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UNIVERSIDAD POLITÉCNICA SALESIANA

SEDE QUITO

CARRERA:

INGENIERÍA CIVIL

Trabajo de titulación previo a la obtención del título de:

INGENIERA CIVIL

TEMA:

DISEÑO DE LAS OBRAS DE EMBALSE DEL PROYECTO

HIDROELÉCTRICO MACHINAZA

AUTORA:

VANESSA LIZETH VALDIVIESO CARRIÓN

TUTOR:

JORGE IVÁN CALERO HIDALGO

Quito, julio del 2017

CESIÓN DE DERECHOS DE AUTOR

Yo Vanessa Lizeth Valdivieso Carrión, con documento de identificación N°

1721445391, manifiesto mi voluntad y cedo a la Universidad Politécnica Salesiana

la titularidad sobre los derechos patrimoniales en virtud de que soy autora del trabajo

de titulación intitulado: “Diseño de las obras de embalse del proyecto hidroeléctrico

Machinaza ”, mismo que ha sido desarrollado para optar por el título de: Ingeniera

Civil, en la Universidad Politécnica Salesiana, quedando la Universidad

facultada para ejercer plenamente los derechos cedidos anteriormente.

En aplicación a lo determinado en la Ley de Propiedad Intelectual, en mi condición de

autora me reservo los derechos morales de la obra antes citada. En concordancia,

suscribo este documento en el momento que hago entrega del trabajo final en formato

impreso y digital a la Biblioteca de la Universidad Politécnica Salesiana.

.............................................

Vanessa Lizeth Valdivieso Carrión

1721445391


DECLARATORIA DE COAUTORÍA DEL DOCENTE TUTOR

Yo declaro que bajo mi dirección y asesoría fue desarrollado el trabajo de titulación,

Diseño de las obras de embalse del proyecto hidroeléctrico Machinaza realizado por

Vanessa Lizeth Valdivieso Carrión, obteniendo un producto que cumple con todos los

requisitos estipulados por la Universidad Politécnica Salesiana, para ser considerados

como trabajo final de titulación.


.............................................

Jorge Iván Calero Hidalgo

1800480434

DEDICATORIA

A Dios, luz espiritual, por todas las bendiciones, oportunidades y dones regalados para

lograr culminar exitosamente una nueva etapa.

A mis padres Marcelo y Lucita, quienes han guiado cada uno de mis pasos con

paciencia e infinito amor, sin ellos este sueño no habría sido posible.

A mi hermana Diana, mi ejemplo de perseverancia y trabajo duro, por el apoyo

constante, los consejos y las complicidades.

A mi novio Daniel, el amor de mi vida, quien con su amor incondicional me dio

fortaleza para no dejarme vencer por las adversidades, siempre ha creído en mí y en lo

que soy capaz de conseguir.

A mi prima Cristina, mi hermana de corazón, por absolutamente todas las experiencias

compartidas desde muy pequeñas, cuidando siempre la una de la otra.

A mis amigos María José, Joselyn, Leonela y Edwin, por el cariño y amistad sincera

entregada durante tantos años, acompañándome en los buenos y malos momentos.

AGRADECIMIENTO

A mis padres por su sacrificio diario para ofrecerme siempre lo mejor y convertirme

en una persona de éxito.

A mi director de tesis, Ing. Jorge Iván Calero por impartir sus conocimientos y

experiencias profesionales a lo largo de mi carrera; por su esfuerzo, paciencia y

completa predisposición para ser la guía fundamental de este trabajo de titulación.

A mis profesores quienes me acompañaron en este largo caminar, por toda la sabiduría

compartida en cada una de sus clases para formarme como una profesional integral;

de manera muy especial agradecer al Ing. Fernando Ulloa por su completo apoyo en

toda mi vida estudiantil y su valioso aporte para el desarrollo del proyecto.

A todos los miembros de mi familia, especialmente a mi abuelita Targelia, por cada

día impulsarme a ser una mejor persona y cumplir con todos mis objetivos.

ÍNDICE

Introducción ................................................................................................................. 1

Glosario de Términos ................................................................................................... 4

CAPÍTULO 1 ............................................................................................................... 9

Análisis de la información básica disponible ............................................................... 9

1.1 Información geológica ....................................................................................... 9

1.2 Información hidrológica ................................................................................... 13

1.3 Información sedimentológica ........................................................................... 14

1.4 Información topográfica ................................................................................... 15

1.5 Información climatológica ............................................................................... 15

CAPÍTULO 2 ............................................................................................................. 17

Formulación de alternativas preliminares .................................................................. 17

2.1 Presa de regulación y características del embalse ............................................ 17

2.1.1 Curvas de embalse..................................................................................... 18

2.1.2 Niveles y volúmenes característicos de embalse. ..................................... 18

2.2 Alternativas a considerarse .............................................................................. 21

2.2.1 Presa ciega de escollera con aliviadero ..................................................... 21

2.2.2 Presa de hormigón a gravedad con vertido incorporado ........................... 24

2.3 Aliviadero de excedentes ................................................................................. 27

2.4 Criterios para el diseño de la obra de toma desde embalse .............................. 30

2.5 Criterios para el diseño de túneles y conductos de carga ................................. 31

2.6 Criterios para el diseño, selección del número de bloques, tipo y parámetros de

las turbinas ............................................................................................................. 31

2.7 Criterios para el diseño de las restantes obras de desagüe ............................... 34

2.7.1 Desagüe de uso actual y/o ecológico ........................................................ 34

2.7.2 Desagüe de construcción ........................................................................... 34

2.8 Criterios para la evaluación ambiental ............................................................. 35

2.9 Criterios para la evaluación económica. .......................................................... 35

2.9.1 Precios unitarios. ....................................................................................... 35

2.9.2 Costos ........................................................................................................ 35

2.9.3 Presupuesto ............................................................................................... 35

2.9.4 Gastos de operación y mantenimiento ...................................................... 36

2.9.5 Ingresos ..................................................................................................... 36

2.9.6 Flujo de caja .............................................................................................. 36

2.9.7 Indicadores económicos ............................................................................ 36

CAPÍTULO 3 ............................................................................................................. 37

Comparación de alternativas planteadas y selección de la más favorable ................. 37

3.1 Presa de escollera ............................................................................................. 37

3.2 Presa de hormigón a gravedad con vertido incorporado .................................. 38

3.3 Presupuesto Estimativo presa de escollera ....................................................... 39

3.4 Presupuesto Estimativo presa de hormigón con vertido incorporado .............. 40

CAPÍTULO 4 ............................................................................................................. 41

Diseños de las obras que componen la presa con vertido incorporado ...................... 41

4.1 Cálculo de los volúmenes y niveles característicos del embalse ..................... 42

4.1.1 Volumen y nivel muerto de embalse ......................................................... 42

4.1.2 Volumen y nivel normal de embalse ......................................................... 45

4.1.3 Volumen y nivel forzado de embalse ........................................................ 47

4.2 Cálculo del nivel aguas abajo de la presa vertedero ........................................ 50

4.3 Diseño de la presa de hormigón con vertido incorporado ................................ 51

4.4 Diseño de presa ciega de hormigón a gravedad ............................................... 62

4.5 Diseño del túnel de construcción ..................................................................... 67

4.6 Dimensionamiento de la obra de toma ............................................................. 70

4.7 Diseño del túnel de carga ................................................................................. 70

4.8 Dimensionamiento del reservorio o chimenea de equilibrio............................ 73

4.9 Dimensionamiento de la tubería de presión ..................................................... 75

4.10 Dimensionamiento del equipo Electromecánico ............................................ 77

4.10.1 Tipo y número de turbinas ...................................................................... 77

4.10.2 Generador y transformador ..................................................................... 79

4.11 Dimensionamiento de la casa de máquinas subterránea ................................ 80

4.12 Dimensionamiento del túnel de restitución .................................................... 82

4.13 Diseño del desagüe de uso actual y/o ecológico ............................................ 82

CAPÍTULO 5 ............................................................................................................. 83

Evaluación económica ............................................................................................... 83

5.1 Presupuesto ...................................................................................................... 83

5.2 Gastos de operación y mantenimiento ............................................................. 85

5.3 Costos de reposición de equipos ...................................................................... 86

5.4 Ingresos ............................................................................................................ 86

5.5 Flujo de caja ..................................................................................................... 87

5.6 Indicadores económicos ................................................................................... 87

5.6.1 Valor actual neto ....................................................................................... 87

5.6.2 Tasa interna de retorno .............................................................................. 88

5.6.3 Beneficio-costo ......................................................................................... 89

5.6.4 Costo por KW instalado ............................................................................ 89

CAPÍTULO 6 ............................................................................................................. 91

Impactos ambientales ................................................................................................. 91

7.1 Análisis de los impactos significativos al medio ambiente .............................. 91

7.2 Metodología y criterios para la identificación y valoración de impactos

ambientales ............................................................................................................. 92

7.2.1 Matriz de Interacción ................................................................................ 92

7.2.2 Matriz de Valoración................................................................................. 93

7.2.3 Matriz de Importancia ............................................................................... 95

7.2.4 Matriz de Magnitud ................................................................................... 96

7.2.5 Matriz de severidad ................................................................................... 97

7.3 Impactos ambientales identificados en el proyecto .......................................... 98

7.3.1 Impactos ambientales al factor físico ........................................................ 98

7.3.2 Impactos ambientales al factor biótico ...................................................... 98

7.3.3 Impactos ambientales al económico y sociocultural ................................. 98

Conclusiones ............................................................................................................ 100

Recomendaciones ..................................................................................................... 104

Referencia bibliográfica ........................................................................................... 105

Anexos ..................................................................................................................... 108

Índice de tablas

Tabla 1. Caudales Medios Mensuales Río Machinaza (m3/s) ................................... 14

Tabla 2. Velocidad del viento (m/s) ........................................................................... 16

Tabla 3. Nivel de importancia de presas en función de su altura y del macizo de

cimentación ................................................................................................................ 22

Tabla 4. Régimen de trabajo del embudo .................................................................. 29

Tabla 5. Presupuesto presa ciega de escollera .......................................................... 39

Tabla 6. Presupuesto Presa de hormigón con vertido incorporado ............................ 40

Tabla 7. Nivel muerto de embalse............................................................................. 43

Tabla 8. Nivel útil de embalse.................................................................................... 45

Tabla 9. Nivel forzado de embalse ............................................................................. 47

Tabla 10. Resultados carga total dinámica sobre el vertedero (Ho) y carga de diseño

(H) .............................................................................................................................. 51

Tabla 11. Coordenadas Creaguer-Offizyeron (Coordenadas Perfil Creaguer) ......... 54

Tabla 12. Valores flujo aguas abajo ........................................................................... 56

Tabla 13. Diseño pozo de disipación ........................................................................ 56

Tabla 14. Coeficientes de Resistencia ....................................................................... 58

Tabla 15. Pérdidas de carga ...................................................................................... 59

Tabla 16. Gradiente máxima a la salida del flujo de filtración ................................. 59

Tabla 17. Caudal de filtración ................................................................................... 60

Tabla 18. Resultados túnel de construcción ............................................................... 69

Tabla 19. Resultados túnel de carga .......................................................................... 73

Tabla 20. Resultados tubería de presión ................................................................... 76

Tabla 21. Dimensiones principales de la turbina ....................................................... 78

Tabla 22. Dimensiones principales del generador .................................................... 80

Tabla 23. Presupuesto del proyecto ........................................................................... 84

Tabla 24. Gastos de operación y mantenimiento ....................................................... 85

Tabla 25. Vida útil de piezas o sistemas de una central hidroeléctrica ...................... 86

Tabla 26. Tarifa e ingresos por venta de energía ....................................................... 87

Tabla 27. Valor actual neto ....................................................................................... 88

Tabla 28. Tasa interna de retorno .............................................................................. 88

Tabla 29. Relación Beneficio/Costo ......................................................................... 89

Tabla 30. Variables y escala de calificación de impactos ......................................... 95

Tabla 31. Valoración de importancia del impacto .................................................... 96

Tabla 32. Valoración de magnitud del impacto ........................................................ 97

Tabla 33. Valoración de severidad del impacto ........................................................ 97

Índice de figuras

Figura 1.Topografía del lugar del proyecto. Río Machinaza ..................................... 15

Figura 2. Niveles y volúmenes característicos de embalse. ....................................... 21

Figura 3. Implantación de la presa ciega de escollera ................................................ 38

Figura 4.Implantación de la presa de hormigón a gravedad con vertido incorporado39

Figura 5. Curva de embalse volumen vs elevación (NME) ....................................... 44

Figura 6. Curva de embalse área vs elevación (NME) ............................................... 44

Figura 7. Curva de embalse volumen vs elevación (NNE) ........................................ 46

Figura 8. Curva de embalse área vs elevación (NNE) ............................................... 46

Figura 9. Curva de embalse volumen vs elevación (NFE)......................................... 48

Figura 10.Curva de embalse área vs elevación (NFE) ............................................... 48

Figura 11. Niveles característicos de embalse curva área vs elevación ..................... 49

Figura 12. Niveles característicos de embalse curva volumen vs elevación .............. 49

Figura 13. Curva de Descarga .................................................................................... 50

Figura 14. Perfil teórico triangular presa derivadora ................................................. 53

Figura 15. Perfil hidráulico presa derivadora ............................................................. 55

Figura 16. Presa vertedero (Combinación básica con carga de diseño) ..................... 61

Figura 17. Presa vertedero (Combinación especial con carga de diseño) .................. 62

Figura 18. Perfil teórico triangular presa ciega de hormigón primera configuración 63

Figura 19.Diagrama de fuerzas, combinación básica, presa ciega de hormigón

(Primer caso) .............................................................................................................. 64

Figura 20. Diagrama de fuerzas, combinación especial, presa ciega de hormigón

(Primer caso) .............................................................................................................. 64

Figura 21. Diagrama de fuerzas, combinación básica, presa ciega de hormigón

(Segundo caso) ........................................................................................................... 65

Figura 22. Diagrama de fuerzas, combinación básica, presa ciega de hormigón

(Segundo caso) ........................................................................................................... 66

Figura 23. Perfil constructivo presa ciega de hormigón ............................................ 67

Figura 24. Análisis técnico-económico del túnel de construcción ............................. 68

Figura 25. Gráfico para determinar el revestimiento de túnel con superficie libre.... 69

Figura 26. Obra de toma............................................................................................. 70

Figura 27. Curva de duración general de caudales ................................................... 71

Figura 28. Análisis técnico-económico del túnel de carga ........................................ 71

Figura 29. Gráfico para determinar el revestimiento de túnel a presión .................... 72

Figura 30. Reservorio o chimenea de equilibrio ........................................................ 74

Figura 31. Análisis técnico-económico de la tubería de presión ............................... 75

Figura 32. Potencia de la turbina vs Carga de diseño ................................................ 77

Figura 33. Dimensiones del rodete y carcaza............................................................. 78

Figura 34. Dimensiones del distribuidor e inyector ................................................... 79

Figura 35. Dimensiones de la caverna de la casa de máquinas (Vista frontal) .......... 81

Figura 36. Dimensiones de la caverna de la casa de máquinas (Vista lateral) ........... 81

Figura 37. Dimensiones del túnel de descarga o restitución ...................................... 82

Índice de anexos

Anexo 1. Operación de embalse del río Machinaza ................................................. 108

Anexo 2. Curva de descarga .................................................................................... 110

Anexo 3. Diseño de presa de escollera, opción 1 ..................................................... 112

Anexo 4. Diseño de presa de escollera, opción 2 ..................................................... 113

Anexo 5. Diseño del aliviadero de excedentes de la presa de escollera .................. 114

Anexo 6. Diseño preliminar de la presa de hormigón con vertido incorporado ...... 121

Anexo 7. Diseño preliminar de la presa ciega de hormigón, primera configuración.

.................................................................................................................................. 136

Anexo 8. Diseño preliminar de la presa ciega de hormigón, segunda configuración

.................................................................................................................................. 144

Anexo 9. Diseño definitivo de la presa de hormigón con vertido incorporado ....... 152

Anexo 10. Diseño definitivo de la presa ciega de hormigón, primera configuración

.................................................................................................................................. 167

Anexo 11. Diseño definitivo de la presa ciega de hormigón, segunda configuración

.................................................................................................................................. 175

Anexo 12. Análisis técnico-económico del túnel de construcción .......................... 182

Anexo 13. Análisis presupuestario del túnel de construcción ................................. 185

Anexo 14. Dimensionamiento de la obra de toma ................................................... 187

Anexo 15. Análisis técnico-económico del túnel de carga ...................................... 189

Anexo 16. Análisis presupuestario del túnel de carga ............................................. 192

Anexo 17. Dimensionamiento del reservorio o chimenea de equilibrio .................. 195

Anexo 18. Análisis técnico-económico de la tubería de presión ............................. 201

Anexo 19. Análisis presupuestario de la tubería de presión .................................... 204

Anexo 20. Dimensionamiento del equipo electromecánico ..................................... 206

Anexo 21. Dimensionamiento de la casa de máquinas ............................................ 214

Anexo 22. Dimensionamiento del túnel de restitución o descarga .......................... 218

Anexo 23. Diseño del desagüe de uso actual y/o ecológico .................................... 221

Anexo 24. Análisis de precios unitarios y costos de equipo eléctrico y mecánico .. 226

Anexo 25. Cronograma de ejecución ....................................................................... 244

Anexo 26. Cronograma valorado ............................................................................. 245

Anexo 27. Evaluación económica escenario pesimista............................................ 246

Anexo 28. Evaluación económica escenario normal ............................................... 247

Anexo 29. Evaluación económica escenario optimista ............................................ 248

Anexo 30. Matriz de interacción .............................................................................. 249

Anexo 31. Matriz de valoración ............................................................................... 250

Anexo 32. Matriz de importancia............................................................................. 251

Anexo 33. Matriz de magnitud ................................................................................ 252

Anexo 34. Matriz de severidad ................................................................................ 253

Anexo 35. Plano de implantación obras de embalse, alternativa A y secciones

transversales en el eje del río. .................................................................................. 254

Anexo 36. Plano de implantación obras de embalse, alternativa B y perfil del eje del

río. ............................................................................................................................ 254

Anexo 37. Plano del sistema hidráulico, planta y perfil. ......................................... 254

Anexo 38. Plano de zona de presa-planta. Presa derivadora.................................... 254

Anexo 39. Plano del túnel de construcción, obra de toma, presa ciega y corte

geológico. ................................................................................................................. 254

Anexo 40. Plano de perfiles de ejes y secciones transversales típicas. .................... 254

Resumen

El presente trabajo de titulación comprende un conjunto de obras civiles que permiten

aprovechar el caudal del río Machinaza 18,4 km aguas debajo de su cruce con el río

Zamora, para que la demanda del usuario energético sea satisfecha con el 95% de

garantía en volumen y tiempo.

Las principales estructuras, diseñadas a nivel de factibilidad, que forman parte del

proyecto hidroeléctrico son las siguientes: Una presa de hormigón con vertido

incorporado y dos presas ciegas a gravedad que cumplen condiciones de estabilidad al

deslizamiento y resistencia, éstas se encuentran separadas por muros de hormigón.

Se ha previsto el dimensionamiento de un túnel de construcción para desviar el río

durante el periodo de ejecución y un desagüe de uso actual y/o ecológico ubicado en

uno de los muros divisorios; por su parte el sistema hidráulico comprende una obra de

toma, un túnel de carga de 5,12 km de longitud, una chimenea de equilibrio de 83m de

altura y una tubería de presión de 816,2m que conducirán el caudal hasta la casa de

máquinas subterránea ubicada en la margen izquierda del río.

La central hidroeléctrica aloja 3 unidades de generación con turbinas tipo Pelton,

establecidas para un caudal de 9,86 m3/s, así como generadores y transformadores en

igual cantidad. La capacidad instalada es de 120,56 MW y anualmente generará

1056,08 GWh con un factor de instalación de 1.

Los caudales turbinados descargan en el río Zamora a través de un túnel de descarga

de 1563m de longitud.

Abstract

The present project includes a set of civil works that allow to take advantage of the

flow of the Machinaza river, 18.4 km downstream of its crossing with the Zamora

river, so that the demand of the energy user is satisfied with 95% guarantee in volume

and time.

The main structures, designed at the level of feasibility, that are part of the

hydroelectric project are the following: A concrete dam with landfill and two gravity-

blind dams that meet conditions of stability to sliding and resistance, these are

separated by concrete walls.

The design of a construction tunnel to deviate the river during the execution period

and a drain current and / or ecological use located on one of the dividing walls is

planned; For its part, the hydraulic system comprises a work of taking, a tunnel of load

of 5,12 km of length, an equilibrium chimney of 83m of height and a pressure pipe of

816,2m that will lead the flow to the engine underground room located on the left bank

of the river.

The hydroelectric power station has 3 generation units with Pelton turbines,

established for a flow of 9.86 m3 / s, as well as generators and transformers in equal

quantity. The installed capacity is 120.56 MW and annually will generate 1056.08

GWh with an installation factor of 1.

The turbinated flows discharge in the Zamora river through a tunnel of discharge of

1563m of length.

1

Introducción

La energía se encuentra asociada al crecimiento económico de un país, puesto que el

incremento en la producción de valor agregado aumenta la demanda energética, no

solo debido a los procesos tecnológicos involucrados sino, gracias al mejor nivel de

vida que dicho crecimiento origina. En nuestro país, alrededor del 90% del recurso

hidroeléctrico se encuentra pendiente de desarrollo; sin embargo, se han realizado

millonarias inversiones en la construcción y puesta en funcionamiento de grandes

proyectos hidroeléctricos, que han permitido, en los últimos diez años, el crecimiento

energético de 4.8% anual, 2.7% menos que el del sector eléctrico. De acuerdo a

voceros oficiales, en Ecuador, actualmente, existiría un superávit energético; esto se

explicaría por el estancamiento en los últimos años de la producción de valor agregado,

principalmente en el sector industrial; sin embargo, tal situación deberá revertirse en

el corto y mediano plazo, determinando el consiguiente incremento permanente de la

demanda energética.

Con las distintas alternativas para fomentar el desarrollo del sistema energético del

Ecuador, se ha logrado la expansión de las fuentes energéticas renovables que

posibiliten el aumento de la cobertura eléctrica y el mejoramiento de la infraestructura

para disminuir, en gran medida, las pérdidas de dicho recurso.

Por tanto, se requiere la ejecución de sistemas fluviales con embalses de regulación

hídrica, a partir de la formulación y diseño de proyectos hidráulicos para un desarrollo

hidroeléctrico que permanentemente posibilite disponer de una capacidad de

generación concordante con el desarrollo, con el incremento de la producción de valor

agregado y con el consiguiente aumento de la demanda energética nacional. La

construcción de nuevas centrales hidroeléctricas permitirá, además, reducir los niveles

2

de contaminación al medio ambiente. En este contexto deberán ser aprovechados los

recursos hídricos del río Machinaza.

En el presente trabajo, cada obra está debidamente justificada en la memoria técnica

que incluye los cálculos, procedimientos y dimensionamientos propios de cada

elemento constructivo, con sus respectivos planos que respaldan las decisiones

tomadas en el proyecto, con el grado de detalle correspondiente al nivel de factibilidad.

Objetivos:

General: Elaborar el diseño, a nivel de factibilidad, de las obras de embalse del

proyecto hidroeléctrico Machinaza, para aprovechar los recursos hídricos del río del

mismo nombre e incorporar la producción energética al sistema nacional

interconectado.

Específicos:

• Elaborar el diseño a nivel de factibilidad de una presa de escollera o de hormigón

a gravedad con vertido incorporado, a partir de la comparación técnico-económica

de alternativas, que permita disponer de un embalse de regulación con niveles y

volúmenes característicos para la mayor producción hidroeléctrica posible con el

nivel de garantía compatible con un componente del sistema interconectado,

respetando los usos actuales y / o ecológicas aguas abajo.

• Elaborar el diseño a nivel de factibilidad de cada una de las obras de un aliviadero

de excedentes cerrado con orificio superficial de entrada y pozo vertical, previa

determinación de la crecida máxima para el periodo de retorno dado, el efecto de

laminación del embalse y el caudal de diseño del aliviadero.

3

• Elaborar el diseño a nivel de factibilidad, de dos desagües desde el embalse, para

las condiciones dadas en la matriz de información básica: obra de toma y desagüe

de uso actual y/ ecológico.

• Elaborar el diseño a nivel de factibilidad del túnel de construcción que permita el

desvío del río durante la fase constructiva del proyecto.

• Elaborar el diseño a nivel de factibilidad de un sistema hidráulico, que consta de

un túnel de carga y una tubería de presión.

• Determinar el número y tipo de turbinas necesarias para el correcto funcionamiento

del sistema.

• Elaborar los planos de las diferentes obras con el detalle que corresponde al nivel

de factibilidad;

• Elaborar la correspondiente matriz de impactos ambientales causados por la

propuesta seleccionada.

• Establecer costos por medio de una evaluación económica preliminar del proyecto,

considerando su operación independiente del sistema nacional interconectado.

4

Glosario de Términos

Simbología Significado Unidad

∆Hgol=Incremento de la carga debido al golpe de ariete,

considerando el tiepo de cierre de la turbinam

j c= Ángulo de fricción interna suelo de cimentación °

αi=

Ángulo entre la vertical y el radio hasta su contacto con el

punto de intersección del eje de la franja y la superficie de

deslizamiento

°

EH= Módulo de deformación del hormigón Gpa

Eo'= Módulo de elasticidad del agua Gpa

To= Tiempo de duración de la crecida h

f'c= Resistencia a la compresión del hormigón kg/cm2

j H= Peso específico del hormigón kg/m3

r= Densidad del agua kg/m3

Vv= Velocidad del viento km/h

G1= Fuerza de gravedad KN/m

gi= Peso total del suelo en la franja i KN/m

g'i= Peso total del suelo seco en la franja i KN/m

g''i= Peso total del suelo sumergido en la franja i KN/m

gni= Fuerza normal del suelo KN/m

Gs= Fuerza sísmica en el cuerpo de la presa KN/m

gti= Fuerza tangencial del suelo KN/m

P= Presión activa total del suelo KN/m

P'= Presión activa sin sismo KN/m

PHE= Fuerza de presión de empuje de suelo saturado aguas arriba KN/m

Pi= Fuerza de presión hidrostática KN/m

Ps= Fuerza de presión de sedimentos KN/m

PsH= Fuerzas sísmicas en el agua horizontal KN/m

Psv= Fuerzas sísmicas en el agua vertical KN/m

W= Fuerza de subpresión KN/m

C= Cohesión específica KN/m2

σcr= Esfuerzo crítico KN/m2

σy′= Esfuerzo mínimo KN/m2

σy'′= Esfuerzo máximo KN/m2

g = Peso específico del material KN/m3

go = Peso específico del agua KN/m3

γH= Peso específico del Hormigón KN/m3

γo= Peso específico del Hormigón KN/m3

γs= Peso saturado KN/m3

γss= Peso específico seco de los sedimentos KN/m3

GLOSARIO DE TÉRMINOS

5

∆plim=Incremento límite de la presión hidrodinámica, debido al

golpe de arieteKpa

Pap= Potencia aparente KV-A

Pc= Potencia de cálculo KV-A

Pn= Potencia nominal del generador KV-A

PG= Potencia del generador KW

∆Hlim= Incremento límite de la carga m

b= Ancho de la cresta de la presa m

B= Frente preliminar del vertedero m

Bcav.c.maq= Ancho de la caverna de la casa de máquinas m

bdent= Ancho del dentellón m

bf= Ancho de la franja m

bs= Ancho de solera m

Cs= Altura de la presa derivadora m

D= Diámetro m

d= Diámetro relativo de salida del inyector m

D1= Diámetro del rodete de la turbina m

Da= Diámetro del acero activo m

Dbx= Diámetro relativo de entrada al distribuidor m

dbx= Diámetro relativo en la sección de entrada al inyector m

dc= Diámetro del chorro m

DD= Diámetro de la derivación m

Dirotor= Diámetro del rotor m

DPG= Longitud del puente grúa m

DTG= Diámetro total del generador m

e= Excentricidad m

E= Energía estática específica m

Eo= Energía específica total m

H= Carga de diseño m

h'= Primera conjugada m

h''= Segunda conjugada m

h= Profundidad de flujo m

hc= Profundidad contraída m

HC= Carga de cálculo m

hcasa.maq= Altura de la caverna de la casa de máquinas m

hcr= Profundidad crítica m

hden= Altura del dentellón m

hent= Pérdidas de carga a la entrada m

hesc= Pérdidas de carga del escalón m

hf= Pérdidas de carga totales m

hfD= Pérdida de carga total en la derivación m

hi'= Espesor del suelo seco en la franja m

hi''= Espesor de suelo sumergido en la franja m

6

hl= Pérdidas de carga longitudinales m

hla= Espesor de la lámina de agua m

hlong= Pérdidas de carga del elemento longitudinal m

Ho= Carga total dinamica sobre el vertedero m

ho= Profundidad aguas abajo m

hraab=Altura relativa máxima de ubicación del rodete sobre el

nivel aguas abajom

hs= Profundidad de sedimentos m

hsal= Pérdidas de carga a la salida m

htab= Altura de la tabla estaca m

htab= Pérdidas de carga de la tabla-estaca m

hTc= Altura total de la carcaza m

hTG= Altura total del generador m

L= Longitud m

la= Longitud del acero activo m

li= Longitud del límite inferior de la franja m

lo= Proyección horizontal del contorno subterráneo m

Lp= Longitud del pozo de disipación m

Lpm= Longitud del patio de maniobra de la casa de máquinas m

Lr= Longitud del resalto hidráulico m

LT= Longitud total de la casa de maquinas m

Lve= Longitud circular del vertedero m

AAb= Cota del nivel aguas abajo en el punto B m

R= Radio de falla m

r= Radio de la bóveda de la caverna de la casa de máquinas m

Rh= Radio hidráulico m

Rhcr= Radio hidráulico crítico m

Ro= Radio del vertedero circular m

Smin= Profundidad minima m

So= Proyección vertical del contorno subterráneo m

T1= Espesor de la capa permeable antes del elemento vertical m

Tact= Espesor dela capa activa del suelo permeable m

Tact'= Espesor de la capa activa para pérdidas de carga m

Tact''=Espesor de la capa activa para la gradiente máxima a la

salida del flujo de filtraciónm

Tact'''= Espesor de la capa activa para caudal de filtración m

Tcal= Espesor de cálculo m

tp= Profundidad del pozo m

Treal= Espesor real de la capa permeable del suelo m

x, y= Brazo de palanca de fuerzas m

X= Perímetro mojado m

Xcr= Perímetro mojado crítico m

xi=Distancia horizontal entre el eje de la franja y la vertical

desde el centro de deslizamientom

7

zmAscenso máximo del nivel de agua de la chimenea de

equilibrio sin considerar el efecto de fricciónm

zm(wR)Ascenso máximo del nivel de agua de la chimenea de

equilibrio considerando el efecto de fricciónm

z= Diferencia de niveles m

t= Espesor del pozo de disipación m

d= Espesor de la tubería m

NFE= Nivel forzado de embalse m.s.n.m

NME= Nivel muerto de embalse m.s.n.m

NNE= Nivel normal de embalse m.s.n.m

i= Pendiente m/m

icr= Pendiente crítica m/m

a'= Velocidad de la onda hidráulica en el conducto m/s

g= Aceleración de la gravedad m/s

v= velocidad m/s

vcr= Velocidad crítica m/s

vcre= velocidad media en la cresta m/s

vmáxperm= Velocidad máxima permisible m/s

vo= Velocidad de acercamiento m/s

b ̅ = Sección media m2

bo= Sección de acercamiento m2

w= Sección de flujo m2

wcr= Sección transversal crítica m2

NME= Volumen muerto de embalse m3

NNE= Volumen normal de embalse m3

VFE= Volumen forzado de embalse m3

Q= Caudal m3/s

Qcrec máx= Caudal de crecida máxima m3/s

Qd= Caudal de derivación m3/s

Qdis= Caudal de diseño m3/s

QT= Caudal total m3/s

q= Caudal unitario m3/s*m

qf= Caudal de filtración m3/s*m

ε= Rugosidad absoluta mm

G= Peso del generador MN

GTr= Peso del transformador MN

GD2= Momento centrífugo MN-m

Ra= Resistencia a la tracción del acero MPA

PT= Potencia de cada turbina MW

N= Velocidad de rotación aproximada rpm

Tc= Tiempo de cierre de la turbina s

tF= Tiempo de fase s

a= Relación de llenado

CA= Coeficiente específico

8

f= Coeficiente de fricción

Fp= Factor de Potencia

FSD= Factor de seguridad al deslizamiento

FSDperm= Factor de seguridad al deslizamiento permisible

hj= Pérdidas de carga locales

j = Coeficiente de velocidad

j s= Ángulo de fricción interna de sedimentos

Jsalmáx= Gradiente máxima a la salida del flujo de filtración

l = Factor de fricción

n sed= Porosidad sedimentos

n= Coeficiente de manning

nc= Porosidad material de cimentación

np= Porosidad material de presa

p(2p)= Número de polos del generador

Re'(D)= Límite inferior del número de Reynolds

Re'(D)= Límite superior del número de Reynolds

Re= Númeo de Reynolds

t*= Divisor de polos

T= Periodo

T2= Espesor de la capa permeable después del elemento vertical

TIN= Constante Inercial

z= Incremento relativo de la carga debido al golpe de ariete

Zc= Número de chiflones

α1= Coef. De efecto del elemento impermeabilizante

εr= Rugosidad relativa

μ= Coeficiente de descarga de la tubería

ξent= Coeficientes de resistencia a la entrada

ξesc= Coeficientes de resistencia del escalón

ξlong= Coeficientes de resistencia del elemento longitudinal

ξsal= Coeficientes de resistencia a la salida

ξtab= Coeficientes de resistencia de la tabla-estaca

9

CAPÍTULO 1

Análisis de la información básica disponible

1.1 Información geológica

La información geológica disponible ha sido obtenida de estudios previos realizados

en el año 1988 por el Instituto Ecuatoriano de Electrificación donde constan las

siguientes particularidades:

La cuenca correspondiente al río Machinaza, en sus características geomorfológicas,

está conformada por rocas de la formación Hollín las cuales crean llanuras con

morfología suave. Específicamente, el sitio de la probable implantación de las distintas

obras pertenecientes al proyecto hidroeléctrico en estudio, está cubierto por vegetación

selvática muy densa con una gran progresión de suelo orgánico; además es importante

indicar que el estrato rocoso del lugar está formado por rocas intrusivas y

sedimentarias, así como la existencia de depósitos coluviales que incluyen la presencia

de fragmentos en matriz y suelos de tipo limo-arenoso y terrazas aluviales formadas

de cantos rodados, gravas y arenas (INECEL, 1988).

De dicha información se desprenden las características propias de los diferentes tipos

de obras:

a) Presa

El macizo de cimentación natural es rocoso y en cuanto a su litología, se trata de rocas

débiles, intensa y desfavorablemente estratificadas, muy alteradas con

discontinuidades de mediana frecuencia y actitud media, de igual manera, posee

condiciones geomorfológicas medias con ángulos de 20° a 35°, poco escalonada y con

pocas capas portantes.

10

De acuerdo con sus rasgos tectónicos, existen fallas inferidas que no se encuentran

activas mientras que geológicamente las rocas presentan un módulo de deformación

de E=5 GPa y un coeficiente de dureza de 4, asumidos de acuerdo a las características

analizadas; además al mostrarse medianamente fracturadas requieren de un

tratamiento de consolidación antes de la implantación de una obra hidráulica. Dicho

tratamiento busca mejorar las condiciones de resistencia y deformabilidad en la capa

activa de la base de la cimentación a través de inyecciones de soluciones de cemento.

