcción y operación, se les ha sumado un tercero que es el "Manejo de la Emergencia". Bajo este enfoque, la Seguridad de Presas, no sólo está dirigida a la protección de una estructura de ingeniería sino que constituye una actividad de alto contenido social, toda vez que su objetivo y misión es la protección pública y el cuidado del medio ambiente. Particularmente en lo referido al Manejo de la Emergencia, el ORSEP ha participado de la elaboración y actualmente supervisa la implementación de los Planes de Acción durante Emergencias, PADE. El PADE, básicamente esta integrado por un Manual que contiene la información necesaria y prescribe los procedimientos para actuar durante una emergencia. Asimismo, incluye los Mapas de Inundación que muestran gráficamente los escenarios que se pueden prever de acuerdo a las situaciones más críticas consideradas. Sin embargo, estos escenarios contemplan desde las máximas descargas por vertederos hasta roturas de presas y no contemplan situaciones operativas como son descargas por los elementos de regulación y control que si afectan aguas abajo por el avance del hombre y su actividad sobre los cauces de agua. Para este caso, en las obras fiscalizadas por la Regional Cuyo-Centro, su creó otro procedimiento, el PEA (Plan de Erogaciones y Asentamientos), que limita la operación de los embalses para no afectar aguas abajo. Otro aspecto a tener en cuenta, es quién decide y cómo se hacen las erogaciones. Por ejemplo, en la Provincia de Mendoza, las erogaciones normales están bajo la jurisdicción del Departamento General de Irrigación (DGI). Este organismo también tiene responsabilidad en los canales de riego y en las tomas para riego y agua potable, compatibilizando todos los intereses de los distintos usuarios. En el caso que se produzcan precipitaciones, aguas arriba y/o abajo de las presas, los operadores disminuyen las erogaciones para mantener un caudal controlable por el río, sin embargo, esto afecta a las presas ya que si bien los embalses pueden absorber el volumen de la tormenta, los sedimentos transportados quedan indefectiblemente depositados en el vaso en cercanías de las obras de toma, no solo restando volumen útil sino también afectando la operación de las mismas. La presa Valle Grande, es la compensadora del sistema Los Nihuiles y entre sus afluentes se destaca el arroyo La Frazada, el cual aporta gran cantidad de sedimentos debido a las cuencas activadas por tormentas de verano. En febrero de 2006, durante una tormenta, se produjeron corrientes de densidad (corrientes con gran contenido de sedimentos) a través del embalse de Valle Grande. Estos sedimentos ingresan al embalse con dirección directamente hacia la Obra de Toma, formando una corriente de densidad. En la Imagen 1 y 2 se observa la descarga de riego operando con gran cantidad de sedimentos producto de la tormenta mencionada. Cabe destacar que la erogación de estos caudales con alto contenido de sólidos, en esta oportunidad, fue más producto de la casualidad que de la causalidad, ya que no existen estudios del fenómeno ni, mucho menos, procedimientos específicos de operación de los órganos de descarga de los embalses destinados a evacuar estas corrientes de densidad a fin de evitar que los sedimentos queden atrapados en el embalse.

Imagen 1 Imagen 2

Manuales de Auscultación Un manual de auscultación constituye un elemento de consulta que debe contar con toda la información necesaria relacionada con el sistema de auscultación, como por ej.: - Tipo, cantidad y ubicación de los instrumentos, - Protocolos de instalación, - Fichas técnicas, - Procedimiento de lectura, - Metodología de calibración, - Procedimientos de inspección rutinarios, - Procedimientos de inspecciones post-sismo, etc. La auscultación es un proceso dinámico ya que se instalan nuevos dispositivos o quedan fuera de servicio otros, o se implementan nuevos controles que se consideran más eficaces. Debido a esta movilidad es necesario que los Manuales de Auscultación queden sometidos a un proceso de revisión continua. En los contratos de Concesión de las Presas de los Sistemas Diamante y Atuel, en la órbita de los denominados “Trabajos Obligatorios” se debía confeccionar los Manuales de Auscultación. Dentro de estos sistemas hay presas que no tenían auscultación por lo que fue necesario primero realizarla, mientras que en otras fue modernizado y readecuado el instrumental. La elaboración de un manual de auscultación, al instalarse instrumentación no presenta complicaciones. Sin embargo, no ocurre lo mismo en aquellas presas en donde el instrumental es antiguo y no existen documentos conforme a obra que contengan las características de los instrumentos originalmente colocados. Tal es así, que en épocas anteriores a las concesiones, se cambió el fluido hidráulico de algunos piezómetros por otro fluido inadecuado y estos quedaron inoperables e irrecuperables, y que trajo como consecuencia la pérdida de mediciones redundantes. (Incidente del año 2002 en Los Reyunos). Manuales de Operación Otro aspecto clave en la Seguridad de Presas lo constituye los Procedimientos y Manuales de Operación Hidráulica. Esta tarea incluye al elemento humano que debe ser correctamente entrenado y altamente capacitado con el objeto de responder eficientemente ante situaciones imprevistas. Una mala maniobra con un elemento de erogación puede provocar una disminución en las condiciones operativas de un emprendimiento o directamente la salida de servicio de un sistema.

Como ejemplo de ello, puede citarse lo que acontecido en la presa Los Reyunos durante el año 1995 (ver imagen 3). En dicha ocasión se procedió a llenar el túnel de riego mediante la apertura de la ataguía de guardia en lugar de la compuerta principal. La ataguía no fue proyectada para este tipo de operación y sufrió el embate de una burbuja de aire que avanzó desde aguas abajo hasta la zona de compuertas, levantó sin control la ataguía, luego la hizo caer y como consecuencia de esto sufrió una deformación que la dejó atascada en una posición parcialmente cerrada. Desde entonces se llevaron a cabo numerosas tareas tendientes a recuperarla, inclusive dos bajadas del embalse. Finalmente en junio de 2006 se extrajo la ataguía. Buzos especializados debieron cortar las planchuelas metálicas que producían el atasco y en esas condiciones pudo ser izada. Posteriormente, la empresa Concesionaria fabricó una ataguía nueva, la que fue puesta en operación en el año 2008.

Imagen 3

Mantenimiento Desde el inicio de la concesión de las obras, continuamente surgen tareas propias de mantenimiento, como así también, tareas derivadas de las misiones de Auditorias Técnicas. Seguidamente se describen, a modo de ejemplo, algunas de las tareas de mantenimiento realizadas en las obras civiles y electromecánicas. Obras Civiles Reparaciones varias en los hormigones de la Presa el Nihuil La presa El Nihuil, con más de 60 años de edad, no es ajena a los procesos normales de envejecimiento. Independientemente que el su estado de conservación es satisfactorio, se produjo el deterioro en una carpeta o revoque protector de los hormigones correspondientes al aliviadero, coronamiento y paramento aguas arriba.

Imagen 4

La función original de esta carpeta, según la información encontrada, fue la de dar mayor impermeabilidad a las estructuras y lograr una buena terminación superficial. A raíz de los ciclos de congelamiento-deshielo, con el correr del tiempo sufrió un deterioro progresivo. Por pedido del Consultor Independiente, Dr. Ing. Giovanni Lombardi, la Concesionaria llevó a cabo el reemplazo de la carpeta en el perfil del vertedero, coronamiento de la presa y sectores de pie de presa. Se realizó mediante eliminación completa de la carpeta, limpieza superficial, y colocación de una nueva carpeta realizada con dosificaciones especiales con contenido de fibras sintéticas. En la Imagen 4 se muestran las tareas realizadas sobre la cresta del vertedero. Trabajos varios en los drenes de las presas Aisol y Tierras Blancas

Las presas de Aisol y Tierras Blancas, de 41 y 39 años de edad respectivamente, cuentan con un sistema de drenaje compuesto por drenes de elevación, drenes de fundación y galerías de drenaje. La Concesionaria encaró la limpieza de toda la cortina de drenaje y la reperforación de los drenes, profundizándolos 30 cm con el objeto de garantizar que los trabajos llegaran efectivamente en roca. Confortación y protección de taludes en centrales Nihuil II y Nihuil III A raíz de la inestabilidad de gran cantidad de bloques en las laderas colindantes con las centrales hidroeléctricas Nihuil II y Nihuil III, dado al peligro que esto conlleva para la circulación y la operación misma de las centrales, se encaró una serie de protecciones que consistieron básicamente en el saneamiento de algunos sectores de taludes, encauzamiento de drenes, construcción de barreras dinámicas, malla elástica y cadena de choque, y finalmente en la reubicación de caminos. En la imagen 5 se muestra los bloques desprendidos de la ladera en la central hidroeléctrica Nihuil II, mientras que en la imagen 6 se muestra una barrera dinámica que forma parte de la solución definitiva del problema.