Por otro lado, la roca de cimentación es medianamente permeable, por lo que se

necesita de una cortina de impermeabilización y drenaje vertical parcial del agua de

filtración y de acuerdo a su capacidad de soporte requiere poco tratamiento y/o sobre

excavación

De la consideraciones realizadas, se podría asumir que la roca se encuentra entre fuerte

y medianamente deformable complicada en su mayoría por la desfavorable

estratificación existente, es por estas razones que en las condiciones geotécnicas dadas

resultaría necesario implantar presas con alturas únicamente hasta 60-70 (m), cuya

excavación promedio se encontrará entre 5 y 20 metros, esto, debido a que presas

con alturas superiores a las indicadas requerirían mayor profundidad de la cota de

cimentación, lo que involucraría el desalojo de grandes volúmenes de roca meteorizada

y además que el macizo sea sometido a un importante y costoso tratamiento de

consolidación.

Es importante citar que conforme se desprende el corte geológico en el eje de la presa

se observa que ésta se encuentra cimentada en roca intrusiva, lo que lleva a la

conclusión que al tratarse de una presa de mediana altura no implica complicaciones

en cuanto a solicitaciones sobre ella, especialmente solicitaciones a compresión.

11

b) Aliviadero

Al igual que el en caso del sitio de presa, hay presencia de fallas inferidas pero

inactivas, así como medianas fisuras en las fracturas existentes. Respecto a su

capacidad portante se trata de un macizo que requiere poco tratamiento y/o sobre

excavación y posee condiciones intermedias de meteorización.

Se deben realizar tratamientos de consolidación e impermeabilización similares a los

indicados para la presa con el fin de mejorar las condiciones de las rocas dada su

mediana fracturación y permeabilidad.

Se estima además, que la profundidad promedio de excavación necesaria para la

cimentación del aliviadero estará sobre los 20 metros.

c) Túnel de desvío

En el área de implantación de esta obra el macizo rocoso presenta características

intermedias y con algunos contactos, de 3 a 4 tipos litológicos, sus estructuras tienen

condiciones medianas de fracturación y estratificación (intensidad y posición) con

alguna indicación de falla.

Geológicamente existen rocas malas medianamente permeables y fracturación media,

no poseen autosustentación, razón por la cual se prevé un revestimiento severo.

Para el recubrimiento la condición litológica es intermedia mostrándose rocas débiles

poco compactas y meteorizadas, además su extensión con espesor mínimo de 20 m no

sobrepasa el 10% del mismo, considerándose como una condición favorable.

Por otro lado, los portales poseen malas condiciones geotécnicas, geomecánicas y

geomorfológicas de implantación.

12

d) Túnel de carga

Se aprecia que la composición y estructura de la roca de implantación muestra entre 3

y 4 tipos litológicos con características de intermedias a malas y algunos contactos y

que sus estructuras exhiben medianas y desfavorables condiciones de fracturación y

estratificación (intensidad y posición) con alguna indicación de falla. Es importante

destacar que la presencia de roca mala sin autosustentación, hace prever la necesidad

de un revestimiento exigente.

Es de formación geológica medianamente permeable y estructuras con condición de

fracturación intermedia. Las rocas que constituyen el recubrimiento del túnel de carga

son de condición intermedia y débiles, mientras que la extensión del mismo con

espesor mínimo de 20 m se encuentra en un rango del 10% al 20 %.

Sus portarles de entrada y salida tienen idénticas características que las mencionadas

en el túnel de desvío.

e) Casa de máquinas subterránea

Se estima que su lugar de implantación se caracteriza por la presencia de rocas duras,

isotrópicas, homogéneas y de un solo tipo con estructuras de medianas condiciones de

fracturación y estratificación (intensidad y posición) y alguna indicación de falla; ésta

última característica también es evidenciada en las estructuras de la sustentación, con

la diferencia que en ella se muestra roca compacta y/o bien consolidada con

características de autosustentación.

En cuanto a sus particularidades hidrogeológicas se trata de estructuras de condición

intermedia y formación geológica poco permeable, por lo cual se requiere realizar un

drenaje denso e impermeabilizaciones locales; por otra parte, la litología indica que el

13

recubrimiento de la obra se forma de rocas duras, masivas, compactas y sanas y su

extensión con espesor mínimo del 7%, supera los 100 m de longitud.

1.2 Información hidrológica

La información hidrológica entregada corresponde a datos recopilados en el año 1988,

directamente por INECEL, en una estación propia ubicada en el sitio de estudio, lo que

permitió la obtención de datos de caudales medios mensuales para 20 años.

A partir de dicha serie hidrológica se podrá establecer la altura de presa, la producción

energética y los distintos niveles y volúmenes de embalse.

Sin embargo; se debe aclarar que estos valores han sido sometidos a un análisis de

consistencia, validación y homogenización, adquiriéndose finalmente los que se

muestran en la tabla 1.

En cuanto al caudal para el diseño del aliviadero se ha adoptado el valor de 899 m3/s,

obtenido en el estudio previo correspondiente a una crecida máxima de diseño

estimada para 1000 años.

14

Tabla 1.

Caudales Medios Mensuales Río Machinaza (m3/s)

Elaborado por: Vanessa Valdivieso

1.3 Información sedimentológica

En cuanto a esta información relativamente necesaria para la determinación del nivel

y volumen muerto de embalse que permita almacenar el material sedimentario a lo

largo de los 50 años de vida útil establecidos para la obra, fue proporcionado el aporte

de sólido anual correspondiente a un valor de 252480000 kg.

AÑO ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC MEDIA

1964 26,55 26,02 28,04 27,76 33,64 29,5 24,06 29,85 27,37 25,89 23,45 21,41 26,96

1965 21,92 21,65 21,5 21,79 26,33 29,54 28,37 25,98 25,12 22,67 23,26 21,5 24,14

1966 24,97 22,34 24,11 25,48 23,61 21,83 21,55 25,13 27,65 21,66 20,27 20,67 23,27

1967 23,23 21,79 21,04 23,96 23,28 23,85 25,80 28,15 25,87 24,2 20,78 22,6 23,71

1968 25,78 21,26 24,82 25,37 22,77 25,02 29,16 28,7 26,53 24,14 22,47 20,77 24,73

1969 21,89 24,01 22,4 23,19 24,38 25,04 23,31 28,29 25,34 21,9 21,94 24,05 23,81

1970 27,14 26,81 25,72 26,49 25,19 28,62 20,88 24,42 24,33 24,14 24,01 24,05 25,15

1971 25,28 25,87 26,47 26,57 24,79 28,26 25,98 29,6 27,61 24,14 22,53 21,98 25,76

1972 27,15 23,94 25,24 27,21 25,47 27,58 29,14 27,18 28,15 23,52 23,02 23,28 25,91

1973 27,68 30,10 25,32 24,01 25,74 26,51 29,03 29,73 26,43 24,68 22,62 22,05 26,16

1974 22,66 21,66 21,1 23,04 23,32 24,77 23,96 27,15 26,78 24,75 25,12 26,02 24,19

1975 21,65 27,45 22,31 25,54 27,98 28,28 28,81 28,22 24,87 22,61 18,47 19,40 24,63

1976 24,76 18,89 24,54 22,91 27,11 28,76 25,15 29,28 27,06 21,74 23,16 21,15 24,54

1977 23,9 25,20 27,10 26,69 25,25 26,47 25,29 25,99 25,85 24,11 22,96 23,69 25,21

1978 27,01 23,50 22,26 22,64 28,13 25,04 25,1 27,93 26,11 23,90 18,85 22,76 24,44

1979 22,74 18,77 25,27 25,56 28,03 25,36 29,47 25,27 25,11 21,67 14,42 21,85 23,63

1980 23,34 23,09 27,34 25,75 27,59 26,04 26,76 25,93 24,78 25,22 20,90 22,04 24,90

1981 23,5 26,53 21,21 28,47 23,53 27,04 21,48 25,09 23,75 23,44 18,61 24,23 23,91

1982 23,07 22,00 22,14 23,83 24,25 24,00 23,76 25,96 25,97 24,93 22,42 24,22 23,88

1983 26,07 26,84 25,06 23,50 28,04 24,38 19,38 24,36 25,91 24,55 24,90 23,88 24,74

MEDIA 24,51 23,89 24,15 24,99 25,92 26,29 25,32 27,11 26,03 23,69 21,71 22,58 24,68

MAXIMO 27,68 30,10 28,04 28,47 33,64 29,54 29,47 29,85 28,15 25,89 25,12 26,02 26,96

MINIMO 21,65 18,77 21,04 21,79 22,77 21,83 19,38 24,36 23,75 21,66 14,42 19,40 23,27

TABLA DE CAUDALES MENSUALES (m3/s)

15

1.4 Información topográfica

Corresponde a la representación gráfica del área del proyecto ubicado en la Provincia

de Zamora Chinchipe, la misma que fue entregada en forma física con cotas cada 20

metros; sin embargo, esta información fue complementada con la obtenida en el

Instituto Geográfico Militar a escala 1:50.000 con cotas separadas 10 metros entre sí

y actualizada al año 2013.

Figura 1.Topografía del lugar del proyecto. Río Machinaza


Además, la topografía ha sido utilizada para la construcción de las diferentes curvas

características de embalse, necesarias para la determinación de los respectivos niveles

de embalse.

1.5 Información climatológica

Los datos disponibles acerca de este parámetro fueron obtenidos de la Estación

Gualaquiza, ubicada en la provincia de Morona Santiago, sitio cercano al proyecto en

mención.

16

Las velocidades promedio actualizadas al año 2009 se muestran en el siguiente cuadro:

Tabla 2.

Velocidad del viento (m/s)

Fuente: INAMHI

Se estima que la velocidad de viento no indica grandes variaciones con el paso de los

años, por lo tanto, el valor promedio adoptado para establecer distintos parámetros

necesarios corresponderá a 21,53 km/h que es el equivalente a 5,98 m/s.

Periodo EN FEB MAR ABR MAY JUN JUL AG SEP OCT NOV DIC PROM

Media 1977-2009 6,4 6,5 5,9 5,8 6,1 6,5 5,4 5,7 5,5 6 5,8 6,2 5,98

Mínima 1977-2009 2 2 2 4 2 2 2 2 2 2 4 2 2,33

Máxima 1977-2009 10 10 10 8 10 21 10 10 8 10 10 10 10,58

VELOCIDAD DEL VIENTO (m/s)

ESTACIÓN GUALAQUIZA

17

CAPÍTULO 2

Formulación de alternativas preliminares

El diseño de la presa y restantes obras de embalse que permitan la regulación de los

caudales del río Machinaza para utilizarlos en el proyecto hidroeléctrico del mismo

nombre, será desarrollado en el marco de los procedimientos generales establecidos

por el US BUREAU OF RECLAMATION para el diseño de proyectos hidráulicos.

Considerando las condiciones topográficas, geológico - geotécnicas y de

disponibilidad de materiales, resulta razonable plantear dos alternativas del proyecto,

en relación a la presa de derivación:

ALTERNATIVA “A”, con una presa ciega de enrocado, provista de una pantalla de

impermeabilización de hormigón armado. La alternativa incluye un aliviadero con

pozo vertical para la evacuación de crecidas;

ALTERNATIVA “B”, con una presa de hormigón a gravedad con vertedero

incorporado, para la evacuación de crecidas.

La comparación técnico- económica de estas dos alternativas permitirá seleccionar la

mejor.

2.1 Presa de regulación y características del embalse

Esta obra sirve principalmente como una estructura de contención que dará lugar al

almacenamiento de las aguas del río Machinaza en un embalse; los tipos de presa de

regulación propuestas inicialmente como posibles alternativas para el presente

proyecto son dos: presa ciega de escollera con aliviadero o presa de hormigón a

gravedad con vertido incorporado, ésta última conocida también como presa vertedero

puede estar o no provista de compuertas. Sin embargo, es necesario indicar que se

descarta el análisis de la presa vertedero con compuertas considerando que el área de

18

inundación determinada a partir de la curva de áreas de espejo de aguas es

relativamente pequeña, con un valor inferior a 250 Ha.

Para el diseño de la presa en sus dos alternativas se parte de las condiciones físicas del

sitio y de los niveles característicos de embalse determinados para cumplir los

objetivos del proyecto en lo que tiene que ver con satisfacer el gráfico de demanda con

un nivel de garantía apropiado y disponer del volumen para acumular sedimentos

durante la vida útil del sistema.

En consecuencia, para llevar a cabo el dimensionamiento de la presa, es necesario

obtener inicialmente las curvas de embalse, así como sus distintos niveles y volúmenes

característicos referidos a continuación:

2.1.1 Curvas de embalse.

Las curvas de embalse son dos y permiten establecer una relación analítica del

volumen de embalse y el área de espejo de aguas con el nivel de embalse; la segunda

relación se construye a partir de la información topográfica del área del proyecto y

muestra la superficie del espejo de aguas en cada elevación; por su parte, la primera

curva se obtiene de la conformación de la curva área de espejo de aguas-elevación e

indica el volumen almacenado en cada cota.

2.1.2 Niveles y volúmenes característicos de embalse.

Tres son los niveles característicos de embalse:

Nivel muerto de embalse (NME)

Nivel normal de embalse (NNE)

Nivel forzado de embalse (NFE)

19

Entre los niveles característicos de embalse se ubican sus respectivos volúmenes

característicos de embalse:

Volumen muerto de embalse (VME)

Volumen útil de embalse (VUE)

Volumen forzado de embalse (VFE)

• Volumen muerto de embalse (VME) y nivel muerto (NME)de embalse

El VME y su correspondiente NME son aquellos que permiten cumplir dos

condiciones: a) Entregar el agua al usuario o usuarios del sistema con el nivel

piezométrica requerido en la abscisa inicial de la obra de conducción; y, b) posibilitar

la acumulación de sedimentos a lo largo de la vida útil del sistema que, en el presente

caso, es de 50 años.

Para satisfacer la segunda condición el VME es necesario determinar inicialmente el

peso volumétrico de suelo sumergido a partir del peso específico del agua, peso

específico volumétrico de sedimento seco y su porosidad; posteriormente el VME será

calculado dividiendo el aporte del sólido anual para el dicho peso sumergido y

multiplicado por el tiempo de vida útil.

• Volumen normal de embalse, VNE

Conocido también como volumen útil o volumen de operación del embalse, está

comprendido entre el nivel muerto y el nivel forzado de embalse, y se obtiene como

resultado de la simulación de la operación del embalse durante el periodo hidrológico

establecido para la formulación del proyecto de ingeniería.

20

• Nivel normal de embalse, NNE

Es aquel que delimita y permite contar con un volumen útil de embalse que sea capaz

de satisfacer los caudales requeridos por el usuario con la garantía en volumen y

tiempo previamente establecido; dicho nivel de garantía en el presente proyecto se

asume del 95%. En el proceso de operación del embalse, el NNE es considerado como

el máximo de operación y no puede ser excedido, salvo en situaciones especiales

durante los periodos de crecida en los cuales los volúmenes excedentes son evacuados

a través de las obras del aliviadero.

Dado que el volumen útil ya fue obtenido inicialmente, este nivel se obtiene de igual

forma que el nivel muerto, a partir de las curvas de embalse, cuya cota deberá

corresponder al volumen establecido.

• Volumen forzado de embalse

Es el volumen ubicado entre el nivel forzado y el nivel normal de embalse; tiene como

objeto almacenar temporalmente (laminar) el volumen de la crecida, para que sea

evacuado a través del aliviadero que, por este efecto (efecto de laminación) es diseñado

para un caudal inferior al pico de la crecida.

• Nivel forzado de embalse

Es el nivel extraordinario que se presenta de forma temporal durante la crecida de

diseño que corresponde a una probabilidad de ocurrencia o periodo de retorno

establecida previamente en función del nivel de importancia de la obra; para el

presenta proyecto en los términos de referencia se ha adoptado el periodo de retorno

de 1000 años. El NF

21

E genera la carga suficiente para descargar, a través del aliviadero de excedentes, el

caudal de diseño del aliviadero obtenido al considerar el efecto de laminación ya

referido. Dicha carga se encuentra en el rango de 2 a 5 metros para el tipo de aliviadero

considerado en el proyecto.

Para determinar el NFE, generalmente, se requiere de un proceso técnico-económico

en el que intervienen el costo de la presa, costo del aliviadero y de la indemnización

por inundación.

Figura 2. Niveles y volúmenes característicos de embalse.


2.2 Alternativas a considerarse

2.2.1 Presa ciega de escollera con aliviadero

La presa de escollera será construida con materiales seleccionados que se encuentren

disponibles en el entorno del sitio de presa del proyecto Machinaza a fin de reducir la

distancia de su transporte, además el relleno del que está formado su cuerpo deberá

evitar la presencia de heterogeneidades granulométricas locales y deficientes

compactaciones que puedan provocar erosiones, deformaciones internas y por

consiguiente la total destrucción de la estructura.

VFE

Cresta de la presa

NME

NFE

VME

VNE

NNE

22

Una vez realizada la operación de embalse se concluyó que la presa será de 70 (m) de

altura. Además, dada la magnitud del impacto que tendrá en la seguridad y economía

de la sociedad por daño o salida de funcionamiento, y tomando en cuenta la altura del

frente de contención, material de la presa, la potencia instalada y el tipo de macizo de

cimentación, se asignó a la obra el nivel de importancia I. En el presente caso esta

asignación tendrá incidencia principalmente en la magnitud de los factores de

seguridad.

Tabla 3.

Nivel de importancia de presas en función de su altura y del macizo de cimentación

Fuente: (Ministerio de desarrollo regional Federación Rusa, 2012)

Se concluyó que la cresta de la presa tendrá un ancho total de 10 (m) en concordancia

con lo anteriormente indicado y estimando que se utilizará como vía carrozable. El

ancho de mínimo recomendado por el U.S. Army Corps of Engineers es de 7.5 metros

para lograr una adecuada compactación de la presa

Primordialmente por condiciones de estabilidad de taludes, el perfil transversal de la

presa de escollera tiene forma trapezoidal cuyos coeficientes de talud asumidos

inicialmente serán de 1,75 tanto aguas arriba como aguas abajo. Este coeficiente será

verificado en el análisis de estabilidad al deslizamiento.

I II III IV

A > 80 50-80 20-50 < 20

B > 65 35-65 15-35 < 15

C > 50 25-50 15-25 < 15

A > 100 60-100 25-60 < 25

B > 50 25-50 10-25 < 10

C > 25 20-25 10-20 < 10

A = Rocas

C = Suelos arcillosossaturados en estado plástico

TIPO DEL

MACIZO DE

CIMENTACI

ÓN

ESTRUCTURA

2) Presas de hormigón y hormigon armado;

estructuras bajo nivel de centrales

hidroeléctricas; exclusas de navegación y

otras estructuras que forman parte del

frente de contención

1) Presas de materiales de lugar

ALTURA DE LA PRESA (m), PARA SU

NIVEL DE IMPORTANCIA

NIVEL DE IMPORTANCIA DE PRESAS EN FUNCIÓN DE SU ALTURA Y DEL MACIZO DE

B = Suelos arenosos, suelos de granulometría gruesa, suelos arcillosos duros y semiduros

23

Como elemento de control de filtración, se incorporó una pantalla de hormigón armado

sobre el paramento aguas arriba de la presa.

• Análisis a los que debe ser sometido el perfil transversal de una presa de

escollera

Para llevar a cabo el proceso de diseño de este tipo de presas (Chugaev, 1988) afirma

que es necesario que se realicen los siguientes análisis:

a) Análisis de estabilidad de taludes. Tiene como finalidad comprobar la

estabilidad del talud para infinidad de superficies de deslizamiento, generalmente, de

forma circular, estableciendo para cada una su correspondiente factor de seguridad al

deslizamiento; es así que, para que el talud sea considerado estable, el valor mínimo

obtenido del factor de seguridad no debe ser inferior al factor de seguridad al

deslizamiento permisible, el mismo que depende tanto del nivel de importancia de la

obra como de la combinación de fuerzas básica y especiales. La práctica de diseño

permite de antemano establecer un área de centros de deslizamientos en la que se ubica

el centro crítico, es decir aquel al que corresponde el menor factor de seguridad.

Se descartó totalmente el análisis de filtración de la presa dado que se adoptó un

método de control indicado en el punto anterior.

Por otro lado, no cabe del análisis de deformaciones debido a que los asentamientos

producidos en el enrocado de la presa pueden ser excluidos gracias a un adecuado

proceso constructivo, mientras que, los producidos en el macizo de cimentación son

inexistentes, dado que se trata de roca.

24

2.2.2 Presa de hormigón a gravedad con vertido incorporado

Conocidas también como presa vertedero, permiten la evacuación del caudal de

crecida a través del perfil de la presa debido a su vertido incorporado. Se asignó a la

obra el nivel de importancia I por las mismas razones establecidas para presa de

escollera.

• Procedimiento para el diseño de una presa de hormigón a gravedad con

vertido incorporado

Se diseña para cumplir condiciones de estabilidad al deslizamiento y ausencia de

esfuerzos de tracción en el cuerpo de la presa, de tal manera que se convierta en la

opción más viable y económica a adoptarse.

Se evidencia que dichas condiciones son satisfechas a partir de un perfil teórico

preliminar con forma triangular y altura correspondiente a la que la presa alcanza hasta

su Nivel Normal de Embalse; además a partir de un conjunto de ecuaciones obtenidas

en base a las premisas indicadas se logra determinar el ancho de la base de la presa y

la ubicación del vértice superior del perfil.

Para el caso de presas vertedero cimentadas en suelo, el frente de la presa se determina

dividiendo el caudal de crecida máxima para un caudal unitario asumido como un

concepto técnico-económico que involucra los costos, por un lado, de la presa y, por

otro lado, de la obra de disipación aguas abajo de presa. La práctica de diseño evidencia

que para presas cimentadas en suelo el caudal unitario generalmente está en el rango

entre (10-30) m3/s*m y (50-60) m3/s*m, en tanto que para presas vertedero

cimentadas en roca el caudal unitario puede estar entre 100- 120 m3/s*m ; en caso de

rocas de excelente calidad los valores pueden ser mayores (Chugaev, 1988).

Se determina la carga necesaria para que se produzca la evacuación de la crecida

utilizando la ecuación del vertedero, con este valor se genera la configuración

25

hidráulica del vertedero (tipo Creaguer) cuyas coordenadas reales se obtienen

multiplicando las coordenadas Creager-Offizyerov para una carga H= 1 (m) por la

carga de diseño.

La cota de la cresta de la presa se calcula restando la carga de diseño del NFE, a partir

de este parámetro, de la cota del fondo del cauce en el sitio de implantación de la presa

y de los indicadores de corte del suelo de cimentación, cohesión y ángulo de fricción,

se elabora el perfil teórico triangular de la presa.

Por consiguiente, se obtiene el perfil preliminar de la presa sobreponiendo los perfiles

teórico triangular e hidráulico; por su parte éste se convierte en perfil constructivo al

configurar el contorno subterráneo con sus respectivos elementos horizontales y

verticales en el sitio de contacto del suelo de cimentación con la presa (Calahorrano,

2016). Esta modificación permitirá garantizar la resistencia del suelo de cimentación

a la filtración, así como disminuir la subpresión.

El perfil constructivo incluye además galerías, dentellones, etc.

• Procedimientos para verificar el perfil constructivo de la presa de hormigón

A diferencia del análisis del perfil teórico triangular, en este análisis es necesario que

se incluyan todas las fuerzas actuantes para combinación básica de fuerzas y

combinaciones especiales. Este perfil debe ser sometido a dos verificaciones:

1) Estabilidad al deslizamiento. Realizada por medio del factor de seguridad al

deslizamiento cuyo dato se obtiene dividiendo el valor calculado de la

multiplicación del coeficiente de fricción de la roca de cimentación por las fuerzas

normales sumado a la cohesión específica por la base de la presa, para las fuerzas

deslizantes; por lo tanto, dicho valor obtenido debe ser superior al permisible que

depende de la combinación de fuerzas y el nivel de importancia de la obra.

26

En el análisis de la combinación básica intervienen las fuerzas de gravedad, presión

hidrostática, presión de sedimentos, presión de empuje de suelo saturado aguas

arriba y subpresión; mientras que en la combinación especial son añadidas las

fuerzas sísmicas que actúan en el agua, cuerpo de la presa y sedimentos,

considerando un coeficiente sísmico (Ks) que establece la relación entre la

aceleración sísmica y la aceleración de gravedad, asumiendo además, la dirección

menos favorable de la aceleración sísmica, que en el presente caso es hacia la

desestabilización del talud.

Esta verificación incluye el análisis al deslizamiento plano y, de ser necesario, el

análisis al deslizamiento profundo.

2) Verificación de resistencias. Comprende la determinación de los esfuerzos

máximos y mínimos en la base de la presa, estableciéndose que el máximo no debe

ser superior al permisible y el mínimo tiene que ser mayor o igual que cero.

Por otro lado, en caso de no cumplirse las condiciones de resistencia respecto al

esfuerzo máximo y mínimo, será necesario realizar las modificaciones pertinentes

en la presa o en su contacto, hasta satisfacer dichas condiciones.

3) Análisis del flujo de filtración. Es otro análisis al que debe ser sometida esta presa,

se realiza por medio del método de coeficientes de resistencia, que establece que

la carga de trabajo de la obra es repartida en pérdidas de carga locales y

longitudinales en el flujo de filtración entre el contorno subterráneo y el nivel

impermeable. A partir de este modelo se construye el diagrama de subpresión y se

determina la gradiente máxima de salida del flujo de filtración; lo primero incide

en la verificación de estabilidad al deslizamiento y de resistencias, en tanto que lo

segundo permite diseñar el filtro invertido colindante con el drenaje horizontal que

evacua el caudal de filtración

27

Dicha gradiente puede ser calculada también por el método de la línea de contorno

desarrollado; además, con este método, se determina el caudal de filtración cuando

el espesor de la capa permeable del suelo de cimentación es alto, en cuyo caso el

método de coeficientes de resistencia no es recomendable para obtener dicho

caudal.

2.3 Aliviadero de excedentes

La alternativa de presa de escollera debe incluir un aliviadero, para el efecto se propone

un aliviadero cerrado con orificio superficial de entrada y pozo vertical capaz de

evacuar el caudal de diseño en cuya determinación se considera el efecto de laminación

del embalse.

• Procedimiento para determinar el caudal de diseño del aliviadero de

excedentes;

Tanto para el aliviadero independiente como para la presa vertedero este caudal se

diseña a partir de la crecida máxima y considerando la capacidad de laminación del

embalse, bajo la premisa que éste se encuentra lleno cuando empieza la crecida; para

el efecto se sobreponen los gráficos de conformación de la crecida (hidrograma de

crecida) y de trabajo del vertedero tipo creager de ingreso al aliviadero y que funciona

como no sumergido.

A partir de las operaciones correspondientes se obtiene el caudal de diseño del

aliviadero.

• Criterios para el diseño del aliviadero de excedentes

(Chugaev, 1988) afirma que el aliviadero de excedentes constituye la principal obra

de desagüe para la descarga de los volúmenes excedentes durante el periodo de crecida

y por lo tanto requiere de elementos que le permitan cumplir satisfactoriamente sus

funciones.

28

El elemento de ingreso estará formado por la excavación de acercamiento y el embudo

receptor con cresta que trabaja como vertedero circular, se plantea esta opción en lugar

de un vertedero superficial debido que la roca intrusiva que configura el sustrato del

sitio posee una capa meteorizada significativa. Con esta medida la restitución de las

aguas evacuadas no se efectúa en una zona cercana al pie de presa por lo que no existe

peligro que la erosión generada aquí pueda dañarla.

Para el dimensionamiento del radio del vertedero circular se parte de la información

obtenida anteriormente de caudal de diseño, cota del NNE y la cota del NFE, para

lograr establecer la carga H sobre la cresta del vertedero circular.

A continuación, se asume que el frente requerido es: y utilizando la fórmula

del vertedero rectangular no sumergido se determina el radio necesario y por

consiguiente el frente.

El ancho del canal de acercamiento al vertedero se determina bajo la condición de

tener la velocidad máxima permisible en éste (vmax.per. =2,5 m/s), para el efecto, se

considera que el caudal en las diferentes secciones del canal tiene distinta magnitud.

Al tratarse de una descarga a través de un vertedero-embudo es probable que se

originen los siguientes regímenes de trabajo del embudo, en caso de no existir

sumersión desde el trayecto subsiguiente (pozo-codo-túnel).

𝑏 = 2𝜋 𝑅𝑜

29

Tabla 4.

Régimen de trabajo del embudo

Fuente: (Chugaev, 1988)

Cuando R<2.2H, se produce el auto cubrimiento de la lámina; es por ello que adoptar

un radio del vertedero circular (sin cresta plana) inferior no es adecuado. La sumersión

puede también producirse debido a de la capacidad de descarga limitada en el trayecto

existente después del vertedero.

Por su parte el embudo puede ser sin cresta plana o con cresta plana, la primera

solución se produce cuando la relación del radio y la carga se encuentra en el rango de

2,2 y 5, mientras que la segunda se origina cuando está en el rango de 5 a 7.

En el primer caso, el perfil del embudo se construye por medio del método de cálculo

de la trayectoria de la lámina central, el eje de coordenadas se sitúa en el eje del flujo,

en la sección de la cresta, donde la profundidad corresponde al 75% de la carga. Se

determina la velocidad en la cresta, la velocidad media y el espesor de la lámina en

cualquier sección (h) y se configura el perfil de la superficie libre de dicha lámina

ubicando en las diferentes secciones en la normal, hacia la lámina central, la magnitud

del segmento 0,5 h y uniendo sus extremos.

En el segundo caso la construcción del perfil del embudo y de la superficie libre se

realiza de igual forma que en el primero, con la diferencia que sus parámetros son

obtenidos usando ecuaciones que presentan variaciones.

Relación

H/R

< 0,46 Vertedero no sumergido

O,46-1 Vertedero sumergido

1,0—1,6Lámina de agua parcialmente

cubierta

>1,6Lámina de agua totalmente

cubierta

Debido a la auto sumersión la capacidad de

descarga de vertedero disminuye; en caso

de H/R=0,8-1, sobre la lamina se establece

la superficie libre horizontal

El régimen es cercano al del flujo a través

de un orificio sumergido de fondo

Régimen de trabajo Observaciones

30

2.4 Criterios para el diseño de la obra de toma desde embalse

• Gráfico de demanda

A partir de la optimización de la operación del embalse para maximizar el efecto

energético con el nivel de garantía, en tiempo y volumen, previamente asumido (95%),

se obtiene el gráfico anual de demanda constituido por los caudales medios mensuales

que deben ser entregados a la central hidroeléctrica.

• Caudal de diseño

Es el caudal máximo del gráfico de demanda, que debe ser posible tomar con nivel

muerto de embalse y con todas las compuertas de la exclusa de captación abiertas.

• Características constructivas

Esta obra permite satisfacer la demanda por medio de la toma de caudales desde el

embalse; además (Chugaev, 1988) establece que debe cumplir ciertos requisitos para

su correcto funcionamiento, entre ellos están: evitar el ingreso de objetos flotantes

colocando, en el orificio de entrada, una rejilla metálica (en caso de considerarse

necesario); a través de compuertas regular el ingreso de los caudales, de tal manera

que, en casos especiales, sea posible detener el servicio; captar el caudal máximo de

demanda con NME y finalmente, no generar deslizamientos aguas abajo ni en los

taludes que se encuentran cerca al orificio de entrada.

Debido a que la altura de desembalse supera los 5(m) y para no recurrir a la

implantación de muros de gran altura, que incrementarían considerablemente los

costos, se adoptan orificios de captación sumergidos.

Es importante recalcar que el borde superior del conducto de captación debe ubicarse

bajo el NME con la finalidad de permitir que se originen vórtices para el transporte de

objetos flotantes.

31

2.5 Criterios para el diseño de túneles y conductos de carga

El túnel de carga conduce el agua desde el embalse de regulación hasta el tanque de

presión. Los conductos de carga de acero conducen el agua desde el tanque de presión

hasta las turbinas de la central.

El dimensionamiento del túnel y los conductos de carga es producto de un análisis

técnico económico en el que, por una parte, varían el diámetro de las conducciones

(por consiguiente, su costo) y, por otra parte, la pérdida de carga (por consiguiente, el

costo de la energía perdida considerando un valor de 10ctvs por KWh de acuerdo a

información de proyectos similares). El diámetro óptimo corresponde al menor costo

sumatorio.

La ecuación fundamental para el análisis es la Darcy-Weisbach. en este caso, el

modelo de análisis hidráulico del túnel y de los conductos de carga forma parte del

diagrama de flujo del modelo de operación de embalse (Chugaev, 1988).

2.6 Criterios para el diseño, selección del número de bloques, tipo y parámetros

de las turbinas

Para determinar el número de turbinas requeridas (Karelina & Kriuchenko, 1992)

señalan que se parte del análisis del régimen de operación de la central hidroeléctrica

en el sistema y de la magnitud de la potencia instalada, tomando en cuenta que el

número mínimo de bloques es dos; sin embargo, cuando en un sistema energético

principal se trabaja con una central de potencia realmente pequeña, se admite colocar

un solo bloque o turbina.

La selección del tipo de turbina se realiza, a partir de la potencia y la carga, en los

gráficos consolidados de los campos de aplicación.

32

Cuando se tiene turbinas Kaplan y diagonales con curva de trabajo ensanchada, la

presencia de dos bloques garantiza un elevado coeficiente de eficiencia (); por su

parte para cualquier turbina, tres o hasta cuatro bloques proporcionan coeficientes de

eficiencia dentro del rango aceptable con soluciones satisfactorias; finalmente se

concluye que un número de bloques superior a cuatro es justificable únicamente

cuando la potencia unitaria establecida a una turbina es mayor que el valor máximo

constante en la nomenclatura del tipo adoptado de máquina hidráulica o en caso del

complicado transporte o aplicación de los rodetes debido a sus dimensiones.

Para establecer la cantidad de turbinas se considera la potencia instalada, la eficiencia

del generador y la potencia mínima de la central con su respectiva duración,

esclareciendo que es peligroso que una turbina realice un trabajo continuo una con

potencia por debajo del 40% de su potencia nominal.

Una vez establecido el número de bloques a adoptarse a partir de la potencia instalada

de la central hidroeléctrica, se determina la potencia de cada una de las turbinas que

permitirán la posterior selección de su tipo y dimensiones.

A su vez, se establece la carga de cálculo (Hc) de la central que, para cálculos previos

es recomendable adoptar un valor medio ponderado (Hmp) o ligeramente inferior.

Tomando como referencia datos estadísticos de centrales hidroeléctricas que han sido

construidas y diseñadas, para las centrales de derivación; respecto al presente proyecto,

se puede asumir Hc= (0,95-1,0) Hmp.

La selección de las turbinas hidráulicas en los gráficos consolidados de los campos de

aplicación se lleva a cabo localizando en ellos el punto de encuentro de la potencia de

la turbina y la carga de cálculo. La ubicación de dicho punto en los límites de uno de

los campos del grafico consolidado indica el apropiado tipo y construcción de la

turbina (García & Nava, 2014).

33

Si el punto de cálculo se ubica en una zona correspondiente a dos campos

sobrepuestos, es necesario determinar los parámetros básicos de la turbina para cada

una de las posibilidades generadas, establecer una comparación y finalmente

seleccionar la variante favorable. Las turbinas a reacción grandes establecidas para

cargas de 3 a 500m. y potencia unitaria de hasta 800 MW son elaboradas con

dimensiones de 1,8 m a 10,5 m respecto a los diámetros de rodete.

Un gráfico consolidado que contenga los campos de aplicación de las turbinas grandes

tipo Francis y Kaplan de nomenclatura moderna está disponible en fuentes

bibliográficas especializadas.

El diámetro nominal (D1), frecuencia de rotación (n) y altura de aspiración (Hs) de

una turbina pueden ser obtenidos en una forma más confiable por medio de las

características universales incorporadas en la nomenclatura para cada tipo de turbina.

Para calcular el diámetro del rodete, el valor del coeficiente de eficiencia de la turbina

puede ser asumido de acuerdo al tipo de turbina: para las turbinas Kaplan n=0,86-0,89,

mientras que para las turbinas Francis n=0,88-091, estableciéndose que los mayores

valores de n corresponden a los mayores valores del diámetro D1.