Imagen 5 Imagen 6

Readecuación instrumental de auscultación en presas La presa Agua del toro, concluida en el año 1982, contaba con un sistema de auscultación de avanzada para la época, destacándose los dispositivos automáticos de registro de deformaciones de péndulos, limnímetro, termómetros, piezómetros, extensómetros de barras y extensómetros uniaxiales de juntas. Todo este sistema se complementaba con mediciones microgeodésicas, a partir de puntos externos de referencia. Los dispositivos previstos originariamente para determinar la deformación de la presa, nunca funcionaron como fue previsto por lo que la lectura en los péndulos fue realizada mediante cordímetro. Posteriormente la Concesionaria instaló mesas de lectura Telemac y continuó realizando tareas de

readecuación con la finalidad de eliminar corrientes de aire y filtraciones que afectaran la calidad de medición. Como resultado de estas tareas se logró mejorar la calidad del sistema de auscultación. Otra tarea realizada en la presa Agua del Toro consistió en la rehabilitación de los antiguos piezómetros. Estos instrumentos, durante un largo periodo funcionaron como drenes. Posteriormente, se instalaron manómetros, se investigó la profundidad y la longitud de la cámara de captación. Su rehabilitación permitió detectar presiones elevadas en un sector de la fundación de la presa que actualmente está bajo investigación.

Imagen 7 Imagen 8

Instrumentación de presas Las presas Nihuil, Aisol y Tierras Blancas, antes de ser concesionadas, no contaban con instrumentación de auscultación. Con el objeto de dar cumplimiento a los trabajos obligatorios estipulados por los contratos de concesión se realizaron arduas tareas. Se implantaron péndulos, piezómetros, termómetros, se realizaron canalizaciones destinadas a conducir drenes para su aforo y se implementaron sistemas para medición microgeodésica. Obras Electromecánicas Reparación cierre descargador de sólidos Presa Agua del Toro

Imagen 9

La presa Agua del Toro (119m de altura) obra cabecera del sistema del río Diamante, es una presa de arco de doble curvatura empotrada. Con el objeto de eliminar los sólidos acumulados contra el paramento de aguas arriba y controlar el atarquinamiento del vaso, se proyectaron ocho descargadores con una capacidad de erogación de 10 m3/s cada uno. Poseen una válvula de guardia plana (aguas arriba) y una válvula de regulación Howell-Bunger de 0,5 m de diámetro (aguas abajo). Los accionamientos de las válvulas planas de los ocho conductos de evacuación de material sólido en suspensión, instalados en el cuerpo de la presa a cota 1254 m.s.n.m, y los sellos de estanqueidad de tres válvulas Howell Bunger de regulación presentaban un estado deficiente. Para poder desmontar el equipamiento se procedió a realizar la obturación desde aguas arriba mediante una esfera metálica recubierta con caucho (imagen 9). Una vez obturado el conducto, se repararon de los mecanismos de cierre. Rehabilitación casa de válvulas presa El Nihuil El descargador de fondo, constituido por dos conductos metálicos con válvulas esclusas con accionamiento manual con una capacidad de 10 m3/s. Como trabajo obligatorio la empresa concesionaria debía realizar la refuncionalización.

Imagen 10 Imagen 11 Los trabajos realizados consistieron en la desobturación del descargador, reparación de los mecanismos de cierre de las respectivas ataguías, reparación de las válvulas esclusas, implementación de accionamiento electromecánico, y construcción de una cabina de mando en el paramento aguas abajo de la presa (imagen 10 y 11). Comportamiento Revisión de los criterios de diseño y cálculo En base a los resultados del seguimiento realizado pueden detectarse desviaciones en el comportamiento que implica la realización de revisiones de los criterios de cálculo empleados o nuevos estudios. Seguidamente se citan algunos ejemplos en donde se describe los estudios realizados, derivados de resultados de la auscultación. Presa Los Reyunos Con motivo del incidente acaecido en el año 2002, y con el aporte de ensayos a materiales extraídos de la presa, se realizaron verificaciones de estabilidad e hidráulicas a través de redes de flujo. Se establecieron valores de presiones y filtraciones límites para no comprometer la seguridad de la presa. Actualmente estos valores se encuentran lejos de estos límites. Presa El Nihuil