Para las turbinas Francis, la magnitud del parámetro Q1 usado en la ecuación para

determinar el parámetro anterior, se logra de la característica universal en la línea 5%

de reserva de potencia, para la condición n= n’1opt, donde n’1opt es conocida como

la frecuencia ponderada de giro que, en la característica universal, corresponde al

punto de óptimo del coeficiente de eficiencia.

Para obtener el valor de la frecuencia de rotación (n’1), es preciso considerar el

aumento de la frecuencia ponderada de rotación de acuerdo con el aumento del

diámetro del rodete de la turbina en la relación (/M)0,5, donde corresponde al

coeficiente de eficiencia de la turbina y M es el coeficiente de eficiencia del modelo.

34

Se debe aclarar que el incremento de la frecuencia ponderada de rotación (1) se

establece para el punto óptimo.

Para decidir acerca de la adecuada selección del diámetro nominal del rodete de la

turbina D1 y su correspondiente frecuencia de rotación, en el régimen de operación del

sistema energético de la central hidroeléctrica, se requiere que en la característica

universal principal sea introducida la zona de trabajo de la turbina.

Se considera acertada la selección de los parámetros de la turbina si la zona de su

trabajo se sitúa en la región central de la característica, garantizando valores del

coeficiente de eficiencia lo suficientemente altos. Sin embargo, si el centro de la zona

de trabajo de la turbina se ubica en un sitio bastante desplazado respecto al centro de

la característica universal, se deberá realizar una nueva selección de los parámetros de

la turbina, cambiando los valores de D1 y n.

2.7 Criterios para el diseño de las restantes obras de desagüe

2.7.1 Desagüe de uso actual y/o ecológico

Se estimará un 5% del caudal medio mensual mínimo del año promedio obtenido de

la serie de los caudales medios mensuales previamente establecidos en el capítulo 1,

en el punto referente a información hidrológica como caudal de diseño de esta obra.

Será de acero y sección circular, mientras que la velocidad media asumida

corresponderá a un valor de 4 (m/s).

2.7.2 Desagüe de construcción

• Caudal de construcción

De acuerdo a la práctica de diseño se asumirá un caudal con probabilidad de ocurrencia

50-100 veces mayor a la probabilidad de la crecida para el aliviadero de excedentes.

35

• Túnel de desvío y ataguías

El dimensionamiento es producto de un análisis técnico-económico en el que, por una

parte, varía el diámetro del túnel y, por otra parte, el costo de las ataguías. El punto

óptimo corresponde al menor costo sumatorio.

2.8 Criterios para la evaluación ambiental

A través de una matriz, se realiza un análisis de los posibles impactos ambientales

negativos, positivos, permanentes o temporales que puedan producirse con la puesta

en marcha del proyecto, estableciendo la dimensión y grado de importancia con la que

éstos afectan a los componentes físicos o sociales del entorno que permitan determinar

las medidas necesarias para evitar, monitorear y mitigar dichos impactos.

2.9 Criterios para la evaluación económica.

2.9.1 Precios unitarios.

Se realizará el análisis de los precios unitarios correspondientes a los rubros más

representativos del proyecto. Para los restantes rubros se utilizarán precios unitarios

referenciales.

2.9.2 Costos

A partir de los precios unitarios y las cantidades de obra se obtendrán los costos para

todos los rubros del proyecto.

2.9.3 Presupuesto

A partir de los costos obtenidos e incluyendo gastos de ingeniería, administración e

imprevistos, se obtendrá el presupuesto del proyecto actualizado a la fecha de su

elaboración.

36

2.9.4 Gastos de operación y mantenimiento

A partir de información de proyectos similares se estimarán los gastos anuales de

operación y mantenimiento durante la vida útil del sistema.

2.9.5 Ingresos

A partir de la producción energética anual se establecerán los beneficios anuales.

2.9.6 Flujo de caja

Utilizando la correspondiente tasa de actualización se establecerá el flujo de gastos y

beneficios durante la vida útil del sistema.

2.9.7 Indicadores económicos

Con la información del flujo de gastos y beneficios actualizados se obtendrán los

indicadores económicos representativos: VAN, B/C; TIR; COSTO/KW

INSTALADO; COSTO/ KW-HORA PRODUCIDO.

37

CAPÍTULO 3

Comparación de alternativas planteadas y selección de la más favorable

Se han formulado dos alternativas para las obras de embalse del proyecto

hidroeléctrico Machinaza, la primera corresponde a una presa de escollera con

aliviadero y la segunda a una presa de hormigón a gravedad con vertido incorporado

sin compuertas, como se indicó anteriormente, la presa vertedero con compuertas fue

descartada para ser sometida a análisis debido a la reducida área de inundación.

3.1 Presa de escollera

Esta obra se construye utilizando el material disponible en el área colindante con el

sitio de implantación, estableciéndose, de preferencia, que el cuerpo de la presa debe

estar provisto de materiales de diferente granulometría para evitar su erosión interna.

Sin embargo, debido a la escasa información referente a la presencia de canteras

cercanas, fue necesario inclinarse por la opción de triturar in situ el material resultante

de los procesos de excavación, de conformidad con los requerimientos para la

construcción de la presa. Entre estos requisitos se detallan que las piedras pequeñas

de hasta 10 kg de peso deben constituir no más del 5% de la totalidad de la presa y las

que tengan un peso entre 10 y 30 kg no más del 25%, estableciéndose como exigencia

que la piedra más gruesa debe ubicarse en los taludes de la presa y la más pequeñas en

la parte central.

Su perfil es trapezoidal mientras que la base de su cimentación tiene forma rectangular,

estableciéndose como condición determinante que para su diseño exista ausencia de

esfuerzos a tracción en el cuerpo de la presa.

38

Tiene entre las principales ventajas que, durante su construcción las condiciones

climáticas no influyen y que los trabajos son casi totalmente mecanizados.

3.2 Presa de hormigón a gravedad con vertido incorporado

Llamada también presa vertedero debido a que a través del perfil de la presa se evacúa

la crecida de diseño, es de sección trapezoidal y para disminuir la presión en el cuerpo

de la presa se adopta el perfil práctico tipo Creager.

Es una estructura que cierra transversalmente el cauce del río para represar el agua

hasta el nivel definido en la operación de embalse; es importante destacar que este tipo

de presa, al igual que la presa ciega, debe cumplir condiciones de estabilidad al

deslizamiento y resistencia, excluyendo esfuerzos negativos y asegurando que el

máximo esfuerzo no supere la resistencia de la roca a la compresión. Estará limitada

por presas ciegas de hormigón a gravedad y separada por muros divisorios en cada uno

de sus extremos.

Las implantaciones de las alternativas 1 y 2 de presa para el presente proyecto se

pueden visualizar en las figuras 3 y 4 respectivamente.

Figura 3. Implantación de la presa ciega de escollera


39

Figura 4.Implantación de la presa de hormigón a gravedad con vertido incorporado


Posterior a la implantación de las distintas obras en la topografía entregada se

realizaron sus diseños y análisis respectivos evidenciados en los anexos 3, 4, 5, 6, 7 y

8; luego se obtuvieron los volúmenes de obra correspondientes a excavación y

hormigón que constituyen los rubros de mayor incidencia en la ejecución del proyecto,

por lo tanto, para tomar una decisión acerca de la alternativa más viable, se efectuó la

comparación técnico-económica de las mismas y se elaboró cada uno de sus

presupuestos estimativos mostrados en las tablas 4 y 5. Esta comparación incluye

exclusivamente los elementos no comunes a las dos alternativas, que son la presa y el

aliviadero de excedentes.

3.3 Presupuesto Estimativo presa de escollera

Tabla 5.

Presupuesto presa ciega de escollera


RUBRO DESCRIPCIÓN Unidad Cantidad Precio Unitario Costo Total

1 OBRAS PRELIMINARES

1.1 Excavación abierta a máquina en roca m3 110.258,87 56,85 6268217,01

1.2 Excavación en túnel m3 27.283,97 182,52 4979871,04

1.3 Transporte del material (1 Km) m3/km 853.300,00 0,30 255990,00

1.4 Desalojo de material con volqueta (10 Km) m3 743.041,13 9,75 7244650,97

1.5 Trituración de material m3 853.300,00 15,00 12799500,00

2 ESTRUCTURA

2.2 Hormigones

2.2.1Hormigon premezclado f'c = 180 kg/cm2

(vaciado y vibrado)m3 1.360,00 108,61 147709,60


(vaciado y vibrado)m3 6.868,64 130,80 898418,11

32594356,74∑

40

3.4 Presupuesto Estimativo presa de hormigón con vertido incorporado

Tabla 6.

Presupuesto Presa de hormigón con vertido incorporado


Una vez establecidos los costos estimados de los elementos no comunes, se concluyó

que la presa de escollera representará una inversión económica mayor que la presa

vertedero, esto debido al costo del aliviadero, al volumen de excavación y al proceso

mecánico de trituración de la roca, que indudablemente representan incrementos en el

costo de la obra; además se determinó que, como inicialmente se planteaba, no existe

la ventaja de utilizar el aliviadero cerrado con pozo vertical como túnel de

construcción, optándose finalmente por la alternativa de presa de hormigón con vertido

incorporado para el proyecto hidroeléctrico Machinaza.

RUBRO DESCRIPCIÓN Unidad Cantidad Precio Unitario Costo Total


1.1 Excavación abierta a máquina en roca m3 55.650,72 56,85 3163743,17

1.2 Desalojo de material con volqueta (10 Km) m3 55.650,72 9,75 542594,48

2 ESTRUCTURA

2.2 Hormigones


(vaciado y vibrado)m3 56074,34 108,70 6095280,69





2.2.5 Encofrado con tabla de monte m2 5888,65 19,50 114828,73

22638810,32∑

41

CAPÍTULO 4

Diseños de las obras que componen la presa con vertido incorporado

Seleccionada la alternativa en el capítulo 3 del presente proyecto, se determinó que las

obras de embalse que formarán parte del sistema de regulación son las siguientes:

1) Presa de hormigón con vertido incorporado de 66 m de altura, 32,11 metros de

longitud, diseñada para un caudal de 899 m3/s y utilizando un caudal unitario

de 28 m3/m*s.

La obtención de los volúmenes y niveles característicos de embalse se detallan

en este capítulo.

2) Dos presas ciegas de hormigón a gravedad de 63m de altura ubicadas en cada

extremo de la presa vertedero.

3) Obra de toma que permita tomar desde el embalse los caudales que logren

satisfacer el gráfico de demanda, está formada por una galería de captación de

4m de ancho con dos compuertas para regular el ingreso de los caudales.

4) Túnel de desvío o construcción de 7,5m de diámetro y 477m de longitud

ubicado en la margen derecha del río Machinaza, que permitirá el desvío del

río durante la etapa de construcción.

5) Túnel de carga de hormigón de sección circular con diámetro de 3,5m y una

longitud de 5120m diseñado con flujo a presión, que permitirá el transporte del

caudal hacia la tubería de presión.

6) Una chimenea de equilibrio de 5m de diámetro y 83m de altura que tiene como

función absorber tanto las subpresiones como las sobrepresiones originadas por

el golpe de ariete en el túnel y tubería.

7) Tubería de presión de acero y sección circular con 3,10m de diámetro y

816,15m de longitud, que llevará el caudal hacia la casa de máquinas.

42

8) Casa de máquinas subterránea de sección tipo baúl que albergará 3 turbinas

Pelton, 3 generadores y 3 transformadores que serán los encargados de la

producción de energía eléctrica.

9) Túnel de restitución de 1562,81m de longitud y sección rectangular de 4m de

ancho y 2m de altura que se encarga de regresar el caudal turbinado al río.

10) Desagüe de uso actual y/o ecológico de 0,7m de diámetro y 142 m de longitud

ubicado en el muro divisorio entre la presa vertedero y la presa de hormigón a

gravedad sin vertido incorporado.

11) Dos muros divisorios de 142 m de longitud ubicados entre la presa vertedero y

la presa de hormigón a gravedad.

4.1 Cálculo de los volúmenes y niveles característicos del embalse

4.1.1 Volumen y nivel muerto de embalse

Para establecer el volumen y nivel muerto de embalse se utilizaron los siguientes

parámetros: aporte sólido anual (suelo tipo arena limosa), peso específico seco,

porosidad del material sedimentario y vida útil del proyecto, los mismos que se

detallan a continuación

Aporte sólido anual = 252480000 kg

Peso específico del agua gag= 9,81 kN/m3

Peso específico seco go= 16 KN/m3

Porosidad n = 0,40

Inicialmente se lleva a cabo el cálculo del peso específico, en estado sumergido, del

sedimento a través de la siguiente expresión.

𝛾𝑠 = 𝛾𝑜 − (1 − 𝑛) ∗ 𝛾𝑎𝑔

𝛾𝑠 = 10,114 𝐾𝑁/𝑚3

43

𝛾𝑠 = 1030,99 𝐾𝑔/𝑚3

A continuación, se calcula el volumen muerto de embalse de la siguiente manera:

𝑉𝑇 = 𝑆𝑒𝑑𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜𝑠

𝛾𝑠

𝑉𝑇 = 252480000

1030,99

𝑉𝑇 = 244891,12 𝑚3

VME = VT * Vida útil de la obra

VME = 12244556,06 m3

Una vez calculado el volumen muerto de embalse, se determina el nivel muerto de

embalse utilizando las curvas de embalse construidas en función de la topografía de la

zona del proyecto, como se muestra en la Tabla 7.

Tabla 7.

Nivel muerto de embalse


De acuerdo a la tabla presentada y a sus cálculos correspondientes se ha determinado

que el nivel muerto de embalse requerido es de 1368,65 m; sin embargo, por fines

constructivos se trabajará con el valor de 1369 m indicado en la figura 5 y 6.

H Área Parcial Área Acumulada Volumen Parcial Volumen Acumulado Volumen Acumulado

(msnm) (Ha) (ha) (Hm3) (Hm3) (m3)

1324 0 0 0 0 0

1340 1,47 1,47 0 0 0

1350 13,24 14,71 2,35 2,35 2350000

1360 29,41 44,12 3,53 5,88 5880000

1368,65 25,44 69,56 6,36 12,24 12244556,06

1370 3,97 73,53 2,71 13,23 13230000

1380 91,18 164,71 16,18 29,41 29410000

1390 173,01 337,72 26,28 55,69 55690000

1400 220,85 558,57 44,31 100 100000000

1410 354,67 913,24 70,29 170,29 170290000

1420 586,76 1500 179,71 350 350000000

44

Figura 5. Curva de embalse volumen vs elevación (NME)


Figura 6. Curva de embalse área vs elevación (NME)


45

4.1.2 Volumen y nivel normal de embalse

El volumen útil fue obtenido a partir de la simulación de la operación del embalse

usando los caudales medios mensuales que ingresan y el de derivación, tomando en

cuenta que se cumplan los niveles de garantía volumétrico y en el tiempo

correspondientes al 95% establecidos para sistemas hidroeléctricos. Ver anexo 1

En dicho anexo se indica que el volumen normal de embalse es de 42394244 m3.

Posteriormente, se procede a determinar el nivel normal de embalse utilizando las

curvas características de embalse antes mencionadas como se indica en la tabla 8,

aclarándose que dicho valor se obtiene restando el volumen total (Acumulado) menos

el volumen muerto previamente establecido.

Tabla 8.

Nivel útil de embalse


Se obtuvo como nivel útil de embalse el valor de 1389,6 m como se visualiza en las

figuras 7 y 8; sin embargo, se trabajará con el valor de 1390 m.


(msnm) (Ha) (ha) (Hm3) (Hm3) (m3)

1324 0 0 0 0 0

1340 1,47 1,47 0 0 0

1350 13,24 14,71 2,35 2,35 2350000

1360 29,41 44,12 3,53 5,88 5880000

1368,65 25,44 69,56 6,36 12,24 12244556,06

1370 3,97 73,53 2,71 13,23 13230000

1380 91,18 164,71 16,18 29,41 29410000

1389,6 166,08 330,79 25,23 54,64 54638800,00

1390 6,93 337,72 1,0512 55,69 55690000

1400 220,85 558,57 44,31 100 100000000

1410 354,67 913,24 70,29 170,29 170290000

1420 586,76 1500 179,71 350 350000000

46

Figura 7. Curva de embalse volumen vs elevación (NNE)


Figura 8. Curva de embalse área vs elevación (NNE)


47

4.1.3 Volumen y nivel forzado de embalse

Con base en lo señalado en la metodología del capítulo 2 la determinación del nivel

forzado de embalse no es más que un proceso de optimización técnico-económica,

cuyo valor se obtiene sumando el NNE a la carga H necesaria para evacuar los caudales

de crecida.

Por su parte, fue adoptado un valor de H=3 (m) como carga del aliviadero,

estableciéndose como resultado:

NFE=NNE+H

NFE=1389,6+3

NFE=1392,6 (m).

Por fines constructivos se trabajará con un valor de 1393m, posteriormente el volumen

forzado de embalse se obtuvo de las curvas de embalse inicialmente establecidas,

tomando en cuenta que este valor es el comprendido entre el NNE y el NFE tal como

se muestra en la tabla 9.

Tabla 9.

Nivel forzado de embalse



(msnm) (Ha) (ha) (Hm3) (Hm3) (m3)

1324 0 0 0 0 0

1340 1,47 1,47 0 0 0

1350 13,24 14,71 2,35 2,35 2350000

1360 29,41 44,12 3,53 5,88 5880000

1370 29,41 73,53 2,71 13,23 13230000,00

1380 91,18 164,71 16,18 29,41 29410000

1389,6 166,08 330,79 25,2288 54,6388 54638800

1390 6,93 337,72 26,28 55,69 55690000,00

1393 66,255 403,975 13,293 68,983 68983000

1400 154,595 558,57 31,017 100 100000000

1410 354,67 913,24 70,29 170,29 170290000

1420 586,76 1500 179,71 350 350000000

48

Se determinó que el volumen forzado de embalse corresponde a un valor de 14344200

m3, indicado en las figuras 9 y 10.

Figura 9. Curva de embalse volumen vs elevación (NFE)


Figura 10.Curva de embalse área vs elevación (NFE)


49

Finalmente, los niveles y volúmenes característicos de embalse obtenidos para el

proyecto se visualizan en las figuras 11 y 12.

Figura 11. Niveles característicos de embalse curva área vs elevación


Figura 12. Niveles característicos de embalse curva volumen vs elevación


50

4.2 Cálculo del nivel aguas abajo de la presa vertedero

Para determinar el nivel aguas abajo de la presa vertedero primero fue necesaria la

construcción de la curva de descarga a partir de la topografía de la zona del proyecto

debido a la escasa información de campo acerca de los aforos realizados en la corriente

del río Machinaza, para ello se estableció el coeficiente de rugosidad de Manning para

roca n=0,038, la sección de interés con su respectivo perfil transversal y la pendiente

del cauce i= 0,0217, aplicándose dichos parámetros en la ecuación de Manning (Perez,

1969).

Los cálculos se llevaron a cabo como se indica en el Anexo 2 y la curva de descarga

generada se observa en la figura 13.

Figura 13. Curva de Descarga


Por lo tanto, en consideración el caudal de diseño de 899 m3/s se obtuvo como

resultado un nivel aguas abajo de 3,66 (m).

51

4.3 Diseño de la presa de hormigón con vertido incorporado

La presa derivadora para el proyecto Machinaza tiene una altura de 66 m, cimentada

sobre roca de acuerdo a la información geológico-geotécnica disponible, diseñada con

un caudal de 899 m3/s correspondiente a la máxima crecida y un caudal unitario de 28

m3/m-s, éste último fue asumido desde el punto de vista energético para no tener carga

sin trabajar que provoque la reducción de generación de energía.

Una vez establecidos estos datos se procede al cálculo del frente preliminar del

vertedero (B), dividiendo el caudal de crecida máxima para el caudal unitario asignado

al proyecto; y de la carga de diseño preliminar para el vertedero tipo Creaguer

utilizando la ecuación del vertedero, obteniéndose como resultados los valores de

32,11 m y 5,48 m respectivamente; sin embargo, dado que inicialmente el coeficiente

de descarga m=0,504 y el coeficiente de contracción lateral =0,97 fueron asumidos,

se procedió al recalculo de todos los parámetros antes mencionados dando como

resultado final los siguientes valores:

Tabla 10.

Resultados carga total dinámica sobre el vertedero (Ho) y carga de diseño (H)


Posteriormente se lleva a cabo la construcción del perfil teórico preliminar de forma

triangular a partir del peso específico del agua, peso volumétrico del hormigón y el

factor de seguridad al deslizamiento correspondiente al nivel de importancia de la obra

B= 32,11 m

m= 0,504

= 0,98

Ho= 5,49 m

H= 5,48 m

vo= 0,40 m/s

Resultados

52

fijado previamente. En la determinación de este perfil las interrogantes son la base (b)

y el parámetro ξ, evidenciados en la figura 14; cuyos valores fueron encontrados con

la aplicación de las expresiones referidas a continuación (Chugaev, 1988), éstas

formulan el cumplimiento de las condiciones de estabilidad y resistencia al someter al

perfil a la acción de las fuerzas de gravedad, subpresión y presión hidrostática.

Donde:

b= Ancho de la base de la presa (m)

H= Altura de la presa (m)

FSDp= Factor de seguridad al deslizamiento permisible

f= factor de fricción

𝛾𝐻 =Peso específico del hormigón (KN/m3)

𝛾𝑜 =Peso específico del agua (KN/m3)

𝛼1 =Coeficiente de efecto del elemento impermeabilizante

Después de una serie de iteraciones la base final calculada (b) es de 47,70 m y el

parámetro ξ de 0,1625, quedando establecido el perfil de la siguiente forma:

𝑏

𝐻=

𝐹𝑆𝐷𝑝

𝑓 ∗ [𝜉 + 𝛾𝐻𝛾0

− (1 − 𝛼1) − 𝑎𝑏]

𝑏

𝐻=

1

√[ 𝛾𝐻𝛾0

(1 − 𝜉) + 𝜉(2 − 𝜉) − 𝐸1]

53

Figura 14. Perfil teórico triangular presa derivadora


La construcción del perfil hidráulico inicia con la formación de la configuración

hidráulica del vertedero (tipo Creaguer) cuyas coordenadas reales se establecen

multiplicando la carga de diseño por las coordenadas Creaguer-Offizyeron para una

carga H= 1m. Dicha carga de 5,48 (m) fue calculada anteriormente, mientras que las

coordenadas del perfil Creaguer fueron obtenidas en bibliografía especializada y se

detallan en la siguiente tabla:

b (1-)b

Hp

47,40 (m)b

7,70 (m) 39,70 (m)

66 (

m)

54

Tabla 11.

Coordenadas Creaguer-Offizyeron (Coordenadas Perfil Creaguer)

Fuente: (Chugaev, 1988)

x/H y/H H x y

0,00 0,13 5,48 0,00 0,69

0,10 0,04 5,48 0,55 0,20

0,20 0,01 5,48 1,10 0,04

0,30 0,00 5,48 1,64 0,00

0,40 0,01 5,48 2,19 0,03

0,50 0,03 5,48 2,74 0,15

0,60 0,06 5,48 3,29 0,33

0,70 0,10 5,48 3,83 0,55

0,80 0,15 5,48 4,38 0,80

0,90 0,20 5,48 4,93 1,08

1,00 0,26 5,48 5,48 1,40

1,10 0,32 5,48 6,03 1,76

1,20 0,39 5,48 6,57 2,16

1,30 0,48 5,48 7,12 2,60

1,40 0,56 5,48 7,67 3,09

1,50 0,66 5,48 8,22 3,62

1,60 0,76 5,48 8,77 4,19

1,70 0,87 5,48 9,31 4,78

1,80 0,99 5,48 9,86 5,41

1,90 1,11 5,48 10,41 6,07

2,00 1,24 5,48 10,96 6,77

2,10 1,37 5,48 11,50 7,50

2,20 1,51 5,48 12,05 8,26

2,30 1,65 5,48 12,60 9,06

2,40 1,85 5,48 13,15 10,12

2,50 1,96 5,48 13,70 10,74

2,60 2,12 5,48 14,24 11,63

2,70 2,29 5,48 14,79 12,54

2,80 2,46 5,48 15,34 13,49

2,90 2,64 5,48 15,89 14,46

3,00 2,82 5,48 16,44 15,47

3,10 3,01 5,48 16,98 16,51

3,20 3,21 5,48 17,53 17,57

3,30 3,41 5,48 18,08 18,65

3,40 3,61 5,48 18,63 19,77

3,50 3,82 5,48 19,17 20,92

3,60 4,03 5,48 19,72 22,08

3,70 4,25 5,48 20,27 23,28

Coordenadas Perfil Creaguer

55

El perfil hidráulico final quedo establecido de la siguiente forma:

Figura 15. Perfil hidráulico presa derivadora


Por consiguiente, se obtiene el perfil preliminar de la presa colocando el perfil teórico

triangular sobre el perfil hidráulico.

Se determinó, además, si se requiere o no alguna obra de disipación al pie de la presa

vertedero, llevando a cabo el siguiente procedimiento:

Conociendo la altura de la presa, más los parámetros de carga y velocidad de

acercamiento calculados anteriormente se obtienen los resultados correspondientes a

energía específica, energía total específica, profundidad crítica y profundidad

contraída; asumiéndose ésta última como la primera conjugada, bajo la premisa de que

el resalto empieza en la sección de flujo, se obtiene el valor de la segunda conjugada

que permitirá establecer el tipo de resalto originado.

56

Los valores logrados se visualizan a continuación:

Tabla 12.

Valores flujo aguas abajo


El nivel aguas abajo obtenido a partir de la curva de descarga y cuyo cálculo se detalla

en el punto 4.2, es sometido a comparación con la segunda conjugada, si la primera es

inferior a la segunda, el resalto será sumergido, caso contrario el resalto será

desplazado y se requiere una obra de disipación.

Dado que la profundidad aguas abajo es de 3,66 (m), se determinó que se trata de un

resalto desplazado por lo que se llevó a cabo el diseño de un pozo de disipación, que

consiste en un proceso iterativo respecto a la profundidad de dicho pozo hasta lograr

que este valor sumado al nivel aguas abajo sea superior a la segunda conjugada.

Los resultados obtenidos fueron los siguientes:

Tabla 13.

Diseño pozo de disipación


E= 71,48 m

Eo= 81,19 m

hcr= 4,31 m

hc=h'= 0,84 m

h''= 13,38 m

Resultados

tp E Eo1 hcr hc h'= h'' hi'' h''<hi''

(m) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)

9,160 71,48 80,639 4,307 0,844 0,844 13,35 12,82 no cumple

9,69 71,48 81,166 4,307 0,841 0,841 13,37 13,35 no cumple

9,71 71,48 81,19 4,31 0,84 0,84 13,38 13,38 si cumple

Pozo de disipación

57

Dada la considerable profundidad del pozo, en este caso será conveniente investigar

en modelo físico la combinación de un pozo de menor profundidad con rugosidad

artificial de la losa de disipación en forma de dados o muros.

Posteriormente para que el perfil preliminar de la presa se convierta en perfil

constructivo se conformó el contorno subterráneo con 70 y 3,30 m, de proyección

horizontal (lo) y vertical (So) respectivamente, asumiendo como infinito el espesor

real de la capa permeable del suelo debido a la insuficiente información.

Inicialmente se requiere conocer el espesor de cálculo a partir del espesor de la capa

activa del suelo permeable (Tact), el mismo que puede ser obtenido de cuatro posibles

formas, descritas a continuación:

Por lo tanto, el espesor de cálculo se fijará de acuerdo con las siguientes condiciones:

En el presente proyecto la relación lo/so arrojó un valor de 21,21, ubicándose en el

escenario d) descrito y dando como resultado 35 m de espesor de la capa activa, éste

al ser inferior al espesor real y tal como indica la expresión 2), es establecido como el

espesor de cálculo de la capa permeable del suelo de cimentación.

58

Se calculó además los espesores de capa activa para pérdidas de carga (Tact’),

gradiente máxima a la salida del flujo de filtración (Tact’’) y caudal de filtración

(Tact’’’), (éste último con finalidad didáctica pues se calcula únicamente cuando la

cimentación se realiza en suelo no en el caso de roca) con base en las siguientes

aseveraciones:

𝑇𝑎𝑐𝑡′′ = 2 ∗ 𝑇𝑎𝑐𝑡′

𝑇𝑎𝑐𝑡′′′ = 𝑇𝑎𝑐𝑡′

Luego, se realiza el análisis del flujo de filtración como se indicó en el punto 2.2.2, a

través del método de coeficientes de resistencia, los cuales se calculan con las

expresiones establecidas en la tabla 14.

Tabla 14.

Coeficientes de Resistencia


Entrada

Elemento del contorno

subterráneoCoef. De resistencia

Escalón

Tabla-estaca

Elemento longitudinal

Escalón

Salida

𝑒𝑠𝑐1 =𝑎

𝑇1

𝑡𝑎𝑏 = 1,5 ∗𝑆

𝑇2+

0,5 ∗𝑆𝑇2

1 − 0, 5 ∗𝑆𝑇2

𝑜𝑛𝑔= 𝑜 − 0,5 ∗ (𝑠1+ 𝑠2)

𝑇2

𝑒𝑠𝑐2 = 𝑒𝑠𝑐1

𝑒𝑛𝑡 = 0,44

𝑠𝑎 = 0,44

𝑇𝑎𝑐𝑡′ = 𝑇𝑐𝑎

59

Las pérdidas de carga, gradiente máxima a la salida del flujo de filtración y caudal de

filtración se obtienen a partir de estas ecuaciones:

Los resultados de los cálculos realizados se muestran en las tablas 14 y 15, teniendo

en cuenta que el valor de 67,82 m obtenido como desnivel (z) fue calculado incluyendo

la carga de diseño.

Tabla 15.

Pérdidas de carga


Tabla 16.

Gradiente máxima a la salida del flujo de filtración


Caudal de filtración

Gradiente máxima a la

salida del flujo de filtración

Pérdidas de carga 𝑖 = i *

𝑠𝑎 𝑚 =

1∗

1

∗

q=

∗

0,44 14,43

0,094 3,09

1,000 32,79

0,094 3,09

0,44 14,43

2,069

Pérdida

de Carga

Coef. De

resistencia (xj)

Pérdida de Carga

∑

32,79

Elemento del

contorno

Entrada

Escalón


Escalón

Salida

0,44

0,046

1,049

0,046

0,44

2,022∑

Jsal.máx

1,75

Gradiente máxima a la salida del flujo de filtración

Elemento del

contorno

Entrada

Elemento longitudinal 33,05

Coef. De

resistencia ( j) α

Escalón

Salida

Escalón

60

Tabla 17.



Como se determinó en el punto 2.2.2 el perfil constructivo de la presa derivadora está

constituido por dentellones y cortina con drenaje vertical; el dentellón tiene una

profundidad de 3,30 m, la cortina de impermeabilización es de 5,28 m de espesor y

52,8 m de profundidad mientras que el drenaje vertical tiene una profundidad de 13,20

m; además se colocarán 3 galerías en toda la altura de la presa cuyas dimensiones son

de 2,5x3m asumiendo que será provista para transporte motorizado. Estos elementos

tienen como finalidad contrarrestar la fuerza de subpresión que en el presente caso dio

como resultado un valor de 16827,927 KN/m.

Una vez conocida la magnitud de la fuerza de subpresión fue posible determinar el

espesor de la losa del pozo de disipación calculado en 2,25m.

Finalmente, el escenario correspondiente a combinación básica con vertido, es

sometido al análisis de estabilidad al deslizamiento, obteniéndose como resultado un

FSD= 1,50 (Ver anexo 8) que es superior al FSDperm=1,3; de igual manera se constató

que en la base de la presa el esfuerzo mínimo calculado de 729,24 (KN/m2) no es

negativo y que el máximo de 1245,94 (KN/m2) no es mayor que la resistencia a la

compresión de la roca cuyo valor es de 7845,32 (KN/m2).

0,44

0,094

2,208

0,094

0,44

3,28∑

Entrada

1,00E-06 2,07E-05

Escalón


Escalón

Salida


Elemento del

contorno

Coef. De

resistencia ( j)k

q

(m3/s*m)

61

Figura 16. Presa vertedero (Combinación básica con carga de diseño)


Se realizó además el análisis de estabilidad al deslizamiento para combinación

especial, es decir cuando intervienen las distintas cargas sísmicas, cuyos cálculos

establecieron un FSD= 1,10 (Ver anexo 8) que es igual al FSDperm=1,10; de igual

manera se constató que en la base de la presa el esfuerzo mínimo calculado de 736,81

(KN/m2) no es negativo y que el máximo de 1238,37 (KN/m2) no es mayor que la

resistencia a la compresión de la roca señalada.

52

m

5,20m

P1

P3

A

H=

5,5

0m

W

PHE

66 m

P4

hs=

46 m

Ps

G1

tp=

9,7

1 m P2

N-9,71

N+0,00

62

Figura 17. Presa vertedero (Combinación especial con carga de diseño)


Una vez verificado el cumplimiento de las distintas condiciones de estabilidad, flujo

de filtración y resistencia de la presa vertedero se aceptó la configuración del perfil

constructivo establecido.

Los cálculos correspondientes a esta obra se encuentran desarrollados en el Anexo 9.

4.4 Diseño de presa ciega de hormigón a gravedad

Estas presas serán ubicadas en los extremos de la presa vertedero, como reemplazo de

muros de enlace por cuestiones económicas.

Para calcular la altura de ola ha sido considerada la información meteorológica básica

del proyecto que indica que en la zona el viento tiene una velocidad de 23 km/h que

dio como resultado un valor C = 0,5, por lo tanto, el borde libre t es de 1 m.

Establecida la altura de la presa de acuerdo con las condiciones topográficas del sitio

de implantación, se construye el perfil teórico preliminar triangular de manera idéntica

52m

5,20m

A

Gs

P4

G1

66 m

PsH

H=

5,5

0m

tp=

9,7

1 m

P3

PHE

W

P1

N+0,00

Ps

hs=

45 m

P2N-9,71

63

al obtenido para la presa vertedero, dando como resultado final una base (b) de 49,88

m y un valor de 0,2525 para el parámetro ξ de, estableciéndose el perfil de la siguiente

manera:

Figura 18. Perfil teórico triangular presa ciega de hormigón primera configuración


Luego, se transformó el perfil teórico en perfil constructivo añadiendo una cresta de

10m de ancho, incluyendo un dentellón en el pie aguas arriba de la presa, así como una

cortina de impermeabilización de 4,73m de espesor y 50,4m de profundidad, todo ello

con el objetivo de darle mayor seguridad y operatividad a la presa.

Se realizó al análisis de estabilidad al deslizamiento para combinación básica (ver

figura 19) que dio como resultado un FSD= 1,75 y los esfuerzos obtenidos cumplían

con las condiciones establecidas; sin embargo, para combinación especial aun cuando

el FSD=1,32 era superior al permisible, el esfuerzo principal menor es negativo, siendo

necesario establecer una nueva configuración de la presa con una base de mayor

magnitud.

b (1-)b

Hp

49,88 (m)b

12,59 (m) 37,28 (m)

63 (

m)

64

Figura 19.Diagrama de fuerzas, combinación básica, presa ciega de hormigón (Primer caso)


Figura 20. Diagrama de fuerzas, combinación especial, presa ciega de hormigón (Primer caso)


50,4m

4,64 m

4,73m

9,20m

P1V

27,28m

P1H

1,1

hola

6

hola

G3

W

10m

58,9

8m

11,79m

G2

12,59m

a

Psed

H

Psed

V

ß

45m

G1

W

1,1

hola

45m

G3

Psed H

50,4m

58,9

8m

11,79m

G2

ß

4,73m

Gs

6

hola

b

12,59m

9,20m

P1H

Psed

V

4,64 m

PsV

P1V

27,28m

PsH G1

a

G

65

Por su parte, la segunda configuración, es sometida a verificación de estabilidad al

deslizamiento, obteniéndose un factor de seguridad FSD= 1,83 superior al FSD perm

para combinación básica y nivel de importancia I, inmediatamente se analiza la

combinación especial que de igual manera cumple con la condición FSD ≥ FSDperm

al calcularse un FSD= 1,35. Se llevó acabo además la verificación de resistencias, cuyo

análisis determinó que el esfuerzo mínimo de 650,33 (KN/m2) y el máximo de 724,90

(KN/m2) se encuentran dentro de los rangos permisibles; de igual forma se obtuvo

como esfuerzo principal menor y mayor los valores de 280,05 (KN/m2) y 1109,13

(KN/m2) respectivamente, los mismos que cumplen las condiciones previamente

establecidas.