En años anteriores, estando la empresa EDF a cargo del análisis de la auscultación de la Presa, se observó un movimiento irreversible hacia aguas arriba. En ese momento, se presumió que dicho desplazamiento podría deberse a la expansión por reacción álcali-sílice. Se realizaron tomas de muestras del hormigón y se ensayaron las probetas. Se llegó a la conclusión que los materiales usados en la construcción son potencialmente reactivos, pero aún no se ha producido dicho fenómeno. Ante estos resultados, el operador encaró un estudio de la influencia de los años cálidos en el cuerpo de la presa a través de un modelo de elementos finitos. Este modelo no pudo ser ajustado ya que las temperaturas utilizadas no eran las reales de la masa de hormigón debido a que la Presa no contaba con termómetros instalados. Recientemente se concluyó la instalación de tres termómetros, pero aún no se dispone de muchos datos como para obtener conclusiones. Presa Valle Grande La presa Valle Grande (presa de Gravedad Aligerada tipo Noetzli-Alcorta) presenta un comportamiento singular cuando el nivel de embalse supera la cota 800 m.s.n.m. (NMO 812 m.s.n.m.), que se evidencia por el incremento de las deformaciones y filtraciones de manera repentina. Este fenómeno podría explicase dado que a medida que se incrementa la carga hidrostática, esta se descarga a la fundación a través de las fajas delimitadas por las juntas isostáticas. En la cota 800m.s.n.m. se evidencia una fisura que se extiende a lo largo de todos los módulos. Este elemento (fisura) probablemente llevaría un divorcio del sector superior de la presa respecto al inferior ya que este descarga los esfuerzos a la fundación a través de la cara de aguas abajo del contrafuerte. De esta manera el cambio de rigidez de la estructura resistente, produciría una deformación del coronamiento del dique con un grado de vinculación mayor con las variaciones. Actualmente la Concesionaria encargó al Instituto de Investigaciones Antisísmicas “Ing. Aldo Bruschi” de la Universidad Nacional de San Juan (IDIA) la realización de modelos numéricos para analizar el motivo de dicho comportamiento. Evaluación del Comportamiento de las obras Civiles La evaluación del comportamiento de las obras civiles toma como base la auscultación. Esta tarea comprende el conjunto de mediciones de control sobre las obras, su estructura y el entorno, análisis e interpretación de la información obtenida. Con la detección de anomalías, sumado a un acabado conocimiento de las obras, se cuenta con la información necesaria para realizar un correcto diagnóstico y decidir tratamientos para volver a las condiciones de funcionamiento normal. Algunas de las presas fiscalizadas por ORSEP en esta Regional no contaban con ningún tipo de instrumental de auscultación. Otras, presentaban deficiencias de mantenimiento. Es por ello que desde los Contratos de Concesión se obligó a las Concesionarias a implementar sistema de auscultación, con el fin de presentar una evaluación del comportamiento de las obras civiles y de los equipamientos electromecánicos relacionados con la Seguridad de Presas, identificar los apartamientos respecto de los estados de comportamiento considerados “normales” y poder determinar el origen o las causas de tales apartamientos. Actualmente todas las presas están auscultadas mediante instrumentación, complementando el sistema con mediciones microgeodésicas. La interpretación de los resultados de auscultación se orienta a determinar, como mínimo, los siguientes aspectos:

Si las obras se comportan de acuerdo a su diseño. Si se observan cambios de comportamiento respecto a su comportamiento histórico.

En caso de observarse cambios en alguno de los puntos anteriores, estudiar e identificar las causas de los apartamientos.