Figura 21. Diagrama de fuerzas, combinación básica, presa ciega de hormigón (Segundo caso)


G1

45m

W

4,64 m

P1H

1,1

hola

58,9

8m

.

48

.

a

6

hola

4,73m

10m

.

G2

Psed H

50,4m

ß

.

66

Figura 22. Diagrama de fuerzas, combinación básica, presa ciega de hormigón (Segundo caso)


Una vez comprobado que las condiciones de estabilidad y resistencia se han cumplido

se aceptó la configuración del perfil constructivo establecido de acuerdo a la figura 23.

Los cálculos correspondientes a esta obra se encuentran desarrollados en los anexos

10 y 11.

50,4m

G2

45m

10m

58,9

8m

ß

.

G1

1,1

hola

4,64 m

P1H

6

hola

W

.

PsH

4,73m

Psed H

.

a

48

.

67

Figura 23. Perfil constructivo presa ciega de hormigón


4.5 Diseño del túnel de construcción

Con base en la práctica de diseño se asumió un caudal con probabilidad de ocurrencia

100 veces mayor a la probabilidad de la crecida para el aliviadero de excedentes que

corresponde a un valor de Qd= 343 m3/s. La cota del nivel aguas abajo fue obtenido

de la curva de descarga en función del caudal de diseño. Este túnel es de sección

circular, tiene una longitud de 477 m y su dimensionamiento es el resultado de un

análisis técnico-económico en el que, por una parte, varía el diámetro del túnel y, por

otra parte, el costo de las ataguías como se indica en la figura 24.

63 m

58m

50.4

m4

.73 m

4.72 m

10 m

68

Figura 24. Análisis técnico-económico del túnel de construcción


El diámetro óptimo calculado es de 7,5m correspondiente al menor costo sumatorio.

Se inició con el cálculo de la sección geométrica, profundidad y sección de flujo; a

continuación, se estableció el radio hidráulico, coeficiente de Chezy, velocidad y la

pendiente del túnel. Se asumió un coeficiente de rugosidad de Manning n=0,015 en

función del tipo de hormigón y debido a que el agua acarrea gran cantidad de sólidos.

Con base en la información obtenida anteriormente se calcularon las pérdidas de carga

correspondiente, así como distintos parámetros respecto a niveles y desniveles en

distintas secciones a lo largo del túnel.

Posteriormente, se determinaron los volúmenes de las ataguías y del túnel para llevar

a cabo el análisis presupuestario del mismo considerando los rubros de excavación y

hormigón.

Finalmente se determinó la necesidad de colocar un pozo de disipación al final del

conducto con una profundidad de 5,24m, para evitar que el resalto a generarse sea

desplazado.

69

El espesor de revestimiento del túnel es de 0,60m calculado con base en la figura 25

tomada de bibliografía especializada en centrales hidroeléctricas.

Figura 25. Gráfico para determinar el revestimiento de túnel con superficie libre

Fuente: (Shavelyev, 2015)

Los cálculos de esta obra encuentran en los anexos 12 y 13, mientras que los resultados

finales obtenidos se detallan en la siguiente tabla:

Tabla 18.

Resultados túnel de construcción


La longitud de este túnel se adoptó de la implantación realizada sobre la topografía

entregada en la información básica.

D [m]= 7,5

W [m2]= 44,18

w [m2]= 32,69

v [m/s]= 10,49

i[m/m]= 0,008

hl [m]= 4,01 Pérdidas de carga

pendiente

Velocidad de flujo

Nomenclatura Resultado Parámetro

Diámetro

Sección geométrica

Sección de flujo

70

4.6 Dimensionamiento de la obra de toma

Utilizando como información de entrada el diámetro del túnel de carga se ha propuesto

una chimenea de hormigón armado de 26,6m de altura y 4m de ancho que alojara dos

compuertas planas con su respectivo mecanismo de maniobra. Se colocarán dos muros

de acercamiento de 4m de altura, 4,70m de longitud y con un ángulo de

ensanchamiento hacia aguas arriba de 12°, los mismos que conducirán el caudal hacia

un orificio de entrada de 3,50m de altura ubicado en la misma obra (ver figura 26); es

importante destacar que su implantación está dada en la margen izquierda del embalse.

El revestimiento de las paredes tendrá un espesor de 0,40 m, mientras que la pantalla

de hormigón ubicada entre las compuertas tendrá un espesor de 0,20m.

El desarrollo de esta obra se encuentra detallado en el Anexo 14.

Figura 26. Obra de toma


4.7 Diseño del túnel de carga

Este túnel tiene una longitud de 5120 m, es de sección circular de hormigón y permitirá

el transporte del respectivo caudal total de derivación; para ello se obtuvo un caudal

inicial a partir de la curva de duración general (ver figura 27) para una probabilidad de

71

ocurrencia del 95%. A este caudal le fue descontado el caudal ecológico, para

finalmente determinar el caudal total de diseño Qd= 27,93 m3/s.

Figura 27. Curva de duración general de caudales


Para su diseño se llevó a cabo un análisis técnico-económico, es así que variando el

diámetro de las conducciones se logró estimar sus respectivos costos de construcción

y energía total perdida, tal como se visualiza en la figura 28.

Figura 28. Análisis técnico-económico del túnel de carga


72

El diámetro óptimo correspondiente al menor costo sumatorio es de 3,50 (m).

Se realizó el cálculo de la sección de flujo y velocidad; a continuación, utilizando como

información de entrada la velocidad, diámetro y viscosidad cinemática del agua (Ʋ=

1x10 -6 (m2/s)) se estableció el número de Reynolds y con éste, el tipo de flujo a

originarse.

Con base en la rugosidad absoluta del hormigón (ε= 1,65 mm) y el diámetro calculado

se obtuvo la rugosidad relativa, la misma que dio lugar a la identificación de la zona

de turbulencia del flujo para el posterior cálculo del coeficiente de fricción λ. Es así

que, utilizando la información disponible y generada, se obtienen las pérdidas de carga

longitudinales, que sumadas a las puntuales (locales), permiten determinar las pérdidas

de carga totales producidas en esta obra.

Posteriormente, se determinó la potencia perdida usando un factor de eficiencia

=0,88 y con ello se calculó la cantidad de energía perdida para finalmente establecer

el costo que representa; se estableció además el costo del túnel incluyendo los rubros

principales de excavación y hormigón.

Se determinó un espesor de revestimiento del túnel de 0,40m, obtenido con la figura

29 tomada de bibliografía especializada en centrales hidroeléctricas.

Figura 29. Gráfico para determinar el revestimiento de túnel a presión

Fuente: (Shavelyev, 2015)

73

Los cálculos realizados se encuentran en los Anexos 15 y 16, mientras que los

resultados finales obtenidos se detallan en la tabla 19:

Tabla 19.

Resultados túnel de carga


El espesor de revestimiento del túnel es de 0,40m basado en la misma premisa

establecida en el punto 4.5 para el túnel de construcción.

Se debe recalcar que la longitud correspondiente a este túnel fue adoptada de la

implantación realizada sobre la topografía entregada en la información básica y que el

borde superior del túnel se ubica bajo el NME con la finalidad de permitir que se

originen vórtices para el transporte de objetos flotantes.

4.8 Dimensionamiento del reservorio o chimenea de equilibrio

Para determinar si era necesaria la presencia de una chimenea de equilibrio ubicada al

final del conducto de carga inicialmente se realizó el análisis del golpe de ariete en las

tuberías, al obtenerse una constante inercial Tin= 4,00 (s) igual a 4 (s), valor

D [m]= 3,5

w [m2]= 9,63

v [m/s]= 2,90

Re = 10124849,89

Tipo de flujo= turbulento

εr= 0,000471

Zona de turbulencia= cuadrático

λ= 0,0165

hj [m]= 0,79

hl [m]= 10,33

hf [m]= 11,12

Potencia Perdida (KW) 2742,27

Energía perdida

(KWh/año)24022242,96

Costo energía perdida

($)2402224,30

Costo túnel ($) 11216365,78

Costo Total ($) 13618590,08

Rugosidad Relativa

Coeficiente de fricción


Sección de flujo

Pérdidas de carga locales

Pérdidas de carga

longitudinales

Pérdida de carga total

Diámetro

Velocidad de flujo

Número de Reynolds

74

establecido como condición, se procedió al dimensionamiento de dicha obra (Kisilyov

, 1984).

En una primera aproximación realizada, el diámetro obtenido para el reservorio de

equilibrio D= 3,29m fue menor al del túnel de carga D=3,5m, lo cual no puede ser

aceptado, esto se dio en vista de que la constante inercial obtenida es igual al valor

para el cual no se requiere chimenea de equilibrio (<4s) es así que por razones

constructivas se asumió igual al diámetro; sin embargo con este valor los resultados

correspondientes al descenso mínimo y ascenso máximo de agua en la chimenea

fueron considerablemente altos por lo que se ejecutó un nuevo análisis que determinó

finalmente que la chimenea tendrá un diámetro de 5m y una altura de 83m.

El espesor de revestimiento por razones constructivas fue asumido de 0,80m. Los

cálculos correspondientes a esta obra se visualizan en el anexo 17.

Figura 30. Reservorio o chimenea de equilibrio


3.5

m

83m

D=5m

75

4.9 Dimensionamiento de la tubería de presión

El conducto de carga se conecta al tanque de presión ubicado al final del túnel de carga.

Éste elemento por su parte será de sección circular, de acero con rugosidad ε= 0,050

mm, diseñado con flujo a presión.

Los cálculos correspondientes son, en su mayoría, idénticos al del túnel de carga, se

realizó un análisis técnico-económico variando el diámetro de las conducciones para

obtener los costos de construcción y energía perdida, generándose la curva mostrada

en la figura 31.

Figura 31. Análisis técnico-económico de la tubería de presión


El proceso se inicia con el cálculo de la sección de flujo, para continuar con la

determinación del número de Reynolds, tipo de flujo y rugosidad relativa,

inmediatamente se identificó la zona de turbulencia y el valor correspondiente al

coeficiente de fricción para finalmente obtener las pérdidas de carga locales,

longitudinales y totales; se destaca que en las primeras se incluyó las pérdidas a la

entrada, salida de la tubería y por válvula abierta.

76

De igual manera se determinó la potencia y energía perdida con su costo

correspondiente, así como el costo del túnel incluyendo los rubros representativos de

excavación y hormigón.

La longitud establecida para esta obra l= 816,15m se adoptó de la implantación

realizada sobre la topografía entregada en la información básica.

La tubería de presión es blindada a lo largo de toda su longitud con un espesor de

35mm y se unirá al múltiple de distribución que a través de varios ramales alimentará

a las turbinas.

Los cálculos realizados se evidencian en los Anexos 18 y 19, por su parte los resultados

obtenidos se observan en la siguiente tabla:

Tabla 20.

Resultados tubería de presión


D [m]= 3,1

w [m2]= 7,55

v [m/s]= 3,70

Re = 11436429,48

Tipo de flujo= turbulento

εr= 0,000016

Zona de turbulencia= precuadrático

λ= 0,0093

hj [m]= 1,29

hl [m]= 1,71

hf [m]= 3,00

Potencia Perdida (KW)724,12

Energía perdida

(KWh/año) 6343251,08

Costo energía perdida

($) 634325,11

Costo túnel ($) 1028766,47

Costo Total ($) 1663091,58

Velocidad de flujo


Diámetro

Sección de flujo

Pérdida de carga total

Pérdidas de carga longitudinales

Número de Reynolds

Rugosidad Relativa

Coeficiente de fricción

Pérdidas de carga locales

77

4.10 Dimensionamiento del equipo Electromecánico

4.10.1 Tipo y número de turbinas

A partir de la información hidroenergética obtenida en la simulación de la operación

de embalse, tomando un factor de planta de 1 y estableciendo que serán necesarias 3

turbinas, se determinó una potencia instalada anual de 120557,05 KW al año, potencia

de cada turbina de 40185,68 y carga de diseño de 478,21 m, éstos parámetros

permitieron ingresar a los gráficos consolidados (ver figura 32) y determinar que, para

el buen funcionamiento del sistema, se requieren de turbinas hidráulicas Pelton con 4

chiflones.

Figura 32. Potencia de la turbina vs Carga de diseño

Fuente: (García & Nava, 2014)

El caudal para diseño de la turbina es de 9,73 m3/s. y el número de polos (p (2 p))

establecido es de 20, considerando que se recomienda que éste sea un número entero

y múltiplo de 4, es así que la velocidad de rotación y velocidad específica calculadas

78

es de 360 y 46,09 rpm respectivamente; con esta información fue posible determinar

el diámetro del rodete que dio como resultado 1,96 m.

Las dimensiones principales obtenidas de los cucharones, carcaza, distribuidor e

inyector (ver figuras 33 y 34) se observan a continuación:

Tabla 21.

Dimensiones principales de la turbina


Figura 33. Dimensiones del rodete y carcaza


Simbología Parámetro Valor Unidad

D1 Diámetro del rodete 1,96 m

dc Diámetro del chorro 0,18 m

H1 Dimensiones H1 de los cucharones 0,61 m

H2 Dimensiones H2 de los cucharones 0,56 m

D Diámetro relativo máximo de la carcaza 5,49 m

hTC Altura de la carcaza 3,41 m

B Ancho relativo del distribuidor 9,80 m

Dbx Diámetro relativo de entrada al distribuidor 1,18 m

dbx

Diámetro relativo en la sección de

entrada al inyector 0,69 m

hraab

Altura relativa máxima de ubicación

del rodete sobre el nivel aguas abajo 1,25 m

d Diámetro relativo de salida del inyector 0,10 m

Dimensiones principales

H1

H2

FG

Rodete

Carcaza

hra

ab

D

79

Figura 34. Dimensiones del distribuidor e inyector


4.10.2 Generador y transformador

El generador constituye otra máquina importante dentro de una central hidroeléctrica,

ya que es el encargado de transformar la energía mecánica entregada por las turbinas,

en energía eléctrica; es así que en el presente proyecto se obtuvo inicialmente la

potencia de 36167,12 KW calculada asumiendo el 90% de eficiencia del generador y

la potencia nominal, en función de la primera, con un valor de 43838,93 KV-A.

Posteriormente se calcularon una serie de parámetros cuyos resultados pueden

observarse en la tabla 22, éstos que permitieron determinar las dimensiones finales del

equipo, la altura es de 5,31 m , el diámetro es de 6,95 m y el peso es de 2,55 MN.

D1

Distribuidor

Inyector

dbx

d

Dbx

80

Tabla 22.

Dimensiones principales del generador


Respecto al transformador, con base en bibliografía especializada, se determinaron sus

dimensiones: base de 3m, largo de 6m y altura de 4m, con un peso total de 0,10 MN.

Este equipo es el encargado de incrementar la tensión para que la energía sea

transmitida con la menor cantidad de pérdidas posibles.

Los cálculos completos de las turbinas, generador y transformador se observan en el

anexo 20.

4.11 Dimensionamiento de la casa de máquinas subterránea

Esta obra es subterránea y está equipada con 3 unidades de generación, cada unidad

está formada por 1 turbina Pelton y un generador, el área de transformadores se ubica

en forma paralela a dichas unidades, las características de estos equipos fueron

detallados en el punto anterior, albergará además un puente grúa de 12 m de largo y 4

m de altura; y el patio de maniobra tendrá una longitud de 10,95m.

Finalmente, la caverna de la casa de máquinas tiene un ancho total de 17,45m, longitud

de 60m y una altura de 18,45m. (Ver figura 35). Los cálculos pueden ser observados

en el anexo 21.

Simbología Parámetro Valor Unidad

Pap Potencia aparente 2191,95 KV-A

t* Divisor de polos 0,64

Dirotor Diámetro del rotor 4,09 m

Da Diámetro del acero activo 5,00 m

PC Potencia de cálculo 47126,85 KV-A

CA Coeficiente específico 16,32

la Longitud del acero activo 1,20 m

GD2

Momento centrífugo 15,09 MN-m

Dimensiones principales

81

Figura 35. Dimensiones de la caverna de la casa de máquinas (Vista frontal)


Figura 36. Dimensiones de la caverna de la casa de máquinas (Vista lateral)


82

4.12 Dimensionamiento del túnel de restitución

El túnel de descarga tiene una sección rectangular de 4m de base por 2m de altura,

cuyo caudal será evacuado con una velocidad de 4,5 m3/s, será revestido con hormigón

armado en toda su longitud, correspondiente a 1562,81m.

Esta obra inicia en la cota 774,57 msnm y con una pendiente del 0,3% llega a la cota

de restitución 770 msnm. Los cálculos de esta obra pueden ser observados en el Anexo

22.

Figura 37. Dimensiones del túnel de descarga o restitución


4.13 Diseño del desagüe de uso actual y/o ecológico

El desagüe de uso actual y/o ecológico será ubicado en el muro divisorio ubicado entre

la presa vertedero y la presa de hormigón a gravedad sin vertido incorporado, es

diseñado tomando como caudal al 5% del caudal medio mensual mínimo del año

promedio obtenido de la serie de los caudales medios mensuales cuyo valor es de

Qdiseño = 1,5 m3/s, conociendo la velocidad se establece el diámetro requerido (D)

=0,70m, la carga de diseño H=4,37m, la longitud de la tubería de 142,52m)y la

profundidad mínima por velocidad Smin = 1.16m. Además, se determinó un pozo de

mezcla al final del conducto cuyo canal tiene 1m de altura y 0,7m de base. Los cálculos

se muestran de forma detallada en el anexo 23.

83

CAPÍTULO 5

Evaluación económica

5.1 Presupuesto

El presupuesto tiene como finalidad reflejar el costo de la ejecución del proyecto

estableciendo el valor económico de las distintas obras de conformidad con los

objetivos de este trabajo corresponde al nivel de factibilidad, estimándose un margen

de error del 10%, es aproximado, confiable y constituye una herramienta dinámica

sujeta a actualización. Permite suponer un equilibrio entre gastos e ingresos para

cubrirlos en un periodo de tiempo fijado.

En este capítulo se determina el presupuesto de la alternativa seleccionada, los rubros

más importantes están fundamentados en el análisis de precios unitarios que incluyen

los costos de maquinaria, equipo, mano de obra y materiales, más el incremento del

margen de beneficio previsto.

Los precios unitarios correspondientes a los rubros del presente proyecto fueron

elaborados con base en los precios actualizados del boletín del mes de diciembre de

2016 emitido por la Cámara de Construcción de la ciudad de Quito.

En el anexo 24 puede visualizarse el análisis de cada uno de los rubros establecidos en

el presupuesto, así como los costos para turbinas (Aggidis, Widden, Howard, &

Timmis, 2007), compuertas (Free Construction Cost Data, 2004), generadores y

transformadores (Podio, Cavagnolo, & CIpriano, 2007).

Es importante aclarar que el costo final de los rubros 2.2 y 3.4 correspondiente a la

excavación subterránea y al hormigón premezclado usado en el revestimiento de obras

fue multiplicado por el factor geológico 1,6 debido a las características de la roca,

dicho valor fue entregado en la información básica.

Finalmente, el presupuesto establecido se muestra a continuación:

84

Tabla 23.

Presupuesto del proyecto


RUBRO DESCRIPCIÓN UNIDAD CANTIDADPRECIO

UNITARIOCOSTO TOTAL


1.1 Limpieza y desbroce del terreno m2 79.494,00 $ 1,50 $ 119.241,00

1.2 Replanteo y nivelación con equipo topográfico m2 99.367,50 $ 2,86 $ 284.191,05

1.3Cerramiento provisional H=2,40 m con tabla de madera y

pingosml 24.553,00 $ 22,46 $ 551.460,38

1.4 Bodegas y oficinas de madera y cubierta metálica m2 50.000,00 $ 50,68 $ 2.534.000,00

2 EXCAVACIÓN Y MOVIMIENTO DE TIERRAS

2.1 Excavación abierta en roca con equipo liviano (compresor) m3 37.634,30 $ 56,85 $ 2.139.509,89

2.2 Excavación subterránea con fresadora y martillo m3 119.403,03 $ 182,52 $ 34.869.505,51

2.3 Desalojo de material con volqueta (transporte 10 km) m3 157.037,33 $ 9,27 $ 1.455.736,03

2.4 Trituración de material m3 27.471,32 $ 15,00 $ 412.069,87

3 ESTRUCTURA

3.1 Hormigón premezclado f'c=180 kg/cm2. (Vaciado y vibrado) m3 56.074,34 $ 155,58 $ 8.724.045,72

3.2 Hormigón premezclado f'c=240 kg/cm2. (Vaciado y Vibrado) m3 11.243,50 $ 179,40 $ 2.017.084,56



3.5 Bombeo de hormigón m3 240.582,99 $ 7,00 $ 1.684.080,95

3.6 Soportes con cerchas en túneles Ton 56,26 $ 4.781,21 $ 268.982,55

3.7 Pernos de anclaje 25 mm u 13.989,98 $ 162,49 $ 2.273.231,15

3.8 Encofrado/Desencofrado metálico para muros-dos caras m2 6.390,98 $ 13,80 $ 88.195,47

3.9 Perforaciones para inyecciones m 110,00 $ 51,21 $ 5.633,10

3.10 Inyecciones de consolidación hormigón-roca m3 23,56 $ 409,35 $ 9.645,08

3.11 Encofrado con tabla de monte m2 95.544,58 $ 18,15 $ 1.734.134,10

4 Equipos

4.1 Turbina Pelton 4 chiflones u 3,00 $ 893.389,00 $ 2.680.167,00

4.2 Generadores u 3,00 $ 644.831,73 $ 1.934.495,19

4.3 Transformadores u 3,00 $ 541.471,00 $ 1.624.413,00

4.4 Compuertas u 4,00 $ 201.653,55 806614,2

5 Otros

5.1 Limpieza final de la obra m2 95.000,12 $ 1,71 $ 162.450,21

$ 110.615.378,93

5.2 $ 8.849.230,31

5.3 $ 11.061.537,89

5.4 $ 37.200.462,18

5.5 $ 16.592.306,84

$ 184.318.916,16TOTAL

Senalización y equipo de protección personal

Imprevistos (10% del costo total)

Transporte, montaje e instalación de equipo electrómecánico

Ingeniería y administración (15% del costo total)

SUBTOTAL

85

El costo de obras preliminares correspondientes a vías de acceso y de desvío se

encuentran incluidos en los rubros del presupuesto detallado anteriormente.

5.2 Gastos de operación y mantenimiento

“Estos valores se obtienen como un porcentaje del costo de obra fundamentado en la

experiencia de los profesionales del área” (Sandoval & Erazo, 2003, pág. 200). Con

base en este criterio los gastos de operación y mantenimiento se observan en la tabla

24.

Tabla 24.

Gastos de operación y mantenimiento

Fuente: (Sandoval & Erazo, 2003)

Es importante destacar que el autor del texto no considera un valor respecto a seguros

de la planta que de acuerdo a proyectos con características similares este porcentaje

oscila entre el 1,8 y 2% del valor total de la obra.

Es así que “se obtiene un total de egresos por operación y mantenimiento del 5,50%

del costo total de la inversión, incluyendo operario, mantenimiento, administración y

seguros” (Salazar, 2007, pág. 130).

2% del costo del KW instalado

1% del costo del KW instalado

0,5% del costo del KW instalado

3,5% del costo del KW instalado

Reparación y mantenimiento anual de

la planta

Costo de operación anual

Insumos para administración anual

Total de egresos anuales del

proyecto

Costos de operación y mantenimiento

86

5.3 Costos de reposición de equipos

Se ha previsto realizar reposición de equipos de acuerdo al promedio de vida útil de

los sistemas y piezas de una central hidroeléctrica, los mismos que se evidencian en la

siguiente tabla:

Tabla 25.

Vida útil de piezas o sistemas de una central hidroeléctrica

Fuente: (Karelina & Kriuchenko, 1992)

5.4 Ingresos

Este parámetro financiero está basado principalmente en los ingresos obtenidos por la

venta de energía, en el que los datos de generación media anual y potencia instalada,

obtenidas como resultado de la operación de embalse, constituyen los factores

principales que permitirán determinar la viabilidad económica del proyecto.

Para este caso se tiene una potencia instalada de 120557,05 KW y generación media

de 1056,08 GWh/año.

Para establecer la tarifa de venta de energía se han establecido tres escenarios, con base

en proyectos similares y en la Resolución N° 07/10 aprobada por el Consejo Nacional

de Electricidad (CONELEC) en el 2010, en la que establece que la “remuneración de

la potencia para los meses de estiaje es de 5,70 USD/KWh y la tarifa de venta de la

energía a nivel de generación de 4,793 USD cent/KWh generado” (Solano, 2013, pág.

138). Por lo tanto, los precios analizados e ingresos obtenidos se pueden apreciar en la

siguiente tabla:

Rodetes de turbinas 10

Transformadores 40

PIEZA O SISTEMA DE LA

CENTRAL HIDROELÉCTRICA

VIDA ÚTIL

ESPERADA

(AÑOS)

Equipo principal de generación (turbinas

a excepción del rodete), generadores.40

87

Tabla 26.

Tarifa e ingresos por venta de energía


5.5 Flujo de caja

Para realizar el flujo de caja se consideran diversos parámetros, entre ellos se

encuentran los 50 años de vida útil de la obra y la tasa de descuento que es “la tasa con

la que se descuentan o actualizan los flujos netos de caja proyectados, es la tasa de

oportunidad, rendimiento o rentabilidad mínima que se espera ganar con la inversión”

(Solano, 2013, pág. 139). Para el proyecto hidroeléctrico del río Machinaza se ha

establecido una tasa de descuento del 12%.

Además, se consideró el financiamiento para la construcción del proyecto pues el 80%

del valor total es parte de un crédito internacional estipulado a 10 años plazo, con 7%

como tasa de interés y un periodo de gracia de 3 años, el valor restante será cubierto

con recursos del Estado.

5.6 Indicadores económicos

5.6.1 Valor actual neto

Según un texto de ingeniería económica:

El valor actual neto (VAN) consisten en encontrar la diferencia entre el

valor actualizado de los flujos de beneficio y el valor, también

actualizado de las inversiones y otros egresos de efectivo. Si el valor

Escenario Ingreso anual

Escenario pesimista 0,02 USD/KWh $ 211.216,00

Escenario normal 0,04793 USD/KWh $ 506.179,14

Escenario optimista 0,057 USD/KWh $ 601.965,60

Precio de venta

Análisis de tarifa

88

actual neto de un proyecto es positivo, la inversión deberá realizarse y

si es negativo, deberá rechazarse.

(Jiménez, Espinoza, & Fonseca, 2007, pág. 81).

En el presento proyecto se realizó el análisis del VAN para los 3 casos expuestos y los

resultados obtenidos se observan en la tabla 27.

Tabla 27.

Valor actual neto


5.6.2 Tasa interna de retorno

“La tasa interna de retorno (o rentabilidad), es aquella tasa de interés que hace igual a

cero el valor actual de un flujo de beneficios netos al final de la vida útil del proyecto”

(Bonta & Farber, 2002, pág. 76).

Para que un proyecto de inversión sea económicamente viable la tasa de descuento

fijada deber ser igual o menor que la tasa interna de retorno calculada.

Las tasas internas de retorno obtenidas (ver tabla 28) reflejan que, en el primer

escenario, el proyecto no tiene rentabilidad económica.

Tabla 28.

Tasa interna de retorno


Escenario VAN

Escenario pesimista 0,02 USD/KWh -$ 112.000.039,10

Escenario normal 0,04793 USD/KWh $ 62.351.989,10

Escenario optimista 0,057 USD/KWh $ 118.971.140,40

Valor actual neto

Precio de venta de energía

Escenario TIR

Escenario pesimista 0,02 USD/KWh 3%

Escenario normal 0,04793 USD/KWh 17%

Escenario optimista 0,057 USD/KWh 21%

Tasa interna de retorno


89

5.6.3 Beneficio-costo

“La relación beneficio/costo (R B/C) se obtiene dividiendo el valor actualizado del

flujo de ingresos, por el valor actualizado del flujo de costos” (Salazar, 2007, pág.

139).

Una vez obtenido este parámetro se puede realizar el siguiente análisis: si la relación

B/C es inferior a 1 el proyecto no debería llevarse a cabo al ser negativo; si la relación

B/C es igual a 1 el proyecto puede aceptarse, aun cuando no tendría ningún atractivo

financiero; por el contrario, si la relación B/C es superior a 1 el proyecto presenta

rentabilidad económica para su puesta en marcha.

Los valores obtenidos para este indicador se pueden observar a continuación en la

siguiente tabla:

Tabla 29.

Relación Beneficio/Costo


5.6.4 Costo por KW instalado

Para determinar este parámetro es necesario conocer el costo total de inversión y la

potencia instalada; los valores para el presente proyecto son de $ 184318916,16 y

120557,05 KW respectivamente. Por lo tanto, el costo por KW instalado es:

𝐶𝑜𝑠𝑡𝑜 𝑡𝑜𝑡𝑎 𝑑𝑒 𝑝𝑟𝑜𝑦𝑒𝑐𝑡𝑜

𝑃𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑖𝑛𝑠𝑡𝑎 𝑎𝑑𝑎= 184318916,16

12055 ,05 = $1528,89

Escenario B/C

Escenario pesimista 0,02 USD/KWh $ 0,53

Escenario normal 0,04793 USD/KWh $ 1,26

Escenario optimista 0,057 USD/KWh $ 1,50


Beneficio - Costo

90

El valor obtenido es aceptable y se encuentra dentro de los rangos establecidos para

proyectos similares.

Los cálculos correspondientes a los indicadores económicos pueden visualizarse en

los anexos 27, 28 y 29.

91

CAPÍTULO 6

Impactos ambientales

Con base en el acuerdo No 061 del Ministerio de Ambiente que clasifica los proyectos

por actividades y definición, es preciso llevar a cabo una serie de procedimientos para

obtener la correspondiente licencia ambiental que establece el cumplimiento de

normas para prevenir, mitigar o corregir los impactos que la obra autorizada pueda

producir en el medio ambiente; estos pasos se detallan a continuación:

• Registro en el SUIA

• Solicitar el Certificado de Intersección

• Solicitar la aprobación de los Términos de Referencia

• Solicitar la aprobación del Estudio de Impacto Ambiental (EIA) y el Plan de

Manejo Ambiental del proyecto (PMA)

Una vez aprobados el EIA y PMA se procede a la emisión del permiso necesario para

la ejecución del proyecto.

El diseño a nivel de factibilidad de las obras de embalse para el proyecto hidroeléctrico

Machinaza, al tratarse de un proyecto de interés nacional, requiere reconocer, describir

y evaluar los posibles impactos ambientales que puedan originarse durante las distintas

etapas que lo componen.

7.1 Análisis de los impactos significativos al medio ambiente

La calidad ambiental del área de influencia del presente proyecto puede verse afectada

en gran medida por todas las actividades indispensables para el correcto

funcionamiento del sistema diseñado; por lo tanto, a partir de la definición de las fases,

procesos y obras características, se ejecuta la selección de los factores físicos, bióticos

92

y socioculturales susceptibles a impactos, los que a su vez permitirán la estructuración

de la matriz de interacción y la creación de medidas de mitigación y control.

7.2 Metodología y criterios para la identificación y valoración de impactos

ambientales

Se realizó mediante el método de Batelle Columbus, que se encarga de la valoración

directa, a través de matrices, de los efectos ocasionados sobre los factores ambientales

derivados de la construcción de una obra, evaluando las interacciones proyecto-

ambiente de acuerdo a rangos previamente establecidos. Dicho método es de gran

utilidad para planificación y gestión de recursos hídricos.

Las cinco matrices utilizadas son las siguientes:

• Matriz de Interacción

• Matriz de Valoración

• Matriz de Importancia

• Matriz de Magnitud

• Matriz de Severidad

7.2.1 Matriz de Interacción

Es un método de amplio uso durante la evaluación de impacto ambiental, permite

vincular las actividades llevadas a cabo en un proyecto con los impactos ocurridos

sobre los factores ambientales identificados, resaltando atributos característicos

deseables que logren la transmisión de resultados claros y legítimos. Esta matriz se

encuentra desarrollada en el Anexo 30.

93

7.2.2 Matriz de Valoración

Permite valorar cada una de las interacciones establecidas en la matriz del punto 7.2.1

de acuerdo al significado positivo o negativo del impacto. (Alvaro, 2015) toma como

base los siguientes criterios de evaluación:

1) Tipo de Impacto. – Hace una evaluación cualitativa del impacto ambiental

estableciendo si es positivo o negativo según los resultados que éste genere antes

de la puesta en marcha del proyecto. Positivo (+) cuando tiene carácter benéfico;

negativo (-) cuando es considerado dañino en relación al estado inicial de la

acción.

2) Intensidad. - Establece la fuerza o efecto producido por el impacto sobre los

componentes ambientales debido a la implantación del proyecto con sus

respectivas obras; pudiendo ser:

• Alta: Si la modificación es obvia o notable, capaz de ser recuperada por

medio de la intervención humana.

• Moderada: Si la modificación es notable, pero con cierto grado de

dificultad para ser medida o monitoreada; requiere de mitigaciones

simples que representan bajos costos.

• Baja: Si la modificación es prácticamente imperceptible o sutil.

3) Duración. - Indica la cantidad de tiempo que va a mantenerse el efecto sobre el

componente analizado.

• Permanente: Si la alteración permanece a largo plazo.

• Temporal: Si la alteración sobre los componentes ambientales no se

mantiene en el tiempo, es decir es eventual.

94

• Intermitente: Si la alteración aparece únicamente mientras se realiza

determinada actividad.

4) Extensión. - Indica la extensión geográfica y espacial del impacto respecto al

área de influencia.

• Regional: Si el impacto se expande fuera del área del proyecto.

• Local: Si el impacto se consolida en los límites de área de influencia,

hasta 3 km alrededor del sitio donde se desarrollan las actividades.

• Puntual: Si el impacto se limita a al lugar donde se realiza la actividad.

5) Reversibilidad. – Determina la capacidad del medio para volver a una condición

similar a la inicial; puede expresarse también en periodos de tiempo de acuerdo.

a la cantidad de años que dura esta recuperación.

• Irreversible: Imposibilidad del medio para asimilar cualquier

alteración, debido a distintos mecanismos que impiden su recuperación.

• Reversible a corto plazo: El efecto puede ser asimilado por el propio

medio en el tiempo de 0 a 5 años.

• Reversible a largo plazo: El impacto es asimilado por el entorno en un

rango de tiempo considerable, mayor a 5 años.

6) Probabilidad. - Determina el grado de incertidumbre respecto a la manifestación

del impacto durante la vida útil del proyecto.

• Alto: Indica una elevada posibilidad de ocurrencia del impacto

• Medio: Indica una mediana posibilidad de ocurrencia del impacto

• Bajo: Indica una baja posibilidad de ocurrencia del impacto.

95

Tabla 30.

Variables y escala de calificación de impactos

Fuente: (Cóndor, 2016)

Esta matriz se encuentra desarrollada en el Anexo 31.