En cada obra se han dividido los instrumento como auxiliares o de detección de anomalías. Los de detección para las obras de hormigón son los péndulos, piezómetros y drenajes, mientras que para las de materiales sueltos son los piezómetros y filtraciones. El análisis se realiza considerando “Condiciones Idénticas”, es decir, eliminando la influencia de la temperatura y la cota del nivel de embalse. Actualmente se están implementando umbrales (valores límites) dentro de los cuales se espera que se encuentren las magnitudes de los instrumentos, a fin de proporcionar a los encargados de operación referencias de normalidad de las mediciones durante el procesamiento de los datos para validar las lecturas o provocar una reflexión profunda sobre el comportamiento de las obras o su instrumentación. Actualmente, las Concesionarias presentan los resultados del sistema de auscultación en forma mensual y anual.

El informe mensual incluye: novedades, inspecciones visuales y lecturas de instrumentos. El informe anual contempla:

Síntesis de los Resultados históricos y recientes. Inspecciones de rutina y especiales de: Obras Civiles, Obras Electromecánicas, Partes

Sumergidas y Laderas de los Embalses Control de la sedimentación Análisis químico de aguas Respuesta a la actividad sísmica Sistema de observación hidrológica

Por otra parte, se realizan estudios batimétricos que tienen por objeto determinar la capacidad real de los reservorios, realizar las respectivas curvas cota-volumen y determinar la distribución de los sedimentos. Las concesionarias de las obras de los ríos Diamante y Atuel de la provincia de Mendoza tienen estipulada la realización de batimetrías cada cuatro años. Estudios batimétricos en presa Valle Grande El embalse formado por la Presa Valle Grande, última presa del sistema Atuel, haría pensar a priori que no existen problemas de atarquinamiento. Sin embargo, las tormentas convectivas alimentan la cuenca intermedia y en especial al arroyo la Frazada, produciendo aportes de sedimentos en sectores cercanos a la obra de toma.

Imagen 12

En la imagen 12 se observa un perfil original respecto el perfil de depósito de sedimentos detectado mediante ecosonda. Para la realización de los trabajos obligatorios indicados en los contratos de concesión “Reparación del plano inclinado del sistema de riego”, “Protección anticorrosiva de las rejas” y “Protección anticorrosiva de la compuerta”, fue necesario vaciar el embalse. La imagen 13 presenta una fotocomposición del sector del “vaso” y de los sedimentos acumulados. De la comparación entre la imagen 12 y la imagen 13, se observa una gran compatibilidad.

Imagen 13

La Presa Valle Grande es el compensador del Sistema Los Nihuiles y su Obra de Toma resulta ser la única descarga de todo el Sistema, por lo cual deben extremarse las medidas para controlar su Seguridad y garantizar la operación.

Imagen 14

Los resultados de las diversas batimetrías realizadas en los años 1991, 1999, 2001, 2002, 2003 y 2004, reflejan el dinamismo de los sedimentos frente a la Obra de Toma, como lo muestra la imagen 14. Evaluación del comportamiento de las Obras Electromecánicas Las Obras electromecánicas reciben un tratamiento similar a las obras civiles en cuanto a las inspecciones y los mantenimiento. Se someten a ensayos periódicos de funcionamiento para verificar el correcto estado operacional de todos sus componentes. Estos ensayos incluyen la verificación de los sistemas eléctricos, hidráulicos, mecánicos, telecomandos de las centrales, comandos a distancia de los órganos de evacuación y las estaciones pluviométricas del Sistema de Alarma Hidrológica. A modo de ejemplo se incluye el programa anual de operación y mantenimiento correspondiente a las obras del Sistema Diamante.

Auditorias Técnicas Las auditorias o Inspecciones Externas se realizan conforme a un plan que proponen las Concesionarias con la aprobación de ORSEP. Las frecuencias fueron establecidas en los Contratos de Concesión y definidas en función de la edad e historia de las instalaciones, pudiendo modificarse a criterio de ORSEP. La frecuencia de las inspecciones se determinó según lo muestra la siguiente tabla.