7.2.3 Matriz de Importancia

Está determinada de acuerdo con la relevancia del impacto ambiental sobre la calidad

del medio en el territorio afectado; los distintos análisis establecieron la necesidad de

diferenciar el peso de los indicadores de extensión, probabilidad y reversibilidad en

una fórmula integradora, para obtener mejores resultados. Para el cálculo de la

importancia (Duche, 2016) utiliza la siguiente ponderación:

Variable Símbolo Carácter Valor asignado

Alta 3

Moderada 2

Baja 1

Permanente 3

Temporal 2

Periódica 1

Regional 3

Local 2

Puntual 1

Irreversible 3Reversible a largo

plazo 2

Reversible a

corto plazo 1

Alto 3

Medio 2

Bajo 1

Para la Importancia (I)

Para la Magnitud (M)

Intensidad

Extensión

Duración d

i

e

Reversibilidad r

Probabilidad g

Peso del indicador de extensión 0,40

Peso del indicador de reversibilidad 0,35

Peso del indicador de probabilidad 0,25

96

La importancia será obtenida por medio de esta expresión:

Por su parte, el valor obtenido del impacto será interpretado con base en la tabla 31,

elaborada en función de una escala estimada de valores.

Tabla 31.

Valoración de importancia del impacto


La matriz de importancia está detallada en el Anexo 32.

7.2.4 Matriz de Magnitud

“La magnitud en términos numéricos constituye la valoración del efecto de la acción,

por lo que su cálculo se basa en la sumatoria acumulada de los valores de las variables

intensidad, extensión y duración” (Duche, 2016, pág. 51).

Al igual que en el caso de la matriz de importancia, se recurre a una ponderación, pero

de acuerdo a los siguientes pesos:

La magnitud de cada interacción establecida será calculada usando la fórmula

mostrada a continuación:

𝐼 = (0,40 ∗ 𝑒) + (0,35 ∗ 𝑟) + (0,25 ∗ 𝑔)

1,0 - 1,6

1,7 - 2,3

2,4 - 3,0

Escala de valoresValoración de importancia

del impacto

Bajo

Medio

Alto

Identificación

cromática

Peso del indicador de intensidad 0,40

Peso del indicador de duración 0,30

Peso del indicador de extensión 0,30

𝑀 = (0,40 ∗ 𝑖)+ (0,30 ∗ 𝑑) + (0,30 ∗ 𝑒)

97

Finalmente, el resultado será valorado según las escalas detalladas en la tabla 32.

Tabla 32.

Valoración de magnitud del impacto


La matriz de magnitud del presente proyecto se detalla en el Anexo 33.

7.2.5 Matriz de severidad

Indica la gravedad de los efectos ambientales que pueden ser producidos por el

impacto que se evalúa. Este valor se logra de la multiplicación entre la importancia y

la magnitud, que permitirá jerarquizar los impactos para tomar las medidas preventivas

o de mitigación necesarias.

Los resultados obtenidos (ver Anexo 34) son calificados con base en la presente tabla:

Tabla 33.

Valoración de severidad del impacto


1,0 - 1,6

1,7 - 2,3

2,4 - 3,0

Escala de valoresValoración de magnitud del

impacto

Medio

Alto

Identificación

cromática

Bajo

0,1 - 0,9

1,0 - 3,0

3,1 - 6,0

6,1 - 9,0

Severo

Crítico

Escala de valoresValoración de severidad del

impacto

Leve

Moderado

Identificación

cromática

98

7.3 Impactos ambientales identificados en el proyecto

Si bien es cierto que la electricidad originada de forma hidráulica se ha determinado

como una opción energéticamente limpia, existen ciertos impactos ambientales

producidos por la construcción de presas, centrales hidroeléctricas, túneles y demás

infraestructuras. En el presente proyecto se han identificado los siguientes:

7.3.1 Impactos ambientales al factor físico

La dispersión de material particulado, los elevados niveles de ruido y vibraciones así

como las emisiones gaseosas, fueron calificados como impactos moderados dentro de

las actividades correspondientes a las distintas etapas del proyecto; sin embargo, la

alteración a la calidad del agua y suelo y la estabilidad de los taludes en el sitio de

implantación del proyecto, representan impactos de carácter severo, que requieren ser

analizados de manera primordial para elaborar un plan eficaz que permita mitigarlos.

7.3.2 Impactos ambientales al factor biótico

Estos impactos se identifican principalmente en la etapa de construcción del proyecto,

y en la actividad de disposición de desechos en las etapas subsiguientes; presentan un

carácter moderado en la afectación a la flora y fauna acuática así como a la tala de

árboles, además, es de gran importancia destacar la elevada severidad de los impactos

respecto al daño de la cubierta vegetal y afectación a la vida terrestre (fauna) por la

cantidad de obras que se requieren para el correcto funcionamiento del proyecto.

7.3.3 Impactos ambientales al económico y sociocultural

En este caso se evidencia que la afectación al bienestar poblacional, el aumento del

riesgo de enfermedades y accidentes y la alteración en el paisaje representan impactos

99

de tipo moderado a lo largo de las 3 etapas establecidas; por su parte la generación de

empleo varía desde lo moderado hasta lo severo, dependiendo de las actividades que

se lleven a cabo, calificándolo como un impacto netamente positivo para la población

del sector; sin embargo, el impacto de mayor importancia en este caso es la generación

de ingresos económicos que podría representar la venta de electricidad generada, el

mismo que descenderá totalmente en la etapa de cierre y demolición, lo que obligará

a las entidades pertinentes a desarrollar medidas que reemplacen esta pérdida

económica.

Los costos generados debido a los posibles impactos ambientales y sociales a

originarse pueden ser evitados o reducidos a un nivel admisible si dichos impactos son

evaluados a tiempo, de forma cuidadosa, precisa y objetiva, de tal manera que sea

posible la creación y aplicación de medidas preventivas o correctivas que permitan

llevar a cabo todas las actividades establecidas en el proyecto provocando el menor

daño posible al medio ambiente.

100

Conclusiones

• Se adoptó la información hidrológica determinística de 20 años generada para

etapas previas por el Instituto Nacional de Electrificación (INECEL) y

homogenizada en el desarrollo del presente proyecto; la actualización de la

información hidrológica presentó inconvenientes originados principalmente en

que desde el año 1983 no se cuenta con información pluviométrica ni

hidrométrica de las estaciones que originalmente existieron en el sector en el

marco del plan maestro de electrificación, las mismas que posiblemente fueron

desmanteladas. En estas condiciones la actualización de dicha información

requeriría de un modelo especifico que de por si constituiría tema de una tesis

de grado independiente.

• La información geotécnica elaborada por el Instituto Nacional de

Electrificación (INECEL), específicamente para el proyecto Machinaza,

permite evaluar a los macizos rocosos de implantación tanto de la presa como

de los túneles de carga y de desvío en relación a los siguientes criterios:

excavación, sustentación, hidrogeología, fundaciones, recubrimiento y

portales. Esta evaluación nos lleva a la conclusión que las condiciones de

cimentación corresponden a un granito de mediana calidad respecto a 5 de los

6 indicadores mencionados, en cambio, son condiciones de mala calidad las

condiciones geotécnicas, geomecánicas y geomorfológicas de los portales; esta

caracterización muestra contradicciones y no deja otra opción que asumir

macizos rocosos que por sus características de deformabilidad y dureza están

en el límite inferior de las rocas de mediana capacidad portante.

101

• Por su parte, la información topográfica fue suficiente para los objetivos de

este proyecto.

• La presa de hormigón a gravedad fue seleccionada en base a una comparación

técnico-económica con la alternativa de presa de escollera; esta opción que

técnicamente tiene ventajas importantes se vio afectada por no disponer de

canteras de material en el lugar del proyecto, requiriendo del tratamiento y

trituración in situ de la roca intrusiva y de la proveniente de la excavación de

los túneles de construcción, con un incremento considerable del costo respecto

a la alternativa de hormigón

• Debido a la incertidumbre anteriormente referida respecto a la condición

geológica-geotécnica de la roca, se optó por prever la excavación subterránea

utilizando fresadora y no voladura para evitar vibraciones y fisuramiento en el

macizo.

• Las presas vertedero y ciega de hormigón a gravedad se encuentran cimentadas

en roca intrusiva que debido a sus condiciones de fracturación y permeabilidad

requieren de tratamientos de consolidación, antes de la implantación de las

obras, con el fin de mejorar las condiciones de resistencia y deformabilidad

(Módulo de deformación E y coeficiente de dureza) por medio de inyecciones

de cemento e impermeabilización con cortinas de cemento; el sistema de

impermeabilización incluye además drenaje vertical parcial de la roca de

cimentación, aguas arriba de la cortina de impermeabilización.

102

• De acuerdo con los distintos análisis llevados a cabo se determinó que el

sistema hidráulico incluye una obra de toma con muros de 26,6m de altura, un

túnel de carga de diámetro D=3,5m y 5120m de longitud, una chimenea de

equilibrio cilíndrica de 5m de diámetro y 83m de altura, una tubería de presión

blindada de 3,1 m de diámetro y un túnel de descarga rectangular de 4x2 (m).

• El proyecto hidroeléctrico Machinaza tendrá una generación anual de 1056,08

GW/año y una potencia instalada de 120,56 MW utilizando tres turbinas tipo

Pelton, para un caudal de 9,68 m3/s cada una y una carga de 478,21m.

• Con base en el flujo de caja elaborado se puede determinar que la tarifa por

venta de electricidad de 0,4793 ctvs/kw establecida por el Consejo Nacional de

Electricidad en el reglamento aprobado en el año 2010 puede ser aceptado para

el proyecto hidroeléctrico Machinaza dado que los indicadores económicos

obtenidos son positivos.

• Con la tarifa mencionada en el punto anterior se obtuvo un valor actual neto de

$ 62351989,10, superior a uno; una tasa interna de retorno de 17% y 1,26 como

relación beneficio costo, valores que presentan rentabilidad económica para

que el proyecto pueda ser ejecutado.

• El presupuesto total de la obra de $ 184318916,16, así como el precio de $

1528,89 por kw instalado, obtenidos en el capítulo de evaluación económica,

103

se encuentran dentro de los rangos de costos aceptables de acuerdo a proyectos

con características similares.

• El presente proyecto ofrece una gran cantidad de beneficios económicos y

sociales a través de la venta de energía limpia a un costo razonable y la creación

de diversas fuentes de empleo, permitirá además una completa modificación

en la matriz energética de nuestro país.

• Los impactos ambientales que se generarán con la construcción de las obras de

embalse del proyecto hidroeléctrico Machinaza son en su mayoría tolerables;

sin embargo, los impactos encontrados de carácter severo serán evaluados a

tiempo, de manera precisa y objetiva, para que sea posible su mitigación a

través de la aplicación de un plan de manejo ambiental que incluya medidas

preventivas y correctivas.

104

Recomendaciones

• Para la etapa siguiente del proyecto es imprescindible disponer de resultados de

investigaciones geológico-geotécnico adicionales en las obras subterráneas,

principalmente para los túneles, debido a que el estudio disponible es aún

insuficiente y en algunos casos establece contradicciones que generan grados de

incertidumbre, cubiertos en buena parte por el factor geológico; dichos grados de

incertidumbre deben ser absueltos llevando a cabo ensayos in situ para obtener

indicadores geomecánicos más cercanos a la realidad.

• Es importante realizar un levantamiento topográfico con el grado de detalle

requerido para el diseño definitivo de las obras que componen el proyecto, tanto

más que la información disponible tiene varios años de antigüedad y la obtenida

del Instituto Geográfico Militar requiere mayor precisión y exactitud respecto a su

escala.

• Es necesario disponer de información de una estación climatológica en el área del

embalse y de estaciones hidrométrica y sedimentológica en el sitio de presa, lo que

permitiría la actualización de datos hidrológicos y podría sugerirse para futuros

temas tesis.

• Para la etapa de diseño definitivo se recomienda elaborar un plan de manejo

ambiental completo y apropiado tomando en cuenta los impactos ambientales

identificados en el presente proyecto, que permita minimizar la afectación al medio

físico, biótico y social del sitio de implantación de las diferentes obras.

105

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Internacional del Ecuador.

108

Anexos

Anexo 1. Operación de embalse del río Machinaza

42394244 VNE m3 turbina= 0,88Eficiencia de la

tubina

12244556,06 VME m3 Qderiv= 27,93 m3/s

27319400 VoE m3 Nivel aguas abajo Central Hidroeléctrica 770 m

24,68 Qmedio= m3/s Horas promedio en el mes= 730 h

64845900 Vmedio= m3 horas en el mes=

2628000 T= s horas en el mes=

Qe Qmedio Veoi Vefi Vefi2 NIVEL MEDIO Ventregado Vdeficit V excedente

m3/s m3/s m3 m3 m3 m m3 m3 m3

1 26,55 69773400 24,675 64845900 97092800 1395,937712 32246898,77 32246899 1372,60692 1384,272 500 64845900 1 0 0

2 26,02 68380560 24,675 64845900 100627458,8 1396,840442 35781557,53 35781558 1374,962049 1385,901 500 64845900 1 0 0

3 28,04 73689120 24,675 64845900 109470677,5 1398,871587 44624776,3 42394244 1380,368248 1389,620 500 64845900 1 0 2230532

4 27,76 72953280 24,675 64845900 117578056,3 1400,426803 52732155,06 42394244 1383,558248 1391,993 500 64845900 1 0 10337911

5 33,64 88405920 24,675 64845900 141138075,1 1403,841229 76292173,83 42394244 1384,940732 1394,391 500 64845900 1 0 33897930

6 29,5 77526000 24,675 64845900 153818173,8 1405,69071 88972272,6 42394244 1384,940732 1395,316 500 64845900 1 0 46578029

7 24,06 63231725,33 24,675 64845900 152203997,9 1405,548442 87358096,7 42394244 1384,940732 1395,245 500 64845900 1 0 44963853

8 29,85 78445800 24,675 64845900 165803896,7 1407,540191 100957995,5 42394244 1384,940732 1396,240 500 64845900 1 0 58563752

9 27,37 71928360 24,675 64845900 172886355,5 1408,536065 108040454,2 42394244 1384,940732 1396,738 500 64845900 1 0 65646210

10 25,89 68038920 24,675 64845900 176079374,2 1408,962868 111233473 42394244 1384,940732 1396,952 500 64845900 1 0 68839229

11 23,45 61626600 24,675 64845900 172860073 1408,678333 108014171,8 42394244 1384,940732 1396,810 500 64845900 1 0 65619928

12 21,41 56265480 24,675 64845900 164279651,8 1407,397923 99433750,53 42394244 1384,940732 1396,169 500 64845900 1 0 57039507

1 21,92 57605760 24,675 64845900 157039510,5 1406,402049 92193609,29 42394244 1384,940732 1395,671 500 64845900 1 0 49799365

2 21,79 57264120 24,675 64845900 149457729,3 1405,406174 84611828,06 42394244 1384,940732 1395,173 500 64845900 1 0 42217584

3 21,5 56502000 24,675 64845900 141113828,1 1404,268032 76267926,83 42394244 1384,940732 1394,604 500 64845900 1 0 33873683

4 21,79 57264120 24,675 64845900 133532046,8 1403,272158 68686145,59 42394244 1384,940732 1394,106 500 64845900 1 0 26291902

5 26,33 69195240 24,675 64845900 137881385,6 1403,841229 73035484,36 42394244 1384,940732 1394,391 500 64845900 1 0 30641240

6 29,54 77631120 24,675 64845900 150666604,4 1405,69071 85820703,12 42394244 1384,940732 1395,316 500 64845900 1 0 43426459

7 28,37 74551532,98 24,675 64845900 160372236,1 1407,113387 95526334,87 42394244 1384,940732 1396,027 500 64845900 1 0 53132091

8 25,98 68275440 24,675 64845900 163801774,9 1407,682458 98955873,64 42394244 1384,940732 1396,312 500 64845900 1 0 56561630

9 25,12 66015360 24,675 64845900 164971233,6 1407,824726 100125332,4 42394244 1384,940732 1396,383 500 64845900 1 0 57731088

10 22,67 59576760 24,675 64845900 159702092,4 1407,113387 94856191,17 42394244 1384,940732 1396,027 500 64845900 1 0 52461947

11 23,26 61127280 24,675 64845900 155983471,2 1406,686584 91137569,94 42394244 1384,940732 1395,814 500 64845900 1 0 48743326

12 21,5 56502000 24,675 64845900 147639569,9 1405,548442 82793668,7 42394244 1384,940732 1395,245 500 64845900 1 0 40399425

1 24,97 65621160 24,675 64845900 148414828,7 1405,69071 83568927,47 42394244 1384,940732 1395,316 500 64845900 1 0 41174684

2 22,34 58709520 24,675 64845900 142278447,5 1404,837103 77432546,23 42394244 1384,940732 1394,889 500 64845900 1 0 35038302

3 24,11 63361080 24,675 64845900 140793626,2 1404,694836 75947725 42394244 1384,940732 1394,818 500 64845900 1 0 33553481

4 25,48 66961440 24,675 64845900 142909165 1404,979371 78063263,77 42394244 1384,940732 1394,960 500 64845900 1 0 35669020

5 23,61 62047080 24,675 64845900 140110343,8 1404,694836 75264442,53 42394244 1384,940732 1394,818 500 64845900 1 0 32870199

6 21,83 57369240 24,675 64845900 132633682,5 1403,698961 67787781,3 42394244 1384,940732 1394,320 500 64845900 1 0 25393537

7 21,55 56644768,29 24,675 64845900 124432549,6 1402,509026 59586648,36 42394244 1384,940732 1393,725 500 64845900 1 0 17192404

8 25,13 66041640 24,675 64845900 125628288,4 1402,718398 60782387,13 42394244 1384,940732 1393,830 500 64845900 1 0 18388143

9 27,65 72664200 24,675 64845900 133446587,1 1403,869948 68600685,89 42394244 1384,940732 1394,405 500 64845900 1 0 26206442

10 21,66 56922480 24,675 64845900 125523165,9 1402,781958 60677264,66 42394244 1384,940732 1393,861 500 64845900 1 0 18283021

11 20,27 53269560 24,675 64845900 113946824,7 1401,174276 49100923,42 42394244 1384,940732 1393,058 500 64845900 1 0 6706679

12 20,67 54320760 24,675 64845900 103421683,4 1399,549714 38575782,19 38575782 1381,531515 1390,541 500 64845900 1 0 0

1 23,23 61048440 24,675 64845900 99624222,19 1398,754968 34778320,96 34778321 1380,191515 1389,473 500 64845900 1 0 0

2 21,79 57264120 24,675 64845900 92042440,96 1397,106166 27196539,72 27196540 1375,795712 1386,451 500 64845900 1 0 0

3 21,04 55293120 24,675 64845900 82489659,72 1395,012544 17643758,49 17643758 1370,06219 1382,537 500 64845900 1 0 0

4 23,96 62966880 24,675 64845900 80610638,49 1394,650757 15764737,26 15764737 1367,95584 1381,303 500 64845900 1 0 0

5 23,28 61179840 24,675 64845900 76944577,26 1393,885665 12098676,02 12098676 1363,343432 1378,615 500 64845900 1 0 0

6 23,85 62677800 24,675 64845900 74776476,02 1393,458637 9930574,789 9930575 1360,769065 1377,114 500 64845900 1 0 0

7 25,80 67793802,98 24,675 64845900 77724377,77 1394,186203 12878476,54 12878477 1365,155246 1379,671 500 64845900 1 0 0

8 28,15 73978200 24,675 64845900 86856676,54 1396,30948 22010775,3 22010775 1373,613934 1384,962 500 64845900 1 0 0

9 25,87 67986360 24,675 64845900 89997135,3 1397,080502 25151234,07 25151234 1375,72543 1386,403 500 64845900 1 0 0

10 24,2 63597600 24,675 64845900 88748834,07 1396,861057 23902932,84 23902933 1375,124466 1385,993 500 64845900 1 0 0

11 20,78 54609840 24,675 64845900 78512772,84 1394,613231 13666871,6 13666872 1367,729613 1381,171 500 64845900 1 0 0

12 22,6 59392800 24,675 64845900 73059671,6 1393,444835 8213770,369 8213770 1360,685858 1377,065 500 64845900 1 0 0

1 25,78 67749840 24,675 64845900 75963610,37 1394,162479 11117709,14 11117709 1369,523228 1381,843 500 64845900 1 0 0

2 21,26 55871280 24,675 64845900 66988989,14 1392,199338 2143087,902 2143088 1343,682152 1367,941 500 64845900 1 0 0

3 24,82 65226960 24,675 64845900 67370047,9 1392,347611 2524146,668 2524147 1346,477896 1369,413 500 64845900 1 0 0

4 25,37 66672360 24,675 64845900 69196506,67 1392,822087 4350605,434 4350605 1353,611064 1373,217 500 64845900 1 0 0

5 22,77 59839560 24,675 64845900 64190165,43 1391,754517 -655735,7997 0 1340 1365,877 500 0 0 64845900 0

6 25,02 65752560 24,675 64845900 65096824,2 1392,02141 250922,9665 250923 1340,327258 1366,174 500 64845900 1 0 0

7 30,16 79259987,45 24,675 64845900 79510910,42 1395,336694 14665009,19 14665009 1370,949897 1383,143 500 64845900 1 0 0

8 28,7 75423600 24,675 64845900 90088609,19 1397,786173 25242707,95 25242708 1377,657956 1387,722 500 64845900 1 0 0

9 26,53 69720840 24,675 64845900 94963547,95 1398,948638 30117646,72 30117647 1380,518057 1389,733 500 64845900 1 0 0

10 24,14 63439920 24,675 64845900 93557566,72 1398,693607 28711665,49 28711665 1380,088057 1389,391 500 64845900 1 0 0

11 22,47 59051160 24,675 64845900 87762825,49 1397,448109 22916924,25 22916924 1376,732147 1387,090 500 64845900 1 0 0

12 20,77 54583560 24,675 64845900 77500484,25 1395,194352 12654583,02 12654583 1370,560082 1382,877 500 64845900 1 0 0

1 21,89 57526920 24,675 64845900 70181503,02 1393,60486 5335601,784 5335602 1361,650576 1377,628 500 64845900 1 0 0

2 24,01 63098280 24,675 64845900 68433881,78 1393,272727 3587980,551 3587981 1359,267686 1376,270 500 64845900 1 0 0

3 22,4 58867200 24,675 64845900 62455180,55 1391,985713 -2390720,683 0 1340 1365,993 500 0 0 64845900 0

4 23,19 60943320 24,675 64845900 58552599,32 1391,167243 -6293301,917 0 1340 1365,584 500 0 0 64845900 0

5 24,38 64070640 24,675 64845900 57777338,08 1391,054555 -7068563,151 0 1340 1365,527 500 0 0 64845900 0

6 25,04 65805120 24,675 64845900 58736556,85 1391,333309 -6109344,384 0 1340 1365,667 500 0 0 64845900 0

7 23,31 61255638,22 24,675 64845900 55146293,84 1390,585324 -9699607,398 0 1340 1365,293 500 0 0 64845900 0

8 28,29 74346120 24,675 64845900 64646512,6 1392,791634 -199388,6313 0 1353,228814 1373,010 500 0 0 64845900 0

9 25,34 66593520 24,675 64845900 66394131,37 1393,248317 1548230,135 1548230 1358,961279 1376,105 500 64845900 1 0 0

10 21,9 57553200 24,675 64845900 59101430,13 1391,664755 -5744471,099 0 1340 1365,832 500 0 0 64845900 0

11 21,94 57658320 24,675 64845900 51913848,9 1390,104918 -12932052,33 0 1340 1365,052 500 0 0 64845900 0

12 24,05 63203400 24,675 64845900 50271347,67 1389,656899 -14574553,57 0 1340 1364,828 500 0 0 64845900 0

1 27,14 71323920 24,675 64845900 56749366,43 1391,320761 -8096534,8 0 1340 1365,660 500 0 0 64845900 0

2 26,81 70456680 24,675 64845900 62360145,2 1392,649292 -2485756,034 0 1351,442072 1372,046 500 0 0 64845900 0

3 25,72 67592160 24,675 64845900 65106403,97 1393,33135 260502,7324 260503 1360,001702 1376,667 500 64845900 1 0 0

4 26,49 69615720 24,675 64845900 69876222,73 1394,470091 5030321,499 5030321 1373,046696 1383,758 500 64845900 1 0 0

5 26,59 69878520 24,675 64845900 74908841,5 1395,668141 10062940,26 10062940 1371,857584 1383,763 500 64845900 1 0 0

6 28,62 75213360 24,675 64845900 85276300,26 1398,070172 20430399,03 20430399 1378,435705 1388,253 500 64845900 1 0 0

7 20,88 54863850,28 24,675 64845900 75294249,31 1395,879671 10448348,08 10448348 1372,436874 1384,158 500 64845900 1 0 0

8 24,42 64175760 24,675 64845900 74624108,08 1395,790707 9778206,845 9778207 1372,19324 1383,992 500 64845900 1 0 0

9 24,33 63939240 24,675 64845900 73717446,84 1395,648364 8871545,611 8871546 1371,803425 1383,726 500 64845900 1 0 0

10 24,14 63439920 24,675 64845900 72311465,61 1395,393334 7465564,377 7465564 1371,105007 1383,249 500 64845900 1 0 0

11 24,01 63098280 24,675 64845900 70563844,38 1395,061201 5717943,144 5717943 1370,19544 1382,628 500 64845900 1 0 0

12 24,05 63203400 24,675 64845900 68921343,14 1394,752792 4075441,91 4075442 1368,570968 1381,662 500 64845900 1 0 0

1 25,28 66435840 24,675 64845900 70511281,91 1395,173889 5665380,676 5665381 1370,504043 1382,839 500 64845900 1 0 0

2 25,87 67986360 24,675 64845900 73651740,68 1395,944911 8805839,442 8805839 1372,615539 1384,280 500 64845900 1 0 0

3 27,47 72191160 24,675 64845900 80996999,44 1397,664884 16151098,21 16151098 1377,325798 1387,495 500 64845900 1 0 0

4 26,57 69825960 24,675 64845900 85977058,21 1398,851072 21131156,97 21131157 1380,353555 1389,602 500 64845900 1 0 0

5 24,79 65148120 24,675 64845900 86279276,97 1398,981553 21433375,74 21433376 1380,573555 1389,778 500 64845900 1 0 0

6 30,26 79523280 24,675 64845900 100956655,7 1401,485358 36110754,51 36110755 1384,940732 1393,213 500 64845900 1 0 0

7 25,98 68281725,73 24,675 64845900 104392480,2 1402,013423 39546579 39546579 1384,940732 1393,477 500 64845900 1 0 0

8 29,6 77788800 24,675 64845900 117335379 1403,894037 52489477,77 42394244 1384,940732 1394,417 500 64845900 1 0 10095234

9 27,60813002 72554165,68 24,675 64845900 125043643,5 1405,029932 60197742,22 42394244 1384,940732 1394,985 500 64845900 1 0 17803498

10 24,14 63439920 24,675 64845900 123637662,2 1404,869164 58791760,98 42394244 1384,940732 1394,905 500 64845900 1 0 16397517

11 22,53 59208840 24,675 64845900 118000601 1404,106449 53154699,75 42394244 1384,940732 1394,524 500 64845900 1 0 10760456

12 21,98 57763440 24,675 64845900 110918139,7 1403,138101 46072238,52 42394244 1384,940732 1394,039 500 64845900 1 0 3677995

1 27,15 71350200 24,675 64845900 117422438,5 1404,102711 52576537,28 42394244 1384,940732 1394,522 500 64845900 1 0 10182293

2 23,94 62914320 24,675 64845900 115490857,3 1403,867166 50644956,05 42394244 1384,940732 1394,404 500 64845900 1 0 8250712

3 25,24 66330720 24,675 64845900 116975676 1404,117666 52129774,81 42394244 1384,940732 1394,529 500 64845900 1 0 9735531

4 27,21 71507880 24,675 64845900 123637654,8 1405,104708 58791753,58 42394244 1384,940732 1395,023 500 64845900 1 0 16397510

5 27,47 72191160 24,675 64845900 130982913,6 1406,188959 66137012,35 42394244 1384,940732 1395,565 500 64845900 1 0 23742768

6 29,58 77736240 24,675 64845900 143873252,3 1408,062096 79027351,11 42394244 1384,940732 1396,501 500 64845900 1 0 36633107

7 29,14 76576412,37 24,675 64845900 155603763,5 1409,770227 90757862,24 42394244 1384,940732 1397,355 500 64845900 1 0 48363618

8 29,17738791 76678175,42 24,675 64845900 167436037,7 1410,583893 102590136,4 42394244 1384,940732 1397,762 500 64845900 1 0 60195892

9 28,1513584 73981769,88 24,675 64845900 176571906,3 1411,107615 111726005,1 42394244 1384,940732 1398,024 500 64845900 1 0 69331761

10 23,52 61810560 24,675 64845900 173536565,1 1410,954068 108690663,8 42394244 1384,940732 1397,947 500 64845900 1 0 66296420

11 23,02 60496560 24,675 64845900 169187223,8 1410,727403 104341322,6 42394244 1384,940732 1397,834 500 64845900 1 0 61947079

12 23,28 61179840 24,675 64845900 165521162,6 1410,538759 100675261,4 42394244 1384,940732 1397,740 500 64845900 1 0 58281017

1 28,68 75371040 24,675 64845900 176046301,4 1411,139787 111200400,1 42394244 1384,940732 1398,040 500 64845900 1 0 68806156

2 29,85 78445800 24,675 64845900 189646200,1 1411,911911 124800298,9 42394244 1384,940732 1398,426 500 64845900 1 0 82406055

3 25,32 66540960 24,675 64845900 191341258,9 1412,021588 126495357,7 42394244 1384,940732 1398,481 500 64845900 1 0 84101114

4 24,01 63098280 24,675 64845900 189593637,7 1411,939696 124747736,4 42394244 1384,940732 1398,440 500 64845900 1 0 82353493

5 25,74 67644720 24,675 64845900 192392456,4 1412,110791 127546555,2 42394244 1384,940732 1398,526 500 64845900 1 0 85152311

6 26,51 69668280 24,675 64845900 197214835,2 1412,394488 132368934 42394244 1384,940732 1398,668 500 64845900 1 0 89974690

7 29,03 76290840 24,675 64845900 208659774 1413,046699 143813872,7 42394244 1384,940732 1398,994 500 64845900 1 0 101419629

8 29,73151721 78134427,22 24,675 64845900 221948300 1413,801497 157102398,7 42394244 1384,940732 1399,371 500 64845900 1 0 114708155

9 26,42995936 69457933,2 24,675 64845900 226560331,9 1414,073489 161714430,7 42394244 1384,940732 1399,507 500 64845900 1 0 119320187

10 24,68 64859040 24,675 64845900 226573470,7 1414,089575 161727569,5 42394244 1384,940732 1399,515 500 64845900 1 0 119333326

11 22,62 59445360 24,675 64845900 221172929,5 1413,804416 156327028,2 42394244 1384,940732 1399,373 500 64845900 1 0 113932784

12 22,05 57947400 24,675 64845900 214274428,2 1413,435902 149428527 42394244 1384,940732 1399,188 500 64845900 1 0 107034283

1 22,66 59550480 24,675 64845900 208979007 1413,156592 144133105,8 42394244 1384,940732 1399,049 500 64845900 1 0 101738862

2 21,66 56922480 24,675 64845900 201055585,8 1412,731046 136209684,5 42394244 1384,940732 1398,836 500 64845900 1 0 93815441

3 21,17 55634760 24,675 64845900 191844444,5 1412,233845 126998543,3 42394244 1384,940732 1398,587 500 64845900 1 0 84604299

4 23,04 60549120 24,675 64845900 187547663,3 1412,010105 122701762,1 42394244 1384,940732 1398,475 500 64845900 1 0 80307518

5 23,32 61284960 24,675 64845900 183986722,1 1411,82731 119140820,8 42394244 1384,940732 1398,384 500 64845900 1 0 76746577

6 24,77 65095560 24,675 64845900 184236380,8 1411,856557 119390479,6 42394244 1384,940732 1398,399 500 64845900 1 0 76996236

7 23,96 62966880 24,675 64845900 182357359,6 1411,767354 117511458,4 42394244 1384,940732 1398,354 500 64845900 1 0 75117214

8 30,14602338 79223749,44 24,675 64845900 196735207,8 1412,582767 131889306,6 42394244 1384,940732 1398,762 500 64845900 1 0 89495063

9 26,77917761 70375678,76 24,675 64845900 202264985,3 1412,905827 137419084,1 42394244 1384,940732 1398,923 500 64845900 1 0 95024840

10 24,75034983 65043919,35 24,675 64845900 202463003,4 1412,932201 137617102,2 42394244 1384,940732 1398,936 500 64845900 1 0 95222858

11 25,12 66015360 24,675 64845900 203632462,2 1413,01263 138786561 42394244 1384,940732 1398,977 500 64845900 1 0 96392317

12 26,02 68380560 24,675 64845900 207167121 1413,224672 142321219,7 42394244 1384,940732 1399,083 500 64845900 1 0 99926976

Energia

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OPERACIÓN DE EMBALSE (ENERGÉTICO)

Potencia Media

120557,052

Ve Vmedio Nivel de Veoi Nivel de Vfmi2 HBMESESAÑO

OPERACIÓN DE EMBALSE

Volumen Normal de Embalse

Volumen Muerto de Embalse

Volumen Inicial de Embalse

Caudal medio

Volumen medio

1971

1968

1969

1970

Tiempo

1964

1965

1966

1967

Tdéficit

1972

1973

1974

𝑃 = ∗ 𝛾𝑜 ∗ ∗ 𝐻

109

1 21,76 57185280 24,675 64845900 199506499,7 1412,81375 134660598,5 42394244 1384,940732 1398,877 500 64845900 1 0 92266355

2 27,45 72138600 24,675 64845900 206799198,5 1413,234908 141953297,3 42394244 1384,940732 1399,088 500 64845900 1 0 99559053

3 22,31444227 58642354,28 24,675 64845900 200595651,5 1412,905066 135749750,3 42394244 1384,940732 1398,923 500 64845900 1 0 93355506

4 25,53707157 67111424,08 24,675 64845900 202861174,4 1413,046486 138015273,2 42394244 1384,940732 1398,994 500 64845900 1 0 95621029

5 27,98 73531440 24,675 64845900 211546713,2 1413,545149 146700811,9 42394244 1384,940732 1399,243 500 64845900 1 0 104306568

6 32,88131318 86412091,05 24,675 64845900 233112903 1414,760559 168267001,7 42394244 1384,940732 1399,851 500 64845900 1 0 125872758

7 28,81 75712680 24,675 64845900 243979681,7 1415,380598 179133780,5 42394244 1384,940732 1400,161 500 64845900 1 0 136739537

8 29,22102013 76792840,91 24,675 64845900 255926621,4 1416,060743 191080720,2 42394244 1384,940732 1400,501 500 64845900 1 0 148686476

9 24,86729589 65351253,59 24,675 64845900 256431973,8 1416,104218 191586072,5 42394244 1384,940732 1400,522 500 64845900 1 0 149191829

10 22,60878172 59415878,35 24,675 64845900 251001950,9 1415,817418 186156049,6 42394244 1384,940732 1400,379 500 64845900 1 0 143761806

11 18,47 48539160 24,675 64845900 234695209,6 1414,925381 169849308,4 42394244 1384,940732 1399,933 500 64845900 1 0 127455064

12 19,39539783 50971105,51 24,675 64845900 220820413,9 1414,16867 155974512,7 42394244 1384,940732 1399,555 500 64845900 1 0 113580269

1 24,76 65069280 24,675 64845900 221043792,7 1414,196455 156197891,5 42394244 1384,940732 1399,569 500 64845900 1 0 113803648

2 18,89 49642920 24,675 64845900 205840811,5 1413,365836 140994910,2 42394244 1384,940732 1399,153 500 64845900 1 0 98600666

3 24,54032303 64491968,92 24,675 64845900 205486879,1 1413,361497 140640977,9 42394244 1384,940732 1399,151 500 64845900 1 0 98246734

4 22,91245087 60213920,88 24,675 64845900 200854898,8 1413,119104 136008997,6 42394244 1384,940732 1399,030 500 64845900 1 0 93614754

5 28,18 74057040 24,675 64845900 210066037,6 1413,647014 145220136,3 42394244 1384,940732 1399,294 500 64845900 1 0 102825892

6 29,76190056 78214274,68 24,675 64845900 223434411 1414,406255 158588509,8 42394244 1384,940732 1399,673 500 64845900 1 0 116194266

7 25,15 66094200 24,675 64845900 224682709,8 1414,491072 159836808,5 42394244 1384,940732 1399,716 500 64845900 1 0 117442565

8 29,28210525 76953372,61 24,675 64845900 236790181,1 1415,180149 171944279,9 42394244 1384,940732 1400,060 500 64845900 1 0 129550036

9 27,06137417 71117291,33 24,675 64845900 243061571,2 1415,544477 178215670 42394244 1384,940732 1400,243 500 64845900 1 0 135821426

10 21,74272804 57139889,28 24,675 64845900 235355559,3 1415,131029 170509658 42394244 1384,940732 1400,036 500 64845900 1 0 128115414

11 23,16 60864480 24,675 64845900 231374138 1414,924837 166528236,8 42394244 1384,940732 1399,933 500 64845900 1 0 124133993

12 21,14726546 55575013,63 24,675 64845900 222103250,4 1414,424311 157257349,2 42394244 1384,940732 1399,683 500 64845900 1 0 114863105

1 23,9 62809200 24,675 64845900 220066549,2 1414,326333 155220648 42394244 1384,940732 1399,634 500 64845900 1 0 112826404

2 27,11118032 71248181,87 24,675 64845900 226468829,8 1414,697944 161622928,6 42394244 1384,940732 1399,819 500 64845900 1 0 119228685

3 28,17308102 74038856,91 24,675 64845900 235661785,5 1415,224843 170815884,3 42394244 1384,940732 1400,083 500 64845900 1 0 128421640

4 26,68510153 70128446,83 24,675 64845900 240944331,1 1415,534146 176098429,9 42394244 1384,940732 1400,237 500 64845900 1 0 133704186

5 25,25 66357000 24,675 64845900 242455429,9 1415,633587 177609528,7 42394244 1384,940732 1400,287 500 64845900 1 0 135215285

6 26,46760096 69556855,33 24,675 64845900 247166384 1415,911083 182320482,7 42394244 1384,940732 1400,426 500 64845900 1 0 139926239

7 25,29 66462120 24,675 64845900 248782602,7 1416,016373 183936701,5 42394244 1384,940732 1400,479 500 64845900 1 0 141542458

8 28,07785575 73788604,9 24,675 64845900 257725306,4 1416,529346 192879405,2 42394244 1384,940732 1400,735 500 64845900 1 0 150485161

9 25,8514564 67937627,43 24,675 64845900 260817032,6 1416,716741 195971131,4 42394244 1384,940732 1400,829 500 64845900 1 0 153576887

10 24,11406549 63371764,11 24,675 64845900 259342895,5 1416,650067 194496994,3 42394244 1384,940732 1400,795 500 64845900 1 0 152102750

11 22,96 60338880 24,675 64845900 254835874,3 1416,414628 189989973 42394244 1384,940732 1400,678 500 64845900 1 0 147595729

12 23,69071772 62259206,17 24,675 64845900 252249179,2 1416,286045 187403278 42394244 1384,940732 1400,613 500 64845900 1 0 145009034

1 27,01 70982280 24,675 64845900 258385558 1416,64286 193539656,7 42394244 1384,940732 1400,792 500 64845900 1 0 151145413

2 23,4975809 61751642,61 24,675 64845900 255291299,3 1416,486034 190445398,1 42394244 1384,940732 1400,713 500 64845900 1 0 148051154

3 22,25917209 58497104,25 24,675 64845900 248942502,4 1416,148109 184096601,1 42394244 1384,940732 1400,544 500 64845900 1 0 141702357

4 22,638006 59492679,76 24,675 64845900 243589280,9 1415,865583 178743379,6 42394244 1384,940732 1400,403 500 64845900 1 0 136349136

5 28,13 73925640 24,675 64845900 252669019,6 1416,386182 187823118,4 42394244 1384,940732 1400,663 500 64845900 1 0 145428874

6 25,03638304 65795614,64 24,675 64845900 253618733 1416,454383 188772831,8 42394244 1384,940732 1400,698 500 64845900 1 0 146378588

7 25,10 65962800 24,675 64845900 254735631,8 1416,531888 189889730,6 42394244 1384,940732 1400,736 500 64845900 1 0 147495487

8 27,92514295 73387275,67 24,675 64845900 263277006,2 1417,02253 198431105 42394244 1384,940732 1400,982 500 64845900 1 0 156036861

9 26,11248823 68623619,06 24,675 64845900 267054724,1 1417,248096 202208822,8 42394244 1384,940732 1401,094 500 64845900 1 0 159814579

10 23,90491647 62822120,49 24,675 64845900 265030943,3 1417,150837 200185042,1 42394244 1384,940732 1401,046 500 64845900 1 0 157790798

11 18,85 49537800 24,675 64845900 249722842,1 1416,31437 184876940,9 42394244 1384,940732 1400,628 500 64845900 1 0 142482697

12 22,76287672 59820840,01 24,675 64845900 244697780,9 1416,050104 179851879,6 42394244 1384,940732 1400,495 500 64845900 1 0 137457636

1 22,74 59760720 24,675 64845900 239612599,6 1415,782493 174766698,4 42394244 1384,940732 1400,362 500 64845900 1 0 132372454

2 18,76520799 49314966,59 24,675 64845900 224081665 1414,933626 159235763,8 42394244 1384,940732 1399,937 500 64845900 1 0 116841520

3 25,27390901 66419832,88 24,675 64845900 225655596,7 1415,036562 160809695,4 42394244 1384,940732 1399,989 500 64845900 1 0 118415451

4 25,56412951 67182532,36 24,675 64845900 227992227,8 1415,181939 163146326,5 42394244 1384,940732 1400,061 500 64845900 1 0 120752083

5 28,03 73662840 24,675 64845900 236809166,5 1415,687914 171963265,3 42394244 1384,940732 1400,314 500 64845900 1 0 129569021

6 25,36474227 66658542,68 24,675 64845900 238621808 1415,804134 173775906,8 42394244 1384,940732 1400,372 500 64845900 1 0 131381663

7 29,47 77447160 24,675 64845900 251223066,8 1416,520688 186377165,5 42394244 1384,940732 1400,731 500 64845900 1 0 143982922

8 25,27230346 66415613,48 24,675 64845900 252792779 1416,62339 187946877,8 42394244 1384,940732 1400,782 500 64845900 1 0 145552634

9 25,11069042 65990894,43 24,675 64845900 253937772,2 1416,702458 189091871 42394244 1384,940732 1400,822 500 64845900 1 0 146697627

10 21,67202978 56954094,25 24,675 64845900 246045965,2 1416,278672 181200064 42394244 1384,940732 1400,610 500 64845900 1 0 138805820

11 14,42 37895760 24,675 64845900 219095824 1414,794381 154249922,8 42394244 1384,940732 1399,868 500 64845900 1 0 111855679

12 21,84584971 57410893,04 24,675 64845900 211660815,8 1414,396013 146814914,6 42394244 1384,940732 1399,668 500 64845900 1 0 104420671

1 23,34 61337520 24,675 64845900 208152434,6 1414,216143 143306533,3 42394244 1384,940732 1399,578 500 64845900 1 0 100912289

2 23,09217169 60686227,2 24,675 64845900 203992760,5 1414,000032 139146859,3 42394244 1384,940732 1399,470 500 64845900 1 0 96752615

3 27,3390038 71846901,99 24,675 64845900 210993761,3 1414,404959 146147860,1 42394244 1384,940732 1399,673 500 64845900 1 0 103753616

4 25,74966971 67670131,99 24,675 64845900 213817992 1414,577469 148972090,8 42394244 1384,940732 1399,759 500 64845900 1 0 106577847

5 27,59 72506520 24,675 64845900 221478610,8 1415,0191 156632709,6 42394244 1384,940732 1399,980 500 64845900 1 0 114238466

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7 28,76 75581280 24,675 64845900 235790005,7 1415,84617 170944104,5 42394244 1384,940732 1400,393 500 64845900 1 0 128549861

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10 25,22167156 66282552,86 24,675 64845900 240801417 1416,171096 175955515,8 42394244 1384,940732 1400,556 500 64845900 1 0 133561272

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12 22,04482727 57933806,06 24,675 64845900 223965003,6 1415,26494 159119102,3 42394244 1384,940732 1400,103 500 64845900 1 0 116724858

1 23,5 61758000 24,675 64845900 220877102,3 1415,108468 156031201,1 42394244 1384,940732 1400,025 500 64845900 1 0 113636957

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3 21,21406329 55750558,33 24,675 64845900 216647383,2 1414,903814 151801482 42394244 1384,940732 1399,922 500 64845900 1 0 109407238

4 28,47479135 74831751,65 24,675 64845900 226633233,6 1415,474833 161787332,4 42394244 1384,940732 1400,208 500 64845900 1 0 119393088

5 23,53 61836840 24,675 64845900 223624172,4 1415,322748 158778271,2 42394244 1384,940732 1400,132 500 64845900 1 0 116384027

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7 21,48 56449440 24,675 64845900 221439409,7 1415,231886 156593508,5 42394244 1384,940732 1400,086 500 64845900 1 0 114199265

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9 23,75261946 62421883,94 24,675 64845900 220103509,6 1415,188259 155257608,3 42394244 1384,940732 1400,064 500 64845900 1 0 112863364

10 23,43948627 61598969,91 24,675 64845900 216856578,2 1415,022938 152010677 42394244 1384,940732 1399,982 500 64845900 1 0 109616433

11 18,6129728 48914892,51 24,675 64845900 200925569,5 1414,151808 136079668,3 42394244 1384,940732 1399,546 500 64845900 1 0 93685424

12 24,2314176 63680165,46 24,675 64845900 199759833,7 1414,102296 134913932,5 42394244 1384,940732 1399,522 500 64845900 1 0 92519689

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2 21,99678719 57807556,72 24,675 64845900 188511491,5 1413,507089 123665590,3 42394244 1384,940732 1399,224 500 64845900 1 0 81271346

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4 23,82855559 62621444,09 24,675 64845900 179621328,3 1413,043104 114775427 42394244 1384,940732 1398,992 500 64845900 1 0 72381183

5 24,2506349 63730668,53 24,675 64845900 178506095,5 1412,996401 113660194,3 42394244 1384,940732 1398,969 500 64845900 1 0 71265950

6 24,00490679 63084895,04 24,675 64845900 176745089,4 1412,913764 111899188,1 42394244 1384,940732 1398,927 500 64845900 1 0 69504944

7 23,76 62441280 24,675 64845900 174340468,1 1412,795313 109494566,9 42394244 1384,940732 1398,868 500 64845900 1 0 67100323

8 25,96169267 68227328,33 24,675 64845900 177721895,2 1412,998828 112875994 42394244 1384,940732 1398,970 500 64845900 1 0 70481750

9 25,9749174 68262082,93 24,675 64845900 181138076,9 1413,204277 116292175,7 42394244 1384,940732 1399,073 500 64845900 1 0 73897932

10 24,932987 65523889,83 24,675 64845900 181816065,5 1413,257359 116970164,3 42394244 1384,940732 1399,099 500 64845900 1 0 74575920

11 22,42239089 58926043,27 24,675 64845900 175896207,5 1412,943302 111050306,3 42394244 1384,940732 1398,942 500 64845900 1 0 68656062

12 24,21844081 63646062,44 24,675 64845900 174696368,7 1412,891892 109850467,5 42394244 1384,940732 1398,916 500 64845900 1 0 67456224

1 26,06697735 68504016,47 24,675 64845900 178354484 1413,110803 113508582,7 42394244 1384,940732 1399,026 500 64845900 1 0 71114339

2 26,83830873 70531075,35 24,675 64845900 184039658,1 1413,442511 119193756,9 42394244 1384,940732 1399,192 500 64845900 1 0 76799513

3 25,06287743 65865241,88 24,675 64845900 185058998,7 1413,514587 120213097,5 42394244 1384,940732 1399,228 500 64845900 1 0 77818854

4 23,50386025 61768144,73 24,675 64845900 181981242,2 1413,358679 117135341 42394244 1384,940732 1399,150 500 64845900 1 0 74741097

5 28,0393651 73687451,47 24,675 64845900 190822792,5 1413,866024 125976891,2 42394244 1384,940732 1399,403 500 64845900 1 0 83582647

6 24,3796646 64069758,56 24,675 64845900 190046649,8 1413,83819 125200748,6 42394244 1384,940732 1399,389 500 64845900 1 0 82806505

7 19,38 50930640 24,675 64845900 176131388,6 1413,079227 111285487,3 42394244 1384,940732 1399,010 500 64845900 1 0 68891243

8 24,3647531 64030571,15 24,675 64845900 175316058,5 1413,049213 110470157,3 42394244 1384,940732 1398,995 500 64845900 1 0 68075913

9 25,91142317 68095220,1 24,675 64845900 178565377,4 1413,245377 113719476,1 42394244 1384,940732 1399,093 500 64845900 1 0 71325232

10 24,55298385 64525241,57 24,675 64845900 178244717,7 1413,242888 113398816,5 42394244 1384,940732 1399,092 500 64845900 1 0 71004573

11 24,89851266 65433291,26 24,675 64845900 178832107,7 1413,290929 113986206,5 42394244 1384,940732 1399,116 500 64845900 1 0 71591963

12 23,88320688 62765067,68 24,675 64845900 176751274,2 1413,190495 111905372,9 42394244 1384,940732 1399,066 500 64845900 1 0 69511129

95,00 % 1056,08 GWh/año

95,00 %

88,007

88,007

88,007120557,052

120557,052

120557,052

120557,052

120557,052

120557,052

120557,052

120557,052

120557,052

120557,052

120557,052

120557,052

120557,052

120557,052

120557,052

120557,052

120557,052

120557,052

120557,052

120557,052

120557,052

120557,052

120557,052

120557,052

120557,052

120557,052

120557,052

120557,052

120557,052

120557,052

120557,052

120557,052

120557,052

120557,052

120557,052

120557,052

120557,052

120557,052

120557,052

120557,052

120557,052

120557,052

120557,052

120557,052

120557,052

120557,052

120557,052

120557,052

120557,052

120557,052

120557,052

120557,052

120557,052

120557,052

120557,052

120557,052

120557,052

120557,052

120557,052

120557,052

120557,052

120557,052

120557,052

120557,052

120557,052

120557,052

120557,052

120557,052

120557,052

120557,052

120557,052

120557,052

120557,052

120557,052

120557,052

120557,052

120557,052

120557,052

120557,052

120557,052

120557,052

120557,052

120557,052

120557,052

120557,052

120557,052

120557,052

120557,052

120557,052

120557,052

120557,052

120557,052

120557,052

120557,052

120557,052

120557,052

120557,052

120557,052

120557,052

120557,052

120557,052

120557,052

120557,052

120557,052

120557,052

120557,052

120557,052

120557,052

88,007

88,007

88,007

88,007

88,007

88,007

88,007

88,007

88,007

88,007

88,007

88,007

88,007

88,007

88,007

88,007

88,007

88,007

88,007

88,007

88,007

88,007

88,007

88,007

88,007

88,007

88,007

88,007

88,007

88,007

88,007

88,007

88,007

88,007

88,007

88,007

88,007

88,007

88,007

88,007

88,007

88,007

88,007

88,007

88,007

88,007

88,007

88,007

88,007

88,007

88,007

88,007

88,007

88,007

88,007

88,007

88,007

88,007

88,007

88,007

88,007

88,007

88,007

88,007

88,007

88,007

88,007

88,007

88,007

88,007

88,007

88,007

88,007

88,007

88,007

88,007

88,007

88,007

88,007

88,007

88,007

88,007

88,007

88,007

88,007

88,007

88,007

88,007

88,007

88,007

88,007

88,007

88,007

88,007

88,007

88,007

88,007

88,007

88,007

88,007

88,007

88,007

88,007

88,007

88,007

Generación media anual primaria=

15563016000 24692374197240 15647602269 14784865200 228 778150800 16326878704∑

NIVEL DE GARANTÍA TIEMPO (N.G. tiempo)

NIVEL DE GARANTÍA VOLUMEN (N.G. volumen)

1983

1975

1976

1977

1978

1979

1980

1981

1982

𝑁 𝑜 = 𝑜 𝑔𝑎 𝑜

100𝑁 𝑜=

𝑠 𝑠 100

110

Anexo 2. Curva de descarga

n= 0,04

i= 0,0217

COTA h W AWac X Xac Rh Q

m m m2 m2 m m m m3/S

1324 25,86

1 25,86 33,405 33,405 0,774 80,36

1325 33,31

2 59,17 2,31 35,715 1,657 305,36

1326 34,59

3 93,76 2,38 38,095 2,461 629,98

1327 35,87

4 129,63 2,38 40,475 3,203 1038,14

1328 51,92

6 181,55 3,11 43,585 4,165 1732,37

1330 203,83

11 385,38 11,603 55,188 6,983 5189,49

1335 230,71

16 616,09 11,033 66,221 9,304 10044,98

1340 252,15

21 868,24 10,91 77,131 11,257 16073,84

1345 274,21

26 1142,45 10,998 88,129 12,963 23237,47

1350 296,5

31 1438,95 10,934 99,063 14,526 31574,84

1355 318,26

36 1757,21 10,909 109,972 15,979 41088,86

1360 339,92

41 2097,13 10,904 120,876 17,349 51803,00

1365 361,91

46 2459,04 10,965 131,841 18,652 63745,33

1370 384,12

51 2843,16 10,944 142,785 19,912 76987,43

1375 405,91

56 3249,07 10,827 153,612 21,151 91591,33

1380 427,47

61 3676,54 10,941 164,553 22,343 107498,15

1385 450,68

66 4127,22 11,073 175,626 23,500 124808,13

1390 473,91

71 4601,13 11,066 186,692 24,646 143624,90

1395 497,36

76 5098,49 11,105 197,797 25,776 163981,75

1400 535,48

81 5633,97 14,607 212,404 26,525 184694,99

1405 589,75

86 6223,72 14,939 227,343 27,376 208369,93

1410 644,008

91 6867,728 13,696 241,039 28,492 236140,04

1415 694,64

96 7562,368 14,208 255,247 29,628 266887,74

1420 744,93

101 8307,298 14,161 269,408 30,835 301091,64

1425 794,7

106 9101,998 14,058 283,466 32,110 338922,14

1430 844,097

=1

𝑛 ∗ ∗ 𝑅

3 ∗ 𝑖

1

112

Anexo 3. Diseño de presa de escollera, opción 1

H [

m]=

70

b[m

]=1

0

X1

[m]=

12

2,5

X2

[m]=

12

2,5

no

me

ncl

atu

raC

IME

NT

AC

IÓN

n

om

en

cla

tura

Ma

teri

al

Pv

[K

N/m

3]=

25

Pv

p2

5,5

1P

vc

n =

0,3

50

np

0,3

00

nc

C [

KN

/m2

] =

50

Cp

20

0C

c

j [

°]=

28

,81

φp

38

,66

φc

f=0

,55

0,8

0

Ps

[KN

/m3

]1

8,6

21

8,6

4P

sc

ɣo(KN/m

3)

R[m

]=R

ad

io d

e f

all

a

bf

(m)

An

cho

de

la

fra

nja

N°

DO

VE

LAh

'i (

m)

hi'

'p(m

)h

i''c

(m)

h''

2T

(m

)g

'i (

KN

/m)

g''

ip (

KN

/m)

g''

ic (

KN

/m)

gT

(K

N/m

)α

iα

i (°

)g

ni

gti

Cp

(K

pa

)C

c(K

pa

)j

p (

°)j

c (

°)g

ni*

tgj

li (

m)

C*

lix

i (m

)x

i (m

)g

i*x

i

92

,55

0,0

00

,00

0,0

08

36

,72

0,0

00

,00

83

6,7

2-6

46

4,0

03

66

,79

75

2,0

45

00

28

,81

02

01

,74

15

,84

79

2,0

0-1

18

,13

11

8,1

39

88

41

,59

83

1,5

70

,00

0,0

00

,00

10

35

8,9

10

,00

0,0

01

03

58

,91

-53

53

,00

62

34

,15

82

72

,99

50

02

8,8

10

34

28

,78

22

,04

11

02

,00

-10

5,0

01

05

,00

10

87

68

5,1

6

75

0,8

30

,00

0,0

00

,00

16

67

8,5

90

,00

0,0

01

66

78

,59

-44

44

,00

11

99

7,5

81

15

85

,92

50

02

8,8

10

65

98

,67

18

,44

92

2,0

0-9

1,8

89

1,8

81

53

24

29

,19

65

0,9

66

,12

0,0

06

,12

16

72

1,2

51

49

5,9

30

,00

18

21

7,1

8-3

73

7,0

01

45

48

,89

10

96

3,3

75

00

28

,81

08

00

1,8

91

6,4

48

22

,00

-78

,75

78

,75

14

34

60

3,1

3

54

3,4

61

4,0

10

,00

14

,01

14

26

0,3

13

42

5,4

90

,00

17

68

5,8

0-3

03

0,0

01

53

16

,35

88

42

,90

50

20

00

38

,66

12

25

3,0

81

5,1

71

73

6,5

0-6

5,6

36

5,6

31

16

07

19

,23

43

5,9

61

4,0

10

,00

14

,01

11

79

9,3

83

42

5,2

50

,00

15

22

4,6

2-2

42

4,0

01

39

08

,38

61

92

,41

02

00

03

8,6

61

11

26

,70

14

,33

28

66

,00

-52

,50

52

,50

79

92

92

,59

32

8,4

71

4,0

10

,00

14

,01

93

41

,72

34

25

,00

0,0

01

27

66

,72

-17

17

,00

12

20

8,8

83

73

2,6

30

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b*𝛾 𝑠

g''i

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*𝛾 𝑠

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''ip

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''ic

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i=g

T*

cos(

i)

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i= 𝑔 ∗ 𝑔 ∗

𝑔 ∗

113

Anexo 4. Diseño de presa de escollera, opción 2

H [

m]=

70

b[m

]=1

0

X1

[m]=

12

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X2

[m]=

12

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25

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10m

x1=

122,5

mx2=

122,5

m

H=70m

g'i=

h'i*

b*𝛾

g''ic

=h

''c*

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g''ip

=h

''p

*b

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gT

=g

'i+

g''ip

+g

''ic

gn

i=g

T*

co

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i)g

ni= 𝑔 ∗ 𝑔 ∗

𝑔 ∗

1

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2

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3

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o4

Xi

8

-1

114

Anexo 5. Diseño del aliviadero de excedentes de la presa de escollera

Qcrec máx= 899 m3

To= 100 horas

NNE= 1390 m

NFE= 1393 m

VFE= 14344200 m3

H= 3 m

1) Cálculo del caudal de diseño del aliviadero

14344200 = 161820000 - 180000 Qdis

Qdis= 819,31 m3/s

2) Cálculo del Radio del vertedero circular

Asumiendo m= 0,44

ε= 0,9

no= 1

s= 1

Ro= 14,47 m

2) Cálculo de la longitud circular del vertedero (Lv)

Lve= 90,89 m

DATOS

𝑉𝐹𝐸 = 𝐶 − 𝐷𝐶

𝑉𝐹𝐸 = 1

2 ∗ 𝑇𝑜 ∗ −

1

2 ∗ 𝑇𝑜 ∗ 𝑠

𝑅𝑜 =

𝑑𝑖𝑠

∗ ∗ 2𝑔 ∗ 𝐻3/

2

𝐻𝑜 𝐻

𝑒 = 2𝜋 𝑅𝑜

= 𝑚 ∗ ∗ 2 ∗ 𝑅𝑜−𝑛𝑜 ∗ 𝑠 ∗ 2𝑔 ∗ 𝐻3/

Qcrec máx.

899

C

Qdis

DVFE

Qcre máx(m3/s)

A E

Toto

t (h)

B

VFE

115

4) Recálculo de coeficiente de descarga

Asumido

p= 1,5

m= 0,44

5) Cálculo del caudal en cada sección del canal de acercamiento

vmáx perm= 2,5 m/s

α (°C) Qab (m3/S)

0 0,00

15 34,14

30 68,28

45 102,41

60 136,55

75 170,69

90 204,83

105 238,97

120 273,10

135 307,24

150 341,38

165 375,52

180 409,65

195 375,52

210 341,38

225 307,24

240 273,10

255 238,97

270 204,83

285 170,69

300 136,55

315 102,41

330 68,28

345 34,14

6) Cálculo de las secciones de acercamiento bo

𝑎 = 𝑑𝑖𝑠

360 ∗ 𝛼

𝑚 = 0,49− 0,068 𝐻

𝑅𝑜

1/

−0,03 1−𝑝

𝑅𝑜

/3

𝑝 = 0,5 𝐻

𝑖 = 𝑖

𝑎

𝑖 = 𝑝 +𝐻 ∗ 𝑏

b1 =bo+((p+H)*m)*2 b1=bo+(1,5H)

𝑖 = 1,5𝐻 ∗ (bo+(0,75*H))

𝑖

𝑎 = 1,5𝐻 ∗ ( o ( ∗ )) bo=

∗(1, 𝐻)−0, 5(𝐻)

𝑏 =𝑏1 + 𝑏𝑜

2

b

b1

m=0,5 m=0,5

bo

116

α (°C) bo (m)

15 0,78

30 3,82

45 6,85

60 9,89

75 12,92

90 15,96

105 18,99

120 22,03

135 25,06

150 28,09

165 31,13

180 34,16

195 31,13

210 28,09

225 25,06

240 22,03

255 18,99

270 15,96

285 12,92

300 9,89

315 6,85

330 3,82

345 0,78

Capacidad de descarga del vertedero circular

Determinación del régimen de trabajo del embudo

0,21

Se trata de un vertedero no sumergido

Determinación del tipo de embudo a considerarse

4,82

2,2 < 4,82 < 5 Embudo sin cresta plana

𝐻

𝑅𝑜=

𝑅𝑜

𝐻=

b

Ro

Qab

pabo

y

x

Ro

xvcr

y

h

H

117

Cálculo de la velocidad media en la cresta

vcre= 4,01 m/s

Ecuación de la lámina central

x y

0 0

1 0,31

2 1,22

3 2,75

4 4,89

5 7,64

6 11,00

7 14,97

8 19,56

9 24,75

10 30,56

11 36,98

12 44,01

13 51,65

14,47 63,95

Velocidad media de la lámina de agua

v0= 4,01 m/s

v1= 4,70 m/s

v2= 6,33 m/s

v3= 8,37 m/s

v4= 10,58 m/s

v5= 12,88 m/s

v6= 15,23 m/s

v7= 17,60 m/s

v8= 19,99 m/s

v9= 22,40 m/s

v10= 24,81 m/s

v11= 27,23 m/s

v12= 29,66 m/s

v13= 32,08 m/s

v14,64= 35,65 m/s

Espesor de la lámina de agua

h0= 2,25 m

h1= 2,06 m

h2= 1,65 m

h3= 1,36 m

h4= 1,18 m

h5= 1,07 m

h6= 1,01 m

h7= 0,99 m

h8= 1,01 m

h9= 1,07 m

h10= 1,18 m

h11= 1,38 m

h12= 1,78 m

h14,64= 2,77 m

𝑐𝑟𝑒 =

2𝜋 ∗ 𝑅 ∗ 0, 5 ∗ 𝐻

𝑦 =𝑔 ∗

2 ∗

= +2𝑔𝑦

𝑎 =

2𝜋 𝑅 − ∗

118

-60,00

-50,00

-40,00

-30,00

-20,00

-10,00

0,00

10,00

0 2 4 6 8 10 12 14

Lámina de agua

119

Qd= 819,31 (m3/s) Caudal de derivación

L= 484 m Longitud

bs= 6,00 m Ancho de solera

n= 0,012 Coeficiente de Manning

1) Cálculo de la profundidad crítica

q= 136,552 m3/s*m

2) Cálculo de la sección de crítica (wcr), velocidad crítica (Vcr), pendiente crítica ( icr )

wcr= 74,32 m2

Vcr= 11,02 m/s

Xcr= 30,77 m

Rhcr= 2,42 m

icr= 0,01 m/m

3) Cálculo de la profundidad de flujo (h), sección de flujo (w), perímetro mojado (X), Radio hidráulico ( Rh )

DIMENSIONAMIENTO DEL TÚNEL DE RESTITUCIÓN (ALIVIADERO)

hcr= 12,387m

Sección propuesta

w = ∗ 𝑏 X= b + 2h 𝑅 =w

𝑐𝑟=

𝑔

= 𝑑

𝑏

wcr = 𝑐𝑟 ∗ 𝑏

V =

Xcr = b + 2hcr

𝑖𝑐𝑟 =𝑔 ∗ 𝑛 ∗

𝑐𝑟𝑏

𝑅 𝑐𝑟13

Rh = w

D

h

b= 6m

3 m

6 m

0.40 m 0.40 m

120

i h w (m2) X (m) Rh (m) f(Q) V (m/s) a= h/D

0,03 6,0257 36,1542 18,0514 2,00 829,16 22,66 0,67

0,02 7,1254 42,7524 20,2508 2,11 829,16 19,16 0,79

0,025 6,4948 38,9688 18,9896 2,05 829,16 21,02 0,72

0,023 6,7228 40,34 19,4456 2,07 829,16 20,31 0,75

∴ i= 0,023 m/m

h= 6,723 m

w= 40,337 m2

V= 20,312 m/s

9) Cálculo de la cota de inicio del túnel

Cota final túnel= 1312,15 msnm

Cota inicio túnel= 1323,28 msnm

10) Cálculo de la profundidad del pozo

Cota inicio pozo 1390 msnm

Cota final pozo 1323,28 msnm

Profundidad de

pozo66,72

m

𝑑 =1

𝑛∗w ∗ 𝑅

3 ∗ 𝑖

1

f(Q)

121

Anexo 6. Diseño preliminar de la presa de hormigón con vertido incorporado

Qcrec.máx= 899 m3/s Caudal de crecida máxima

Tipo de suelo de cimentación Roca

j c= 38,66 ° Ángulo de fricción interna suelo de cimentación

C= 200 Kpa Cohesión

q= 28 m3/m*s Caudal unitario

j s= 12 Ángulo de fricción interna de sedimentos

γH= 24 KN/m3 Peso específico del Hormigón

γo= 9,81 KN/m3 Peso específico del agua

γss= 16 KN/m3 Peso específico seco de los sedimentos

n sed= 0,4 Porosidad sedimentos

Vv= 23 km/h Velocidad del viento

f= 0,80 Factor de fricción

NNE= 66 m Nivel Normal de embalse

α1= 0,8

1) Cálculo del frente preliminar del vertedero

B= 32,11 m

2) Cálculo de Cs

NNE= Cs= 66,00 m

3) Cálculo de la carga de diseño preliminar para el vertedero tipo Creaguer

m= 0,504

= 0,97

Ho= 5,51 m

vo= 0,39 m/s

H= 5,50 m

4) Recálculo de la carga total dinamica sobre el vertedero (Ho) y carga de diseño (H)

kf= 1 Por fines prácticos

km= 1 Por fines prácticos

11,98

m= 0,5040

ξm = 0,7

= 0,98

DATOS

B= 𝑎

𝑚 = 0,48− 0,52

= 0,95− 0,9

= 𝑚 ∗ ∗ ∗ 𝑏 ∗ 2𝑔 ∗ 𝐻𝑜3/

𝐻𝑜 =

𝑚 ∗ ∗ 𝑏 ∗ 2𝑔

/3

𝐻𝑜 =

𝑚∗ ∗ 2𝑔

/3

H= 𝐻𝑜− 𝑜

𝑔

𝑚 = 𝑚 ∗ 𝑓 ∗ 𝑚

𝑚 = 𝑚

0,15 𝐶𝑠

𝐻 3

𝑚 = 0,504 − 0,012 𝐻𝑜

𝐶𝑠

= 1−0,2 ∗ 𝜉𝑚 * 𝐻𝑜

𝑜 =

(𝐶𝑠 +𝐻) ∗ 𝑏

𝐶𝑠

𝐻=

122

Ho= 5,49 m

H= 5,48 m

Vo= 0,39 m/s

Cs= 66,00 m

Nivel de Importancia I

Combinación de fuerzas Básica

FSDperm= 1,3

Hp= 66,00 m

γH= 2,4 T/m3 ó 23,5 KN/m3

γo= 1 T/m3

j c= 38,66

f= 0,8

a/b= 0,1

α1= 0,8

1= 0,37

Para condición de estabilidad al deslizamiento

I) II)

I) ξ b/H II) b/H

0 0,7738 0 0,7019

0,25 0,6915 0,25 0,7318

0,3 0,6771 0,3 0,7412

0,1625 0,7182 0,1625 0,7182

ξ= 0,1625

I) b= 47,40 m

II) b= 47,40 m

2.1) Determinación del perfil teórico triangular

Hp= 66,00 m

ξ = 7,70 m

(1-ξ) = 39,70 m

b= 47,40 m

b= 47,40 m

2) PERFIL TEÓRICO TRIANGULAR

DATOS

=

𝐻𝑜 =

𝑚∗ ∗ 2𝑔

/3

H= 𝐻𝑜− 𝑜

𝑔

1 = 1− 1−𝑎

∗ (𝛼1 −

𝑎

)

𝑏

𝐻𝑝=

𝐹𝑆𝐷𝑝

𝑓 ∗ + 𝛾𝐻𝛾0 − 1−𝛼1 −

𝑎𝑏

𝑏

𝐻𝑝=

1

𝛾𝐻𝛾0 1 − + 2 − − 𝐸1

𝑜 =

(𝐶𝑠 +𝐻) ∗ 𝑏

b (1-)b

Hp

b

NNE

123

2.2) Configuración Vertedero Tipo Creaguer

x/H y/H H x y

0 0,126 5,48 0,00 0,69

0,1 0,036 5,48 0,55 0,20

0,2 0,007 5,48 1,10 0,04

0,3 0 5,48 1,64 0,00

0,4 0,006 5,48 2,19 0,03

0,5 0,027 5,48 2,74 0,15

0,6 0,06 5,48 3,29 0,33

0,7 0,1 5,48 3,83 0,55

0,8 0,146 5,48 4,38 0,80

0,9 0,198 5,48 4,93 1,08

1 0,256 5,48 5,48 1,40

1,1 0,321 5,48 6,03 1,76

1,2 0,394 5,48 6,57 2,16

1,3 0,475 5,48 7,12 2,60

1,4 0,564 5,48 7,67 3,09

1,5 0,661 5,48 8,22 3,62

1,6 0,764 5,48 8,77 4,19

1,7 0,873 5,48 9,31 4,78

1,8 0,987 5,48 9,86 5,41

1,9 1,108 5,48 10,41 6,07

2 1,235 5,48 10,96 6,77

2,1 1,369 5,48 11,50 7,50

2,2 1,508 5,48 12,05 8,26

2,3 1,653 5,48 12,60 9,06

2,4 1,847 5,48 13,15 10,12

2,5 1,96 5,48 13,70 10,74

2,6 2,122 5,48 14,24 11,63

2,7 2,289 5,48 14,79 12,54

2,8 2,462 5,48 15,34 13,49

2,9 2,64 5,48 15,89 14,46

3 2,824 5,48 16,44 15,47

3,1 3,013 5,48 16,98 16,51

3,2 3,207 5,48 17,53 17,57

3,3 3,405 5,48 18,08 18,65

3,4 3,609 5,48 18,63 19,77

3,5 3,818 5,48 19,17 20,92

3,6 4,031 5,48 19,72 22,08

3,7 4,249 5,48 20,27 23,28

124

3.1) Cálculo de la profundidad contraída

j= 0,95 Asumido

E = 71,48 m

Eo= 71,49 m

Eo (m2) hc(m)