EDAD FRECUENCIA A los 6 meses. 1 A los 2 años. 1 Desde el 6to año hasta 15 años. 1 cada 3 años Desde 15 años hasta 30 años. 1 cada 5 años Desde 30 años hasta 45 años. 1 cada 3 años Desde los 45 años. 1 por año. Extraordinarias A requerimiento

Estas auditorias tienen como fin identificar posibles deficiencias o anomalías que pudieran poner en peligro la seguridad pública y la de los bienes de la concesión, realizar recomendaciones que tengan en cuenta los pasos a seguir e indicar las medidas correctivas. El alcance consiste en la revisión de

informes relativos a la seguridad de las obras, inspección visual, evaluación específicas e informes con conclusiones y recomendaciones. En el cuadro siguiente se presenta el cronograma vigente de visitas del Consultor Independiente Agua del

ToroLos

Reyunos El Tigre El Nihuil Aisol Tierras Blancas

Valle Grande Ullum

33 años 30 años 28 años 63 años 41 años 39 años 46 años 41 años1996 ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■19971998 ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■1999 ■2000 ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■2001 ■2002 ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■2003 ■2004 ■2005 ■ ■ ■ ■ ■2006 ■2007 ■ ■ ■ ■2008 ■ ■ ■ ■ ■2009 ■ ■2010 ■ ■ ■ ■2011 ■ ■ ■ ■ ■2012 ■ ■ ■2013 ■ ■ ■ ■2014 ■ ■ ■ ■ ■2015 ■ ■ ■ ■ ■2016 ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■2017 ■ ■ ■ ■ ■2018 ■ ■ ■ ■ ■ ■2019 ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■2020 ■ ■ ■ ■ ■2021 ■ ■ ■ ■ ■ ■2022 ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■2023 ■ ■ ■ ■ ■ ■2024 ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■

Edad a 2010

PRESA

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CONCLUSIONES En obras de gran envergadura, una adecuada documentación conforme a obra, las inspecciones y la auscultación constituyen las herramientas fundamentales, y necesarias para evaluar el comportamiento hidráulico y estructural durante la vida útil de las mismas, a veces adelantándose a los problemas y otras, detectándolos para aplicar las medidas en caso de ser necesarias. La gran cantidad de información que se irá acumulando como resultado de las mediciones de auscultación constituye un valioso material para investigación de su real comportamiento, cuyo conocimiento será importante para que la profesión enfrente con mayor competencia nuevos proyectos. El seguimiento mediante auscultación, las actualizaciones hidrológicas y sísmicas, y la aplicación de medidas correctivas necesarias, sumado a un mantenimiento continuo, reducen la vulnerabilidad de las obras, garantizando la correcta operación para cumplir con el fin con el que fueron creadas, aun cuando haya pasado la vida útil de la misma. Lamentablemente existen numerosas obras en el país que no cuentan con documentación conforma a obra, ni protocolos de obra, ni instrumentación de auscultación instalada, por lo que se dificulta considerablemente el análisis del comportamiento y la detección temprana de posibles problemas. El Organismo Regulador de Seguridad de Presas con su labor pretende fortalecer la seguridad de las obras bajo su jurisdicción mediante la supervisión continua, orientando la acción de las empresas concesionarias en el seguimiento, aplicación de criterios de seguridad internacionales, criterios de operación y de mantenimiento.

REFERENCIAS - RESTELLI F. - “La Seguridad de Presas en Argentina”, IV Congreso Argentino de Presas y

Aprovechamientos Hidroeléctricos. Posadas (Misiones, Argentina). Año 2006. - ORSEP, I Seminario de Introducción a las Tecnologías actuales sobre Operación, Mantenimiento y

Monitoreo Permanente de Presas. Cipolletti, Rio Negro. 2006. - BRAVO O. - “EL ORSEP Y LA SEGURIDAD DE LAS PRESAS”, Seminario Internacional sobre

Represas y Operación de Embalses. Puerto Iguazú, Argentina 2004. - Contrato de Concesión con Hidroeléctrica “Diamante” S.A. de uso Hidroeléctrico de las Aguas del

Río Atuel y de otros bienes de dominio de la Provincia. 1993. - Contrato de Concesión con Hidroeléctrica “Los Nihuiles” S.A. de uso Hidroeléctrico de las Aguas del

Río Atuel y de otros bienes de dominio de la Provincia. 1993. - Contrato de Concesión con Hidroeléctrica “Diamante” S.A. para la generación hidráulica de

electricidad mediante el Sistema Diamante. 1993. - Contrato de Concesión con Hidroeléctrica “Los Nihuiles” S.A. para la generación hidráulica de

electricidad mediante el Sistema Los Nihuiles. 1993.