277,126 0,4

492,257 0,3

69,981 0,8000

54,588 0,9082

∴ hc= 0,91 m

3.2) Cálculo de la profundidad crítica

hcr= 4,31 m

3.3) Cálculo de la primera conjugada

4,31 > 0,91

h'= 0,91 m

3.4) Cálculo de la segunda conjugada

h''= 12,82 m

3.5) Comparación con la profundidad aguas abajo (ho)

ho= 3,66 m

12,82 > 3,66 Resalto desplazado,es necesario pozo de disipación

Para evitar el resalto desplazado se repetirá el procedimiento hasta que h"£ h0

3.6) Profundidad del pozo

Primera Iteración

tp= 9,160 m

Eo1= 80,64 m

3) OBRA DE DISIPACIÓN

Se asume igual a la profundidad contraída

𝐸𝑜 = 𝑐 +

𝑐 ∗ ∗ 2𝑔

𝐸 = 𝐻+𝐶 i

𝑐𝑟 =

𝑔

𝑐𝑟 𝑐

′′ = ′

∗ 1 + 8 ∗

′

3- 1

′′ 𝑜

𝑡𝑝 = ( ′′− 𝑜)

𝐸𝑜1 = 𝐸𝑜 + 𝑡p

Eo= 𝐸 + 𝑜

𝑔

125

j= 0,95 Asumido

Eo1 (m2) hc(m)

4427,715 0,1

492,257 0,3

708,668 0,25

63,030 0,8438

∴ hc= 0,84 m

h'= 0,844 m


(m) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)

9,160 71,48 80,639 4,307 0,844 0,844 13,35 12,82 no cumple

9,69 71,48 81,166 4,307 0,841 0,841 13,37 13,35 no cumple

9,71 71,48 81,193 4,307 0,841 0,841 13,38 13,38 si cumple

3.7) Cálculo de la longitud del resalto hidráulico (Lr)

Lr= 62,68 m

3.8) Cálculo de la longitud del pozo de disipación

Lp = 62,68 m

3.9) Cálculo del espesor de la losa del pozo

k= 1,50 Factor de mayoración

d= 2,24 m

Cuadro de Iteraciones

4) PERFIL CONSTRUCTIVO

𝐸𝑜1 = 𝑐 +

𝑐 ∗ ∗ 2𝑔

𝑟 = 5 ( ′′ − ′)

= 𝑟

So

T1T1 (sa)

s

tpozo

lo

T2

a

= ∗

*K

126

lo= 70 m

hden1 (a)= 3,30 m

bdent1= 2 m

hdent2= 1 m

bdent2= 2 m

htab (s)= 0 m

tp= 9,71 m

Treal=

Hp= 66,00 m

So= 3,30 m

Cimentación de la presa

td= (5%-10%)*H Profundidad del dentellón

td= 5%*H

td= 3,30 m

Se asume la profundidad de la cortina de impermeabilización igual Al 80% de la altura de la presa

hcort= 52,8 m

J= 10 - 15 Asumo promedio

J= 12,5

Espesor de la cortina

δcort= 5,28 m

hdren= 0.20 * Hpresa

hdren= 13,2 m

Asumo que la galería esta provista para transporte motorizado

Base de la galería bg= 2,5

Altura de la galería hg= 3

DATOS

DENTELLÓN

CORTINA DE IMPERMEABILIZACIÓN

DRENAJE VERTICAL

GALERÍAS LONGITUDINALES

𝑐𝑜𝑟𝑡 = 1

tdh

co

rt

d

d

hdre

n

127

Separación de galerías 10 - 15 m

sg= 15 m

Total de galerías longitudinales= 3,00

4.1) Cálculo del desnivel (z)

z= 67,82 m

4.2) Cálculo de la Subpresión

a= Distancia desde la cara aguas arriba de la presa hasta el drenaje vertical

δcor= 5,28

d= 2,75 Asumido

a= 8,03

W= 16827,27 KN/m

4.3) Cálculo del espesor de la capa activa para filtración

21,21

Condiciones:

Tact= 35,00 m

Tcal= 35,00 m

T1= 35,00 m

T2= 70,00 m

T3= 35 m

4.4) Cálculo de espesor de la capa activa para pérdidas de carga

T1'= 35,00

T2'= 31,70

4,40

𝑜

𝑆𝑜=

𝐶 𝑎𝑛𝑑𝑜 𝑜

𝑆𝑜 5 𝑇𝑎𝑐𝑡 = 0,5 ∗ 𝑜

𝐶 𝑎𝑛𝑑𝑜 3,4 𝑜

𝑆𝑜 5 𝑇𝑎𝑐𝑡 = 2,5 ∗ 𝑆𝑜

𝐶 𝑎𝑛𝑑𝑜 1 𝑜

𝑆𝑜 3,4 𝑇𝑎𝑐𝑡 = 0,8 ∗ 𝑆𝑜 + 0,5 ∗ 𝑜


𝑆𝑜 1 𝑇𝑎𝑐𝑡 = 𝑆𝑜 + 0,3 ∗ 𝑜

1) 𝑇𝑐𝑎 = 𝑇𝑟𝑒𝑎 𝑐 𝑎𝑛𝑑𝑜 𝑇𝑟𝑒𝑎 𝑇𝑎𝑐𝑡

2) 𝑇𝑐𝑎 = 𝑇𝑎𝑐𝑡 𝑐 𝑎𝑛𝑑𝑜 𝑇𝑟𝑒𝑎 𝑇𝑎𝑐𝑡

= 𝐶𝑠 +𝐻 − 𝑜

𝑎 = 𝑐𝑜𝑟𝑡 + 𝑑

= 𝑜 ∗ 𝑜 ∗ 𝛾𝑜 + 1

2 ∗ 𝑜 ∗ 1 − 𝛼1 ∗ +

1

2∗ ∗ 𝑎 ∗ 𝛾𝑜

128

4.5) Cálculo de los coeficientes de resistencia

ξent= 0,440

ξesc1= 0,094

ξlong= 1,000

ξesc2= 0,094

ξsal= 0,440

∑ξ = 2,07

4.6) Cálculo de las pérdidas de carga

hent= 14,43 m

hesc1= 3,09 m

hlong= 32,79 m

hesc2= 3,09 m

hsal= 14,43 m

∑h = 67,82 m

4.7) Cálculo del espesor de la capa activa para la gradiente máxima a la salida del flujo de filtración

T1''= 70 m

T2''= 66,7 m

𝑒𝑠𝑐1 =𝑎

𝑇1=

𝑜𝑛𝑔 = 𝑜 − 0,5 ∗ (𝑠1+ 𝑠2)

𝑇2


𝑖 = i *


3,25

70

T1'=35,00

So

T2'=31,75

T1''=70,00

70

T2''=66,75

So 3,25

129

4.8) Cálculo de los coeficientes de Resistencia

ξent= 0,440

ξesc1= 0,047

ξlong= 1,049

ξesc2= 0,047

ξsal= 0,440

∑ξ = 2,02

4.9) Cálculo de la gradiente máxima a la salida del flujo de filtración

Jsalmáx= 1,76

4.10) Cálculo del Caudal de filtración

T1'''= 35 m

T2'''= 31,7 m


ξent= 0,440

ξesc1= 0,094

ξlong= 2,208

ξesc2= 0,094

ξsal= 0,440

∑ξ = 3,28


k= 1,00E-06

qf= 2,07E-05 m3/s*m

= 0,272 rad

𝑒𝑠𝑐1 =𝑎

𝑇1=

𝑜𝑛𝑔 = 𝑜 − 0,5 ∗ (𝑠1+ 𝑠2)

𝑇2


𝑇1′′′ = 𝑇𝑎𝑐𝑡

𝑒𝑠𝑐1 =𝑎

𝑇1=

𝑜𝑛𝑔 = 𝑜 − 0,5 ∗ (𝑠1+ 𝑠2)

𝑇2


q =

∗

𝑠𝑎 𝑚 =

1∗

1

∗

𝛼 = 𝜋

2 ∗

𝑠

𝑇1′ −

𝑇2′

𝑇1′+1

T1'''=35,00

70

T2'''=31,75

So 3,25

130

Cálculo de las fuerzas que actúan sobre el perfil constructivo para combinación básica de fuerzas

Datos

Área= 2396,24 m

G1= 57509,76 KN/m

VERIFICACIÓN DE LA ESTABILIDAD AL DESLIZAMIENTO

Fuerzas de Gravedad

1 = 𝑟𝑒𝑎 ∗ 𝛾

G1

77,9

6 m

9,7

1 m

66 m

N-9,71

N+0,00

lo=70 m

N+0,00

52,8

m

5,28m

P1

P3

A

H=

5,5

0m

W

PHE

66 m

P4

hs=

46 m

Ps

G1

tp=

9,7

1 m P2

N-9,71

N+0,00

131

P1= 21366,18 KN

P2= 877,42 KN

P3= 4623,94 KN

P4= 1508,58 KN

β1= 90,00

𝜉 = 1

hs= 45,00 m

ϒs= 10,11 KN/m3

Ps= 10240,43 KN/m

Fuerzas de Presión Hidrostática

Fuerza de Presión de Sedimentos

P1 = 1

∗ 𝛾𝑜 ∗ 𝐻𝑝

𝛾𝑠 𝛾𝑠 𝑜 𝑠 𝛾𝑜 ∗(1 )

𝑃𝑠 = 𝜉 ∗ 𝛾𝑠 ∗ 𝑠

2

P2 = 1

∗ 𝛾𝑜 ∗ ( 𝑜 + 𝑡𝑝)

P3= 𝑟𝑒𝑎3 ∗ 𝛾𝑜


Ps

N-9,71

hs=

45 m

N+0,00N+0,00

lo=70 m

P4

P35,5

0m

P2

P1

lo=70 m

66

m9

,71 m

N-9,71

G1

77,9

6 m

N+0,00

132

γs= 10,11 KN/m3

PHE= 477,25 KN/m

W= 16827,27 KN/m

Análisis de la presa vertedero para combinación básica

N T x y

KN/m KN/m m m

G1 57509,76 13,30 -764879,81

P1 21366,18 22,00 470055,96

P2 -877,42 4,46 3911,72

P3 4623,94 8,11 -37500,18

P4 1508,58 27,66 41727,37

PHE 477,25 3,24 1545,45

Ps 10240,43 15,00 153606,38

W -16827,27 12,94 217744,87

Σ con subpresión 46815,02 31206,44 86211,76

Σ sin subpresión 63642,29 31206,44 -131533,11

Fuerza Σmo

Fuerza de Subpresión

Fuerza de Presión de empuje de suelo saturado aguas arriba

PHE= ∗ ∗

lo=70 m

PHE N-9,71

N+0,00

tp=

9,7

1 m

N+0,00

N-9,71

lo=70 m

N+0,00N+0,00

W

133

Verificación de la estabilidad al deslizamiento

FSD= 1,50

cumple

Verificación de Resistencias

Considerando subpresión

e= 2,07 m

Esfuerzo mínimo y máximo

σy′= s2''= 729,24 KN/m2

σy''= s''= 1245,94 KN/m2

Resistencia a la compresión de la roca 7845,32 KN/m2

1245,94 < 7845,32 cumple

Combinación de fuerzas Especial

FSDp= 1,1

COMBINACIÓN ESPECIAL

𝐹𝑆𝐷 = 𝑓 ∗ 𝑁 +𝐶 ∗ 𝑏

𝑇

𝐹𝑆𝐷 𝐹𝑆𝐷𝑝𝑒𝑟𝑚

𝑒 = 𝑀

𝑁

𝑦′ = 𝑁

𝑏∗ 1−

6 ∗ 𝑒

𝑏

𝑦′′ = 𝑁

𝑏∗ 1+

6 ∗ 𝑒

𝑏

52m

5,20m

A

Gs

P4

G1

66 m

PsH

H=

5,5

0m

tp=

9,7

1 m

P3

PHE

W

P1

N+0,00

Ps

hs=

45 m

P2N-9,71

134

Cálculo de las Fuerzas sísmicas

G1= 57509,76 KN/m

0,10

Gs = 8626,46 KN/m

Cálculo de las Fuerzas sísmicas en el agua

PsH= 2136,62 KN/m

Psv = 0,00 KN/m

Brazo de palanca respecto al punto A

YPsH= 28,05 m

XPsv= 0,00 m

Análisis de la presa vertedero para combinación especial

N T x y

KN/m KN/m m m

G1 57509,76 13,30 -764879,81

P1 21366,18 22,00 470055,96

P2 877,42 4,46 -3911,72

P3 4623,94 8,11 -37500,18

P4 1508,58 27,66 41727,37

PHE 477,25 3,24 1545,45

Ps 10240,43 15,00 153606,38

Gs 8626,46 24,01 207101,56

Psv 0,00 0,00 0,00

PsH 2136,62 28,05 59932,13

W -16827,27 12,94 217744,87

Σ con subpresión 46815,02 43724,36 345422,02

Σ sin subpresión 63642,29 43724,36 127677,15


FSD= 1,1

Cumple

Fuerza Σmo

𝑠 = 1,5 ∗ 𝐾𝑠 ∗ 1

= 𝛾𝐻 ∗

𝐾𝑆 = 𝑎𝑠

𝑔

𝑃𝑠𝐻 = 0,5 ∗ 𝐾𝑠 ∗ 𝛾𝑜 ∗ ∗ 𝑐𝑜𝑠 (90− 𝛼)

𝑃𝑠 =m * 𝑃𝑠𝐻

𝑠𝐻 = 0,425 ∗Hp

𝑠 = 𝑠 ∗𝑚

𝐹𝑆𝐷 = 𝑓 ∗ 𝑁 +𝐶 ∗ 𝑏

𝑇


135



e= 2,01 m


σy′= s2''= 736,81 KN/m2

σy''= s''= 1238,37 KN/m2


1238,37 < 7845,32 cumple

𝑒 = 𝑀

𝑁

𝑦′ = 𝑁

𝑏∗ 1−

6 ∗ 𝑒

𝑏

𝑦′′ = 𝑁

𝑏∗ 1+

6 ∗ 𝑒

𝑏

136

Anexo 7. Diseño preliminar de la presa ciega de hormigón, primera

configuración.

γ = 2,4 T/m3 o 23,544 KN/m3

γo= 9,81 KN/m3

γseco sed men= 16 KN/m3

a/b= 0,1 adoptado

α1= 0,5 Coef. De efecto del elemento impermeabilizante



FSDp= 1,3 Depende del nivel de importancia

ø= 38,66

= 12 Sedimentos

f= 0,80

c= 200 Kpa Cohesión entre la roca de cimentación y el hormigón de la presa

n sedimentos= 0,4

base presa= 10 m

Wviento= 23 km/h

m1= 0,20 m

m2= 0,43 m

Hpresa= 63 m

H= 4 m

29,74

Cálculo del borde libre t

k Factor entre 1,2 y 1,3

k= 1,2

C Altura de la ola

C= 0,47 m

t= 1,02 m

h1= 57,98

h2= 0,00 m

hs= 46,00 m

1) Cálculo del ancho de la base "b" del perfil teórico triangular

I) II)

E1= 0,64

I) I)

n b/H n b/H

0,2 0,8125 0,55 0,8989

0,25 0,7927 0,25 0,7912

0,258 0,7896 0,258 0,7930

0,2525 0,7917 0,2525 0,7917

n= 0,2525

I) b= 49,88 b= 49,88 m

II) b= 49,88

COMBINACIÓN BÁSICA

DATOS

=

𝑏

𝐻=

𝐹𝑆𝐷𝑝

𝑓 ∗ 𝑛 + 𝛾𝐻𝛾0 − 1 − 𝛼1 −

𝑎𝑏

α1= Cortinas de impermeabilización

α1= 8 Cort nas con drenaje vertical

𝑏

𝐻=

1

𝛾𝐻𝛾0 1 − 𝑛 + 𝑛 2− 𝑛 − 𝐸1

𝐸1 = 1 − 1 −𝑎

∗ (𝛼1 −

𝑎

)

𝑡 = 3,2 𝐾 ∗ 𝐶 ∗

C = 0,073 * Vv

137

Construcción del perfil teórico preliminar

h1= 57,98 m

nb= 12,59 m

(1-n)b= 37,28 m

b= 49,88 m

Transformación del perfil teórico a constructivo

α= 1,37 78,69

β= 1,16 66,58



td= 7,5%*H

td= 4,73 m

Se asume la profundidad de la cortina de impermeabilización igual al 80% de la altura de la presa

hcort= 50,4 m


J= 12,5


δcort= 4,64 m


DENTELLÓN


b

NNE nb (1-n)b

H1

ß

b=10m

49,88 m

37,28 m

63 m

a

12,59 m

hcort

d

td

Para

mento

aguas a

rrib

a

138





sg= 15 m




#¡REF!

50,4m

4,64 m

4,73m

9,20m

P1V

27,28m

P1H

1,1

hola

6

hola

G3

W

10m

58,9

8m

11,79m

G2

12,59m

a

Psed

H

Psed

V

ß

45m

G1

50.4

m4

.73 m

4.64 m

10 m

63 m

139

nb=c1= 12,59 m

b= 10,00 m

(1-n)b= c3= 27,28 m

G1= 9340,35 KN/m G2= 14832,72 KN/m

G3= 20234,77 KN/m

x1= 11,59 m

P1H= 16487,23 KN/m

P1v= 3296,00 KN/m

β1= α1= 78,69

𝜉 = 0,71

hs= 45,00 m

ϒsum= 10,11 KN/m3

x3= 9,00 m

PsedH= 7248,52 KN/m

Psv= 1449,07 KN/m

Datos

Fuerzas de Gravedad



= 𝑟𝑒𝑎 ∗ 𝛾H

1 =𝑐1 ∗ 𝐻𝑝𝑟𝑒𝑠𝑎

2 ∗ 𝛾

2 = (𝑏 ∗ 𝐻𝑝𝑟𝑒𝑠𝑎) ∗ 𝛾


2 ∗ 𝛾

1 = 1

( )

P1 = 1

∗ 𝛾𝑜 ∗ 1

P1v = 1

∗ 𝛾𝑜 ∗ 1 ∗ 1

𝜉 = 𝐶𝑜𝑠

1+ 2

𝐶𝑜𝑠 1− 2


3 = 𝑠

𝑡𝑔 1

𝑃𝑠𝑒𝑑𝐻 = 𝜉 ∗ 𝛾𝑠 ∗ 𝑠

2

𝑃𝑠𝑒𝑑𝑉 = 𝜉 ∗ 𝛾𝑠 ∗ 𝑠 ∗ 3

2

140

Condición

h ola = c = 0,47 m

Verificación de la condición

1) h1 ⩾ 5* h ola

57,9768119 2,33 cumple

2) h1 ⩾ 10* h ola

57,9768119 4,66 cumple

Ω= 0,40 m2

P ola= 3,90 KN/m

δcor= 4,64 m

a= 2,32 m

z= 57,98 m

W= 7751,58 KN/m

N T x y

KN/m KN/m m m

G1 9340,35 16,54 -154516,82

G2 14832,72 7,34 -108944,21

G3 20234,77 6,75 136580,59

P1H 16487,23 19,33 318625,66

P1v 3296,00 21,08 -69465,37

PsedH 7248,52 15,00 108727,76

PsedV 1449,07 21,94 -31793,12

P ola 3,90 57,20 223,36

W -7751,58 10,79 83639,54

Σ con subpresión 41401,32 23739,65 283077,38

Σ sin subpresión 49152,90 23739,65 199437,84


FSD= 1,82

cumple


Fuerza Σmo

Fuerza de Presión de Oleaje

1 5−8 𝑜 𝑎

𝑜 𝑎 = 𝑐 = 0,0 8 ∗ 𝑉

1 5 𝑜 𝑎

1 8 𝑜 𝑎

𝑃𝑜 𝑎 = 𝛾𝑜 ∗

= 5+ 1,1 ∗ 𝑜 𝑎 ∗ 0,6 ∗ 𝑜 𝑎

2

𝑎 = 𝑐𝑜𝑟𝑡

2

= 1 − 2

= 𝑏′ ∗ ∗ 𝛾𝑜 + 1

2 ∗ 𝑏′ ∗ 1 − 𝛼1 ∗ +

1

2∗ ∗ 𝑎 ∗ 𝛾𝑜

𝐹𝑆𝐷 = 𝑓 ∗ 𝑁 +𝐶 ∗ 𝑏

𝑇


141


e= 4,057499052 m


σy′= 424,9110121 KN/m2

σy''= 1235,185399 KN/m2


1235,19 < 7845,32 cumple

Coeficiente de talud aguas arriba y aguas abajo

m1= 0,20

m2= 0,43

Esfuerzos principales menor y mayor

Esfuerzo principal menor

σ2''= 63,34 KN/m2 Cumple

Esfuerzo principal mayor

E2= 0,04

σ1''= 1034,58 KN/m2 Cumple


𝑒 = 𝑀

𝑁

𝑦′ = 𝑁

𝑏∗ 1−

6 ∗ 𝑒

𝑏

𝑦′′ = 𝑁

𝑏∗ 1+

6 ∗ 𝑒

𝑏

𝑚1 =1

𝑡𝑔 𝛼1𝑚2 =

1

𝑡𝑔 𝛼2

2''=(1+𝑚1 ) ∗ ( 𝑦′-E1*h1*go)

1''=(1+𝑚2 ) ∗ ( 𝑦′′ +E2*h1*go))

𝐸2 =𝑎

𝑏∗ 𝛼1 −

𝑎

𝑏

142


FSDperm= 1,1

Fuerzas sísmicas en el cuerpo de la presa

G= 44407,84 KN/m

0,10

Gs = 6661,18 KN/m

Fuerzas sísmicas en el agua

m= 0,20

PsH= 1585,364106 KN/m

Psv = 317,0728213 KN/m

hs= 24,64014506

xs= 4,928029013

Fuerza Sísmica


𝑠 = 1,5 ∗ 𝐾𝑠 ∗

= 𝛾𝐻 ∗

𝐾𝑆 = 𝑎𝑠

𝑔

𝑃𝑠𝐻 = 0,5 ∗ 𝐾𝑠 ∗ 𝛾𝑜 ∗ 1 ∗ 𝑐𝑜𝑠 (90− 𝛼)

𝑚 = 𝑐𝑡𝑔


𝑠 = 0,425 ∗ 1

𝑠 = 𝑠 ∗ 𝑚

W

1,1

hola

45m

G3

Psed H

50,4m

58

,98m

11,79m

G2

ß

4,73m

Gs

6

hola

b

12,59m

9,20m

P1H

Psed

V

4,64 m

PsV

P1V

27,28m

PsH G1

a

G

143

N T x y

KN/m KN/m m m

G1 9340,35 16,54 -154516,82

G2 14832,72 7,34 -108944,21

G3 20234,77 6,75 136580,59

P1H 16487,23 19,33 318625,66

P1v 3296,00 21,08 -69465,37

PsedH 7248,52 15,00 108727,76

PsedV 1449,07 21,94 -31793,12

P ola 3,90 57,20 223,36

W -7751,58 10,79 83639,54

Gs 6661,18 24,01 159934,83

PsH 1585,36 24,64 39063,60

PsV 317,07 4,93 -1562,54

Σ con subpresión 41718,39 31986,19 480513,26

Σ sin subpresión 49469,97 31986,19 396873,73


FSD= 1,36

cumple


e= 8,022517702 m


σy′= 29,23005121 KN/m2

σy''= 1643,580241 KN/m2


1643,58 < 7845,32 Cumple


m1= 0,20

m2= 0,43



σ2''= -348,15 KN/m2 No cumple


E2= 0,04

σ1''= 1951,85 KN/m2 Cumple

Fuerza Σmo

𝐹𝑆𝐷 = 𝑓 ∗ 𝑁 +𝐶 ∗ 𝑏

𝑇


𝑒 = 𝑀

𝑁

𝑦′ = 𝑁

𝑏∗ 1−

6 ∗ 𝑒

𝑏

𝑦′′ = 𝑁

𝑏∗ 1+

6 ∗ 𝑒

𝑏

𝑚1=1

𝑡𝑔 𝛼𝑚2=

1

𝑡𝑔

2''=(1+𝑚1 ) ∗ ( 𝑦′-E1*h1*go)

1''=(1+𝑚2 ) ∗ ( 𝑦′′ +E2*h1*go))

𝐸2 =𝑎

𝑏∗ 𝛼1 −

𝑎

𝑏

144

Anexo 8. Diseño preliminar de la presa ciega de hormigón, segunda

configuración

γ = 2,4 T/m3 o 23,544 KN/m3

γo= 9,81 KN/m3


a/b= 0,1 adoptado





ø= 38,66

= 12 Sedimentos

f= 0,80


n sedimentos= 0,4

base presa= 10 m Ancho de la base de la presa

Wviento= 23 km/h

m1= 0 m

m2= 0,76 m

Hpresa= 63 m

α= 0,00 90,0

β= 0,76 52,70

H= 4 m

29,74



k= 1,2

C Altura de la ola

C= 0,47 m

t= 1,02 m

h1= 57,98

h2= 0,00 m

hs= 46,00 m

1) Incremento el ancho de la base "b" del perfil teórico triangular

b= 58,00 m

b/H= 0,921

E1= 0,64

n b/H

0,9 0,6019

0,4 0,7386 \ n= 0,00

0,1 0,8553

0,001 0,9023


h1= 57,98 m

nb= 0,00 m

(1-n)b= 58,00 m

b= 58,00 m


DATOS



𝑡 = 3,2 𝐾 ∗ 𝐶 ∗

C = 0,073 * Vv

b

NNE nb (1-n)b

H1

𝑏

𝐻=

𝐹𝑆𝐷𝑝

𝑓 ∗ 𝑛 + 𝛾𝐻𝛾0 − 1 − 𝛼1 −

𝑎𝑏

𝐸1 = 1 − 1 −𝑎

∗ (𝛼1 −

𝑎

)

145


α= 1,57 90,0 °

β= 0,92 52,70 °



td= 7,5%*H

td= 4,73 m


hcort= 50,4 m


J= 12,5


δcort= 4,64 m





DENTELLÓN



a ß

b=10m

58 m

48 m

63

m

td

d

hco

rt

146


sg= 15 m



#¡REF!

G1

45m

W

4,64 m

P1H

1,1

hola

58,

98m

.

48

.

a

6

hola

4,73m

10m

.

G2

Psed H

50,4m

ß

.

58m

63

m5

0.4

m4

.73 m

4.64 m

10 m

147

b= 10,00 m

(1-n)b= c1= 48,00 m

G1= 14832,72 KN/m G2= 35598,53 KN/m

P1= 16487,23 KN/m

α1= 90,01 𝜉 = 0,66

hs= 46,00 m

ϒsum= 10,11 KN/m3

PsedH= 7016,33 KN/m

h ola = c = 0,47 m


1) h1 ⩾ 5* h ola

57,9768119 2,33 cumple

2) h1 ⩾ 10* h ola

57,9768119 4,66 cumple

Ω= 0,40 m2

P ola= 3,90 KN/m

Datos

Fuerzas de Gravedad




Condición


1 = (𝑏 ∗𝐻𝑝𝑟𝑒𝑠𝑎) ∗ 𝛾 2 =

𝑐1 ∗ 𝐻𝑝𝑟𝑒𝑠𝑎

2 ∗ 𝛾

P1 = 1

∗ 𝛾𝑜 ∗ 1

𝜉 = 𝐶𝑜𝑠

1+ 2

𝐶𝑜𝑠 1− 2



2

1 5− 8 𝑜 𝑎

𝑜 𝑎 = 𝑐 = 0,0 8 ∗ 𝑉

1 5 𝑜 𝑎

1 8 𝑜 𝑎


= 5+ 1,1 ∗ 𝑜 𝑎 ∗ 0,6 ∗ 𝑜 𝑎

2

148


δcor= 4,64 m

d= 2,75 m

a= 7,39 m

z= 57,98 m

W= 10347,92 KN/m

N T x y

KN/m KN/m m m

G1 14832,72 24,00 -355985,28

G2 35598,53 -3,00 -106795,58

P1H 16487,23 19,33 318625,66

Ps 7016,33 15,33 107583,75

P ola 3,90 57,20 223,36

W -10347,92 11,13 115172,40

Σ con subpresión 40083,32 23507,47 78824,31

Σ sin subpresión 50431,25 23507,47 -36348,09


FSD= 1,86

cumple


e= 0,72 m


σy′= 639,5640676 KN/m2

σy''= 742,6194959 KN/m2


742,62 < 7845,32 cumple

Fuerza Σmo



= 1 − 2

= 𝑏′ ∗ ∗ 𝛾𝑜 + 1

2 ∗ 𝑏′ ∗ 1 − 𝛼1 ∗ +

1

2∗ ∗ 𝑎 ∗ 𝛾𝑜

𝐹𝑆𝐷 = 𝑓 ∗ 𝑁 +𝐶 ∗ 𝑏

𝑇


𝑒 = 𝑀

𝑁

𝑦′ = 𝑁

𝑏∗ 1−

6 ∗ 𝑒

𝑏

𝑦′′ = 𝑁

𝑏∗ 1+

6 ∗ 𝑒

𝑏

149


m1= 0,00

m2= 0,76





E2= 0,04

σ1''= 1137,75 KN/m2 Cumple

𝑚2=1

𝑡𝑔

2''=(1+𝑚1 ) ∗ ( 𝑦′-E1*h1*go)

1''=(1+𝑚2 ) ∗ ( 𝑦′′ +E2*h1*go))

𝐸2 =𝑎

𝑏∗ 𝛼1 −

𝑎

𝑏

150


FSDperm= 1,1


G= 50431,25 KN/m

0,10

Gs = 7564,69 KN/m


m= 0,20

PsH= 1648,72 KN/m

N T x y

KN/m KN/m m m

G1 14832,72 24,00 -355985,28

G2 35598,53 -3,00 -106795,58

P1 16487,23 19,33 318625,66

Ps 7016,93 15,33 107592,90

P ola 3,90 57,20 223,36

W -8906,40 11,13 99128,24

Gs 7564,69 24,09 182233,31

PsH 1648,72 24,64 40624,77

Σ con subpresión 41524,85 32721,47 285647,38

Σ sin subpresión 50431,25 32721,47 186519,14

Fuerza Σmo

Fuerza Sísmica


𝑠 = 1,5 ∗ 𝐾𝑠 ∗

= 𝛾𝐻 ∗

𝐾𝑆 = 𝑎𝑠

𝑔

𝑃𝑠𝐻 = 0,5 ∗ 𝐾𝑠 ∗ 𝛾𝑜 ∗ 1 ∗ 𝑐𝑜𝑠 (90− 𝛼)

𝑚 = 𝑐𝑡𝑔

𝑠 = 0,425 ∗ 1

𝑠 = 𝑠 ∗ 𝑚

a

48W

G2

10m

ß

G1

50,4m

.

.

.

.

6

hola

1,1

hola

46m

58,9

8m

Psed H

P1H

4,73m

4,64 m

PsH

151


FSD= 1,37

cumple


e= 3,70 m


σy′= 442,02 KN/m2

σy''= 989,87 KN/m2


989,87 < 7845,32 Cumple


m1= 0,00

m2= 0,76



σ2''= 78,02 KN/m2 cumple


E2= 0,04

σ1''= 1564,48 KN/m2 Cumple

𝐹𝑆𝐷 = 𝑓 ∗ 𝑁 +𝐶 ∗ 𝑏

𝑇


𝑒 = 𝑀

𝑁

𝑦′ = 𝑁

𝑏∗ 1−

6 ∗ 𝑒

𝑏

𝑦′′ = 𝑁

𝑏∗ 1+

6 ∗ 𝑒

𝑏

2''=(1+𝑚1 ) ∗ ( 𝑦′-E1*h1*go)

1''=(1+𝑚2 ) ∗ ( 𝑦′′ +E2*h1*go))

𝐸2 =𝑎

𝑏∗ 𝛼1 −

𝑎

𝑏

𝑚2=1

𝑡𝑔

152

Anexo 9. Diseño definitivo de la presa de hormigón con vertido incorporado

Qcrec.máx= 899 m3/s Caudal de crecida máxima

Tipo de suelo de cimentación Roca

j c= 38,66 ° Ángulo de fricción interna suelo de cimentación

C= 200 Kpa Cohesión

q= 28 m3/m*s Caudal unitario

j s= 12 Ángulo de fricción interna de sedimentos

γH= 24 KN/m3 Peso específico del Hormigón


γss= 16 KN/m3 Peso específico seco de los sedimentos

n sed= 0,4 Porosidad sedimentos

Vv= 23 km/h Velocidad del viento

f= 0,80 Factor de fricción

NNE= 66 m Nivel Normal de embalse

α1= 0,5

1) Cálculo del frente preliminar del vertedero

B= 32,11 m

2) Cálculo de Cs

NNE= Cs= 66,00 m

3) Cálculo de la carga de diseño preliminar para el vertedero tipo Creaguer

m= 0,504

= 0,97

Ho= 5,51 m

vo= 0,39 m/s

H= 5,50 m

4) Recálculo de la carga total dinamica sobre el vertedero (Ho) y carga de diseño (H)

kf= 1 Por fines prácticos

km= 1 Por fines prácticos

11,98

m= 0,5040

ξm = 0,7

= 0,98

DATOS

B= 𝑎

𝑚 = 0,48− 0,52

= 0,95− 0,9

= 𝑚 ∗ ∗ ∗ 𝑏 ∗ 2𝑔 ∗ 𝐻𝑜3/

𝐻𝑜 =

𝑚 ∗ ∗ 𝑏 ∗ 2𝑔

/3

𝐻𝑜 =

𝑚∗ ∗ 2𝑔

/3

H= 𝐻𝑜− 𝑜

𝑔

𝑚 = 𝑚 ∗ 𝑓 ∗ 𝑚

𝑚 = 𝑚

0,15 𝐶𝑠

𝐻 3

𝑚 = 0,504 − 0,012 𝐻𝑜

𝐶𝑠

= 1−0,2 ∗ 𝜉𝑚 * 𝐻𝑜

𝑜 =

(𝐶𝑠 +𝐻) ∗ 𝑏

𝐶𝑠

𝐻=

153

Ho= 5,49 m

H= 5,48 m

Vo= 0,39 m/s

Cs= 66,00 m



FSDperm= 1,3

Hp= 66,00 m

γH= 2,4 T/m3 ó 23,5 KN/m3

γo= 1 T/m3

j c= 38,66

f= 0,8

a/b= 0,1

α1= 0,8

1= 0,37

Para condición de estabilidad al deslizamiento

I) II)

I) ξ b/H II) b/H

0 0,7738 0 0,7019

0,25 0,6915 0,25 0,7318

0,3 0,6771 0,3 0,7412

0,1625 0,7182 0,1625 0,7182

ξ= 0,1625

I) b= 47,40 m

II) b= 47,40 m

2.1) Determinación del perfil teórico triangular

Hp= 66,00 m

ξ = 7,70 m

(1-ξ) = 39,70 m

b= 47,40 m

b= 47,40 m

2) PERFIL TEÓRICO TRIANGULAR

DATOS

=

𝐻𝑜 =

𝑚∗ ∗ 2𝑔

/3

H= 𝐻𝑜− 𝑜

𝑔

1 = 1− 1−𝑎

∗ (𝛼1 −

𝑎

)

𝑏

𝐻𝑝=

𝐹𝑆𝐷𝑝

𝑓 ∗ + 𝛾𝐻𝛾0 − 1−𝛼1 −

𝑎𝑏

𝑏

𝐻𝑝=

1

𝛾𝐻𝛾0 1 − + 2 − − 𝐸1

𝑜 =

(𝐶𝑠 +𝐻) ∗ 𝑏

b (1-)b

Hp

b

NNE

154

2.2) Configuración Vertedero Tipo Creaguer

x/H y/H H x y

0 0,126 5,48 0,00 0,69

0,1 0,036 5,48 0,55 0,20

0,2 0,007 5,48 1,10 0,04

0,3 0 5,48 1,64 0,00

0,4 0,006 5,48 2,19 0,03

0,5 0,027 5,48 2,74 0,15

0,6 0,06 5,48 3,29 0,33

0,7 0,1 5,48 3,84 0,55

0,8 0,146 5,48 4,38 0,80

0,9 0,198 5,48 4,93 1,08

1 0,256 5,48 5,48 1,40

1,1 0,321 5,48 6,03 1,76

1,2 0,394 5,48 6,57 2,16

1,3 0,475 5,48 7,12 2,60

1,4 0,564 5,48 7,67 3,09

1,5 0,661 5,48 8,22 3,62

1,6 0,764 5,48 8,77 4,19

1,7 0,873 5,48 9,31 4,78

1,8 0,987 5,48 9,86 5,41

1,9 1,108 5,48 10,41 6,07

2 1,235 5,48 10,96 6,77

2,1 1,369 5,48 11,51 7,50

2,2 1,508 5,48 12,05 8,26

2,3 1,653 5,48 12,60 9,06

2,4 1,847 5,48 13,15 10,12

2,5 1,96 5,48 13,70 10,74

2,6 2,122 5,48 14,24 11,63

2,7 2,289 5,48 14,79 12,54

2,8 2,462 5,48 15,34 13,49

2,9 2,64 5,48 15,89 14,46

3 2,824 5,48 16,44 15,47

3,1 3,013 5,48 16,98 16,51

3,2 3,207 5,48 17,53 17,57

3,3 3,405 5,48 18,08 18,65

3,4 3,609 5,48 18,63 19,77

3,5 3,818 5,48 19,18 20,92

3,6 4,031 5,48 19,72 22,08

3,7 4,249 5,48 20,27 23,28

155

3.1) Cálculo de la profundidad contraída

j= 0,95 Asumido

E = 71,48 m

Eo= 71,49 m

Eo (m2) hc(m)

277,126 0,4

492,257 0,3

69,981 0,8000

54,588 0,9082

∴ hc= 0,91 m

3.2) Cálculo de la profundidad crítica

hcr= 4,31 m

3.3) Cálculo de la primera conjugada

4,31 > 0,91

h'= 0,91 m

3.4) Cálculo de la segunda conjugada

h''= 12,82 m

3.5) Comparación con la profundidad aguas abajo (ho)

ho= 3,66 m

12,82 > 3,66 Resalto desplazado,es necesario pozo de disipación

Para evitar el resalto desplazado se repetirá el procedimiento hasta que h"£ h0

3.6) Profundidad del pozo

Primera Iteración

tp= 9,160 m

Eo1= 80,64 m

3) OBRA DE DISIPACIÓN

Se asume igual a la profundidad contraída

𝐸𝑜 = 𝑐 +

𝑐 ∗ ∗ 2𝑔

𝐸 = 𝐻+𝐶 i

𝑐𝑟 =

𝑔

𝑐𝑟 𝑐

′′ = ′

∗ 1 + 8 ∗

′

3- 1

′′ 𝑜

𝑡𝑝 = ( ′′− 𝑜)

𝐸𝑜1 = 𝐸𝑜 + 𝑡p

Eo= 𝐸 + 𝑜

𝑔

156

j= 0,95 Asumido

Eo1 (m2) hc(m)

4427,715 0,1

492,257 0,3

708,668 0,25

63,030 0,8438

∴ hc= 0,84 m

h'= 0,844 m


(m) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)

9,160 71,48 80,639 4,307 0,844 0,844 13,35 12,82 no cumple

9,69 71,48 81,166 4,307 0,841 0,841 13,37 13,35 no cumple

9,71 71,48 81,193 4,307 0,841 0,841 13,38 13,38 si cumple

3.7) Cálculo de la longitud del resalto hidráulico (Lr)

Lr= 62,68 m

3.8) Cálculo de la longitud del pozo de disipación

Lp = 62,68 m

3.9) Cálculo del espesor de la losa del pozo

k= 1,50 Factor de mayoración

d= 2,24 m

Cuadro de Iteraciones

4) PERFIL CONSTRUCTIVO

𝐸𝑜1 = 𝑐 +

𝑐 ∗ ∗ 2𝑔

𝑟 = 5 ( ′′ − ′)

= 𝑟

So

T1T1 (sa)

s

tpozo

lo

T2

a

= ∗

*K

157

lo= 70 m

hden1 (a)= 3,30 m

bdent1= 2 m

hdent2= 1 m

bdent2= 2 m

htab (s)= 0 m

tp= 9,71 m

Treal=

Hp= 66,00 m

So= 3,30 m



td= 5%*H

td= 3,30 m

Se asume la profundidad de la cortina de impermeabilización igual Al 80% de la altura de la presa

hcort= 52,8 m


J= 12,5


δcort= 5,28 m

hdren= 0.20 * Hpresa

hdren= 13,2 m




DATOS

DENTELLÓN


DRENAJE VERTICAL



tdhcort

d

d

hdre

n

158


sg= 15 m


4.1) Cálculo del desnivel (z)

z= 67,82 m

4.2) Cálculo de la Subpresión


δcor= 5,28

d= 2,75 Asumido

a= 8,03

W= 16827,27 KN/m

4.3) Cálculo del espesor de la capa activa para filtración

21,21

Condiciones:

Tact= 35,00 m

Tcal= 35,00 m

T1= 35,00 m

T2= 70,00 m

T3= 35 m

4.4) Cálculo de espesor de la capa activa para pérdidas de carga

T1'= 35,00

T2'= 31,70

4,40

𝑜

𝑆𝑜=

𝐶 𝑎𝑛𝑑𝑜 𝑜

𝑆𝑜 5 𝑇𝑎𝑐𝑡 = 0,5 ∗ 𝑜

𝐶 𝑎𝑛𝑑𝑜 3,4 𝑜

𝑆𝑜 5 𝑇𝑎𝑐𝑡 = 2,5 ∗ 𝑆𝑜


𝑆𝑜 3,4 𝑇𝑎𝑐𝑡 = 0,8 ∗ 𝑆𝑜 + 0,5 ∗ 𝑜


𝑆𝑜 1 𝑇𝑎𝑐𝑡 = 𝑆𝑜 + 0,3 ∗ 𝑜

1) 𝑇𝑐𝑎 = 𝑇𝑟𝑒𝑎 𝑐 𝑎𝑛𝑑𝑜 𝑇𝑟𝑒𝑎 𝑇𝑎𝑐𝑡

2) 𝑇𝑐𝑎 = 𝑇𝑎𝑐𝑡 𝑐 𝑎𝑛𝑑𝑜 𝑇𝑟𝑒𝑎 𝑇𝑎𝑐𝑡

= 𝐶𝑠 +𝐻 − 𝑜


= 𝑜 ∗ 𝑜 ∗ 𝛾𝑜 + 1

2 ∗ 𝑜 ∗ 1 − 𝛼1 ∗ +

1

2∗ ∗ 𝑎 ∗ 𝛾𝑜

159

4.5) Cálculo de los coeficientes de resistencia

ξent= 0,440

ξesc1= 0,094

ξlong= 1,000

ξesc2= 0,094

ξsal= 0,440

∑ξ = 2,07

4.6) Cálculo de las pérdidas de carga

hent= 14,43 m

hesc1= 3,09 m

hlong= 32,79 m

hesc2= 3,09 m

hsal= 14,43 m

∑h = 67,82 m

4.7) Cálculo del espesor de la capa activa para la gradiente máxima a la salida del flujo de filtración

T1''= 70 m

T2''= 66,7 m

𝑒𝑠𝑐1 =𝑎

𝑇1=

𝑜𝑛𝑔 = 𝑜 − 0,5 ∗ (𝑠1+ 𝑠2)

𝑇2


𝑖 = i *


3,25

70

T1'=35,00

So

T2'=31,75

T1''=70,00

70

T2''=66,75

So 3,25

160


ξent= 0,440

ξesc1= 0,047

ξlong= 1,049

ξesc2= 0,047

ξsal= 0,440

∑ξ = 2,02

4.9) Cálculo de la gradiente máxima a la salida del flujo de filtración

Jsalmáx= 1,76

4.10) Cálculo del Caudal de filtración

T1'''= 35 m

T2'''= 31,7 m


ξent= 0,440

ξesc1= 0,094

ξlong= 2,208

ξesc2= 0,094

ξsal= 0,440

∑ξ = 3,28


k= 1,00E-06

qf= 2,07E-05 m3/s*m

= 0,272 rad

𝑒𝑠𝑐1 =𝑎

𝑇1=

𝑜𝑛𝑔 = 𝑜 − 0,5 ∗ (𝑠1+ 𝑠2)

𝑇2


𝑇1′′′ = 𝑇𝑎𝑐𝑡

𝑒𝑠𝑐1 =𝑎

𝑇1=

𝑜𝑛𝑔 = 𝑜 − 0,5 ∗ (𝑠1+ 𝑠2)

𝑇2


q =

∗

𝑠𝑎 𝑚 =

1∗

1

∗

𝛼 = 𝜋

2 ∗

𝑠

𝑇1′ −

𝑇2′

𝑇1′+1

T1'''=35,00

70

T2'''=31,75

So 3,25

161


Datos

Área= 2396,24 m

G1= 57509,76 KN/m

VERIFICACIÓN DE LA ESTABILIDAD AL DESLIZAMIENTO

Fuerzas de Gravedad

1 = 𝑟𝑒𝑎 ∗ 𝛾

G1

77

,96 m

9,7

1 m

66

m

N-9,71

N+0,00

lo=70 m

N+0,00

52,8

m

5,28m

P1

P3

A

H=

5,5

0m

W

PHE

66 m

P4

hs=

46 m

Ps

G1

tp=

9,7

1 m P2

N-9,71

N+0,00

162

P1= 21366,18 KN

P2= 877,42 KN

P3= 4623,94 KN

P4= 1508,58 KN

β1= 90,00

𝜉 = 1

hs= 45,00 m

ϒs= 10,11 KN/m3

Ps= 10240,43 KN/m



P1 = 1

∗ 𝛾𝑜 ∗ 𝐻𝑝


𝑃𝑠 = 𝜉 ∗ 𝛾𝑠 ∗ 𝑠

2

P2 = 1

∗ 𝛾𝑜 ∗ ( 𝑜 + 𝑡𝑝)



Ps

N-9,71

hs=

45 m

N+0,00N+0,00

lo=70 m

P4

P35,5

0m

P2

P1

lo=70 m

66

m9

,71 m

N-9,71

G1

77,9

6 m

N+0,00

163

γs= 10,11 KN/m3

PHE= 477,25 KN/m

W= 16827,27 KN/m

Análisis de la presa vertedero para combinación básica

N T x y

KN/m KN/m m m

G1 57509,76 13,30 -764879,81

P1 21366,18 22,00 470055,96

P2 -877,42 4,46 3911,72

P3 4623,94 8,11 -37500,18

P4 1508,58 27,66 41727,37

PHE 477,25 3,24 1545,45

Ps 10240,43 15,00 153606,38

W -16827,27 12,94 217744,87

Σ con subpresión 46815,02 31206,44 86211,76

Σ sin subpresión 63642,29 31206,44 -131533,11


Fuerza de Presión de empuje de suelo saturado aguas arriba

Fuerza Σmo

PHE= ∗ ∗

lo=70 m

PHE N-9,71

N+0,00

tp=

9,7

1 m

N+0,00

N-9,71

lo=70 m

N+0,00N+0,00

W

164


FSD= 1,50

cumple



e= 2,07 m


σy′= s2''= 729,24 KN/m2

σy''= s''= 1245,94 KN/m2


1245,94 < 7845,32 cumple


FSDp= 1,1


𝐹𝑆𝐷 = 𝑓 ∗ 𝑁 +𝐶 ∗ 𝑏

𝑇


𝑒 = 𝑀

𝑁

𝑦′ = 𝑁

𝑏∗ 1−

6 ∗ 𝑒

𝑏

𝑦′′ = 𝑁

𝑏∗ 1+

6 ∗ 𝑒

𝑏

52m

5,20m

A

Gs

P4

G1

66 m

PsH

H=

5,5

0m

tp=

9,7

1 m

P3

PHE

W

P1

N+0,00

Ps

hs=

45 m

P2N-9,71

165

Cálculo de las Fuerzas sísmicas

G1= 57509,76 KN/m

0,10

Gs = 8626,46 KN/m

Cálculo de las Fuerzas sísmicas en el agua

PsH= 2136,62 KN/m

Psv = 0,00 KN/m

Brazo de palanca respecto al punto A

YPsH= 28,05 m

XPsv= 0,00 m

Análisis de la presa vertedero para combinación especial

N T x y

KN/m KN/m m m

G1 57509,76 13,30 -764879,81

P1 21366,18 22,00 470055,96

P2 877,42 4,46 -3911,72

P3 4623,94 8,11 -37500,18

P4 1508,58 27,66 41727,37

PHE 477,25 3,24 1545,45

Ps 10240,43 15,00 153606,38

Gs 8626,46 24,01 207101,56

Psv 0,00 0,00 0,00

PsH 2136,62 28,05 59932,13

W -16827,27 12,94 217744,87

Σ con subpresión 46815,02 43724,36 345422,02

Σ sin subpresión 63642,29 43724,36 127677,15


FSD= 1,1

Cumple

Fuerza Σmo

𝑠 = 1,5 ∗ 𝐾𝑠 ∗ 1

= 𝛾𝐻 ∗

𝐾𝑆 = 𝑎𝑠

𝑔

𝑃𝑠𝐻 = 0,5 ∗ 𝐾𝑠 ∗ 𝛾𝑜 ∗ ∗ 𝑐𝑜𝑠 (90− 𝛼)


𝑠𝐻 = 0,425 ∗Hp

𝑠 = 𝑠 ∗𝑚

𝐹𝑆𝐷 = 𝑓 ∗ 𝑁 +𝐶 ∗ 𝑏

𝑇


166



e= 2,01 m


σy′= s2''= 736,81 KN/m2

σy''= s''= 1238,37 KN/m2


1238,37 < 7845,32 cumple

𝑒 = 𝑀

𝑁

𝑦′ = 𝑁

𝑏∗ 1−

6 ∗ 𝑒

𝑏

𝑦′′ = 𝑁

𝑏∗ 1+

6 ∗ 𝑒

𝑏

167

Anexo 10. Diseño definitivo de la presa ciega de hormigón, primera

configuración

γ = 2,4 T/m3 o 23,544 KN/m3

γo= 9,81 KN/m3


a/b= 0,1 adoptado





ø= 38,66

= 12 Sedimentos

f= 0,80


n sedimentos= 0,4

base presa= 10 m

Wviento= 23 km/h

m1= 0,20 m

m2= 0,43 m

Hpresa= 63 m

H= 3 m

29,74



k= 1,2

C Altura de la ola

C= 0,47 m

t= 1,02 m

h1= 58,98

h2= 0,00 m

hs= 46,00 m

1) Cálculo del ancho de la base "b" del perfil teórico triangular

I) II)

E1= 0,64

I) I)

n b/H n b/H

0,2 0,8125 0,55 0,8989

0,25 0,7927 0,25 0,7912

0,258 0,7896 0,258 0,7930

0,2525 0,7917 0,2525 0,7917

n= 0,2525

I) b= 49,88 b= 49,88 m

II) b= 49,88


DATOS

=

𝑏

𝐻=

𝐹𝑆𝐷𝑝

𝑓 ∗ 𝑛 + 𝛾𝐻𝛾0 − 1 −𝛼1 −

𝑎𝑏



𝑏

𝐻=

1

𝛾𝐻𝛾0 1 − 𝑛 + 𝑛 2− 𝑛 − 𝐸1

𝐸1 = 1 − 1 −𝑎

∗ (𝛼1 −

𝑎

)

𝑡 = 3,2 𝐾 ∗ 𝐶 ∗

C = 0,073 * Vv

168


h1= 58,98 m

nb= 12,59 m

(1-n)b= 37,28 m

b= 49,88 m


α= 1,37 78,69

β= 1,16 66,58



td= 7,5%*H

td= 4,73 m


hcort= 50,4 m


J= 12,5


δcort= 4,72 m


DENTELLÓN


b

NNE nb (1-n)b

H1

ß

b=10m

49,88 m

37,28 m

63 m

a

12,59 m

hcort

d

td

Para

mento

aguas a

rrib

a

169





sg= 15 m




#¡REF!

50,4m

4,64 m

4,73m

9,20m

P1V

27,28m

P1H

1,1

hola

6

hola

G3

W

10m

58,9

8m

11,79m

G2

12,59m

a

Psed

H

Psed

V

ß

45m

G1

63 m

50.4

m4.7

3 m

4.72 m

10 m

170

nb=c1= 12,59 m

b= 10,00 m

(1-n)b= c3= 27,28 m

G1= 9340,35 KN/m G2= 14832,72 KN/m

G3= 20234,77 KN/m

x1= 11,79 m

P1H= 17060,89 KN/m

P1v= 3410,68 KN/m

α1= 78,69

𝜉 = 0,71

hs= 46,00 m

ϒsum= 10,11 KN/m3

x3= 9,20 m

PsedH= 7574,25 KN/m

Psv= 1514,18 KN/m

Condición

h ola = c = 0,47 m

Datos

Fuerzas de Gravedad






2 ∗ 𝛾 2 = (𝑏 ∗ 𝐻𝑝𝑟𝑒𝑠𝑎) ∗ 𝛾


2 ∗ 𝛾

1 = 1

( )

P1 = 1

∗ 𝛾𝑜 ∗ 1

P1v = 1

∗ 𝛾𝑜 ∗ 1 ∗ 1

𝜉 = 𝐶𝑜𝑠

1+ 2

𝐶𝑜𝑠 1− 2


3 = 𝑠

𝑡𝑔 1


2

𝑃𝑠𝑒𝑑𝑉 = 𝜉 ∗ 𝛾𝑠 ∗ 𝑠 ∗ 3

2

1 5−8 𝑜 𝑎

𝑜 𝑎 = 𝑐 = 0,0 8 ∗ 𝑉

171


1) h1 ⩾ 5* h ola

58,9768119 2,33 cumple

2) h1 ⩾ 10* h ola

58,9768119 4,66 cumple

Ω= 0,40 m2

P ola= 3,90 KN/m

δcor= 4,72 m

a= 2,36 m

z= 58,98 m

W= 7896,85 KN/m

N T x y

KN/m KN/m m m

G1 9340,35 16,54 -154516,82

G2 14832,72 7,34 -108944,21

G3 20234,77 6,75 136580,59

P1H 17060,89 19,66 335398,90

P1v 3410,68 21,01 -71655,07

PsedH 7574,25 15,33 116138,55

PsedV 1514,18 21,87 -33120,95

P ola 3,90 58,20 227,27

W -7896,85 10,79 85207,03

Σ con subpresión 41435,85 24639,04 305315,27

Σ sin subpresión 49332,70 24639,04 220108,25


FSD= 1,75

cumple


e= 4,461711022 m


σy′= 384,8715532 KN/m2

Fuerza Σmo


1 5 𝑜 𝑎

1 8 𝑜 𝑎


= 5+ 1,1 ∗ 𝑜 𝑎 ∗ 0,6 ∗ 𝑜 𝑎

2

𝑎 = 𝑐𝑜𝑟𝑡

2

= 1 − 2

= 𝑏′ ∗ ∗ 𝛾𝑜 + 1

2 ∗ 𝑏′ ∗ 1 − 𝛼1 ∗ +

1

2∗ ∗ 𝑎 ∗ 𝛾𝑜

𝐹𝑆𝐷 = 𝑓 ∗ 𝑁 +𝐶 ∗ 𝑏

𝑇


𝑒 = 𝑀

𝑁

𝑦′ = 𝑁

𝑏∗ 1−

6 ∗ 𝑒

𝑏

172

σy''= 1276,609308 KN/m2


1276,61 < 7845,32 cumple


m1= 0,20

m2= 0,43





E2= 0,04

σ1''= 1076,32 KN/m2 Cumple

𝑦′′ = 𝑁

𝑏∗ 1+

6 ∗ 𝑒

𝑏

𝑚1 =1

𝑡𝑔 𝛼1𝑚2 =

1

𝑡𝑔 𝛼2

2''=(1+𝑚1 ) ∗ ( 𝑦′-E1*h1*go)

1''=(1+𝑚2 ) ∗ ( 𝑦′′ +E2*h1*go))

𝐸2 =𝑎

𝑏∗ 𝛼1 −

𝑎

𝑏

173


FSDperm= 1,1


G= 44407,84 KN/m

0,10

Gs = 6661,18 KN/m


m= 0,20

PsH= 1640,525349 KN/m

Psv = 328,1050699 KN/m

hs= 25,06514506

xs= 5,013029013

Fuerza Sísmica


𝑠 = 1,5 ∗ 𝐾𝑠 ∗

= 𝛾𝐻 ∗

𝐾𝑆 = 𝑎𝑠

𝑔

𝑃𝑠𝐻 = 0,5 ∗ 𝐾𝑠 ∗ 𝛾𝑜 ∗ 1 ∗ 𝑐𝑜𝑠 (90− 𝛼)

𝑚 = 𝑐𝑡𝑔


𝑠 = 0,425 ∗ 1

𝑠 = 𝑠 ∗ 𝑚

W

1,1

hola

45m

G3

Psed H

50,4m

58,9

8m

11,79m

G2

ß

4,73m

Gs

6

hola

b

12,59m

9,20m

P1H

Psed

V

4,64 m

PsV

P1V

27,28m

PsH G1

a

G

174

N T x y

KN/m KN/m m m

G1 9340,35 16,54 -154516,82

G2 14832,72 7,34 -108944,21

G3 20234,77 6,75 136580,59

P1H 17060,89 19,66 335398,90

P1v 3410,68 21,01 -71655,07

PsedH 7574,25 15,33 116138,55

PsedV 1514,18 21,87 -33120,95

P ola 3,90 58,20 227,27

W -7896,85 10,79 85207,03

Gs 6661,18 24,01 159934,83

PsH 1640,53 25,07 41120,01

PsV 328,11 5,01 -1644,80

Σ con subpresión 41763,95 32940,75 504725,31

Σ sin subpresión 49660,80 32940,75 419518,28


FSD= 1,32

cumple


e= 8,447673938 m


σy′= -13,56127938 KN/m2

σy''= 1688,198389 KN/m2


1688,20 < 7845,32 Cumple


m1= 0,20

m2= 0,43



σ2''= -399,18 KN/m2 No cumple


E2= 0,04

σ1''= 2004,83 KN/m2 Cumple

Fuerza Σmo

𝐹𝑆𝐷 = 𝑓 ∗ 𝑁 +𝐶 ∗ 𝑏

𝑇


𝑒 = 𝑀

𝑁

𝑦′ = 𝑁

𝑏∗ 1−

6 ∗ 𝑒

𝑏

𝑦′′ = 𝑁

𝑏∗ 1+

6 ∗ 𝑒

𝑏

𝑚1=1

𝑡𝑔 𝛼𝑚2=

1

𝑡𝑔

2''=(1+𝑚1 ) ∗ ( 𝑦′-E1*h1*go)

1''=(1+𝑚2 ) ∗ ( 𝑦′′ +E2*h1*go))

𝐸2 =𝑎

𝑏∗ 𝛼1 −

𝑎

𝑏

175

Anexo 11. Diseño definitivo de la presa ciega de hormigón, segunda

configuración

γ = 2,4 T/m3 o 23,544 KN/m3

γo= 9,81 KN/m3


a/b= 0,1 adoptado





ø= 38,66

= 12 Sedimentos

f= 0,80


n sedimentos= 0,4

base presa= 10 m Ancho de la base de la presa

Wviento= 23 km/h

m1= 0 m

m2= 0,76 m

Hpresa= 63 m

α= 0,00 90,0

β= 0,76 52,70

H= 3 m

29,74



k= 1,2

C Altura de la ola

C= 0,47 m

t= 1,02 m

h1= 58,98

h2= 0,00 m

hs= 46,00 m

1) Incremento el ancho de la base "b" del perfil teórico triangular

b= 58,00 m

b/H= 0,921

E1= 0,64

n b/H

0,9 0,6019

0,4 0,7386 \ n= 0,00

0,1 0,8553

0,001 0,9023


h1= 58,98 m

nb= 0,00 m

(1-n)b= 58,00 m

b= 58,00 m


DATOS



𝑡 = 3,2 𝐾 ∗ 𝐶 ∗

C = 0,073 * Vv

b

NNE nb (1-n)b

H1

𝑏

𝐻=

𝐹𝑆𝐷𝑝

𝑓 ∗ 𝑛 + 𝛾𝐻𝛾0 − 1 − 𝛼1 −

𝑎𝑏

𝐸1 = 1 − 1 −𝑎

∗ (𝛼1 −

𝑎

)

176


α= 1,57 90,0 °

β= 0,92 52,70 °



td= 7,5%*H

td= 4,73 m


hcort= 50,4 m


J= 12,5


δcort= 4,72 m





sg= 15 m



DENTELLÓN


a ß

b=10m

58 m

48 m

63

m

td

d

hcort

177



b= 10,00 m

(1-n)b= c1= 48,00 m

G1= 14832,72 KN/m G2= 35598,53 KN/m

#¡REF!

Datos

Fuerzas de Gravedad


1 = (𝑏 ∗ 𝐻𝑝𝑟𝑒𝑠𝑎) ∗ 𝛾 2 =

𝑐1 ∗ 𝐻𝑝𝑟𝑒𝑠𝑎

2 ∗ 𝛾

G1

45m

W

4,64 m

P1H

1,1

hola

58,9

8m

.

48

.

a

6

hola

4,73m

10m

.

G2

Psed H

50,4m

ß

.

63 m

58m

50.4

m4

.73

m

4.72 m

10 m

178

P1= 17060,89 KN/m

α1= 90,01

𝜉 = 0,66

hs= 45,00 m

ϒsum= 10,11 KN/m3

PsedH= 6714,59 KN/m

h ola = c = 0,47 m


1) h1 ⩾ 5* h ola

58,9768119 2,33 cumple

2) h1 ⩾ 10* h ola

58,9768119 4,66 cumple

Ω= 0,40 m2

P ola= 3,90 KN/m


δcor= 4,72 m

d= 2,75 m

a= 7,47 m

z= 58,98 m

W= 10549,55 KN/m





Condición

P1 = 1

∗ 𝛾𝑜 ∗ 1

𝜉 = 𝐶𝑜𝑠

1+ 2

𝐶𝑜𝑠 1− 2



2

1 5− 8 𝑜 𝑎

𝑜 𝑎 = 𝑐 = 0,0 8 ∗ 𝑉

1 5 𝑜 𝑎

1 8 𝑜 𝑎


= 5+ 1,1 ∗ 𝑜 𝑎 ∗ 0,6 ∗ 𝑜 𝑎

2


= 1 − 2

= 𝑏′ ∗ ∗ 𝛾𝑜 + 1

2 ∗ 𝑏′ ∗ 1 −𝛼1 ∗ +

1

2∗ ∗ 𝑎 ∗ 𝛾𝑜

179

N T x y

KN/m KN/m m m

G1 14832,72 24,00 -355985,28

G2 35598,53 -3,00 -106795,58

P1H 17060,89 19,66 335398,90

Ps 6714,59 15,00 100718,84

P ola 3,90 58,20 227,27

W -10549,55 11,13 117416,50

Σ con subpresión 39881,70 23779,38 90980,65

Σ sin subpresión 50431,25 23779,38 -26435,85


FSD= 1,83

cumple


e= 0,52 m


σy′= 650,33 KN/m2

σy''= 724,90 KN/m2


724,90 < 7845,32 cumple


m1= 0,00

m2= 0,76





E2= 0,04

σ1''= 1109,13 KN/m2 Cumple

Fuerza Σmo

𝐹𝑆𝐷 = 𝑓 ∗ 𝑁 +𝐶 ∗ 𝑏

𝑇


𝑒 = 𝑀

𝑁

𝑦′ = 𝑁

𝑏∗ 1−

6 ∗ 𝑒

𝑏

𝑦′′ = 𝑁

𝑏∗ 1+

6 ∗ 𝑒

𝑏

𝑚2=1

𝑡𝑔

2''=(1+𝑚1 ) ∗ ( 𝑦′-E1*h1*go)

1''=(1+𝑚2 ) ∗ ( 𝑦′′ +E2*h1*go))

𝐸2 =𝑎

𝑏∗ 𝛼1 −

𝑎

𝑏

180


FSDperm= 1,1


G= 50431,25 KN/m

0,10

Gs = 7564,69 KN/m


m= 0,20

PsH= 1706,09 KN/m

N T x y

KN/m KN/m m m

G1 14832,72 24,00 -355985,28

G2 35598,53 -3,00 -106795,58

P1 17060,89 19,66 335398,90

Ps 6715,16 15,00 100727,41

P ola 3,90 58,20 227,27

W -9071,59 11,13 100966,82

Gs 7564,69 24,09 182233,31

PsH 1706,09 25,07 42763,36

Σ con subpresión 41359,66 33050,73 299536,21

Σ sin subpresión 50431,25 33050,73 198569,39

Fuerza Σmo

Fuerza Sísmica


𝑠 = 1,5 ∗ 𝐾𝑠 ∗

= 𝛾𝐻 ∗

𝐾𝑆 = 𝑎𝑠

𝑔

𝑃𝑠𝐻 = 0,5 ∗ 𝐾𝑠 ∗ 𝛾𝑜 ∗ 1 ∗ 𝑐𝑜𝑠 (90− 𝛼)

𝑚 = 𝑐𝑡𝑔

𝑠 = 0,425 ∗ 1

𝑠 = 𝑠 ∗ 𝑚

a

48W

G2

10m

ß

G1

50,4m

.

.

.

.

6

hola

1,1

hola

46m

58,9

8m

Psed H

P1H

4,73m

4,64 m

PsH

181


FSD= 1,35

cumple


e= 3,937427551 m


σy′= 422,6385705 KN/m2

σy''= 1003,556461 KN/m2


1003,56 < 7845,32 Cumple


m1= 0,00

m2= 0,76



σ2''= 52,36 KN/m2 cumple


E2= 0,04

σ1''= 1586,12 KN/m2 Cumple

𝐹𝑆𝐷 = 𝑓 ∗ 𝑁 +𝐶 ∗ 𝑏

𝑇


𝑒 = 𝑀

𝑁

𝑦′ = 𝑁

𝑏∗ 1−

6 ∗ 𝑒

𝑏

𝑦′′ = 𝑁

𝑏∗ 1+

6 ∗ 𝑒

𝑏

2''=(1+𝑚1 ) ∗ ( 𝑦′-E1*h1*go)

1''=(1+𝑚2 ) ∗ ( 𝑦′′ +E2*h1*go))

𝐸2 =𝑎

𝑏∗ 𝛼1 −

𝑎

𝑏

𝑚2=1

𝑡𝑔

182

Anexo 12. Análisis técnico-económico del túnel de construcción

1326,42 m Cota del nivel aguas abajo en el punto B

343 m3/s Caudal máximo

477,00 m Longitud

CÁLCULO HIDRÁULICO UNIDAD FÓRMULA

n= 0,015

j= 0,9

a= 1

fondo= 1324

Área de la sección transversal del

ataguía (FAT)m2 3702,44 2013,40 1192,13 520,53 288,22

∴ D óptimo= 7,5 (m)

W= 44,18 m2

w= 32,69 m2

v= 10,49 m/s

DATOS

Área de la sección geométrica (W) m2 28,27 33,18 38,48 50,27 63,62

Diámetro Interno (Dt) m6,00 6,50 7,00

AAb=

Qmax=

L=

MAGNITUDES CALCULADAS, EXCEPTO D Observaciones

8,00 9,00D se asume

5,60 6,30

Sección de flujo (w) m2 w=0.74 W 20,92 24,56 28,48 37,20 47,08

Profundidad de flujo (ho) m ho= 0.70 D 4,20 4,55 4,90

2,40 2,70

Coeficiente de Chezy ( C) 73,53 74,52 75,44 77,14 78,67

Radio hidráulico ( Rh) m Rh= 0.3 D 1,80 1,95 2,10

9,22 7,29

Pendiente (i) m/m 0,0276 0,0180 0,0121 0,0060 0,0032

Velocidad (v) m/s 16,39 13,97 12,04

2,84 1,52

Desnivel a la entrada m 16,91 12,28 9,13 5,35 3,34

Pérdida de carga (hl) m hl= i*L 13,17 8,60 5,79

8,19 4,86

Nivel aguas arriba m 1356,50 1347,29 1341,34 1334,61 1331,28

Diferencia de niveles m Zo= hl + Zen 30,08 20,87 14,92

1329,26 1327,94

Cota de fondo en el inicio del túnel m 1335,39 1330,47 1327,31 1323,66 1321,64

Nivel en la sección I-I m 1339,59 1335,02 1332,21

DETERMINACIÓN DE VOLÚMENES

Altura del ataguía superior (HAT) m 33,50 24,29 18,34 11,61 8,28

29,38 28,83

Volumen del ataguía (VAT) 8309,40

Costo ataguía (WAT) $ 4842140,31 2467875,07 1404554,32 619574,73 348439,82

m3 133546,99 65556,16 36181,11 15293,25

2375022,31 2723707,96 3096932,20 3916996,45

Volumen del túnel (VT) m3 14400,97 16817,36 19421,07

7217162,62 5191583,04 4501486,53 4536571,18

Longitud promedio del ataguía (Bm) m 36,07 32,56 30,35

5532094,68

5183654,86

25190,45 31709,10Incluye

recubrimiento

Costo túnel (WT) $

= +

W= ∗

𝐶 =1

𝑛∗ 𝑅

1

= 𝑚𝑎

𝑖 =

𝐶 ∗ 𝑅

=

2 ∗ 𝑔 ∗

𝑁 = 𝑁 𝑏+

𝑁 = 𝑁 𝑏+

𝑇 = 𝑁 − 𝑜

𝐻 = 𝑁 + 𝑎− 𝑜 𝑜

𝐹 = (10 + 3𝐻 ) * 𝐻

𝑉 = 𝐹 *

𝑉 = * W

0

1000000

2000000

3000000

4000000

5000000

6000000

7000000

8000000

6 6,4 6,8 7,2 7,6 8 8,4 8,8 9,2

WAT W

T ∑W ($)

D (m)

Análisis ténico-económico Túnel de Construcción

∑W

WAT

WT

183

Esquema del conducto

B= 7 m

Determinación de la obra de disipación al final del conductode captación

q= 49,00 m3/m*s

hcr= 6,26 m

espesor del escalón

t= 1 m

E1= 4,75 m

Eo1= 10,36 m

Cálculo de la profundidad contraída (hc)

j= 0,95 Asumido

Eo1 (m2) hc(m)

136,60 1

35,90 2

12,47 4

11,89 4,2

∴ hc= 4,2 m

6,26 > 4,2

h'= 4,2 m Se asume igual a la profundidad contraída

Cálculo de la segunda conjugada

h''= 8,90 m

Comparación con la profundidad aguas abajo (ho)

ho= 3,66 m

8,90 > 3,66 Resalto desplazado,es necesario obra de disipación

Para evitar el resalto desplazado se repetirá el procedimiento hasta que h" h0

Profundidad del pozo

Primera Iteración

tp= 5,238 m

Eo1= 9,99 m

E1 = 𝑡 +

𝐸𝑜1 = 𝐸1 +

2𝑔

𝐸𝑜1 = 𝑐 +

𝑐 ∗ ∗ 2𝑔

= 𝐷

= 𝑑𝑖𝑠

𝑐𝑟 =

𝑔

𝑡 = (0,40− 1,00)

si 𝑐𝑟 𝑐

′′ = ′

∗ 1 + 8 ∗

′

3- 1

D B

′′ 𝑜

𝑡𝑝 = ( ′′− 𝑜)

𝐸𝑜1 = 𝐸𝑜 + 𝑡𝑝

184

j= 0,95 Asumido

Eo1 (m2) hc(m)

136,596 1

35,899 2

18,066 3

9,742 6,109

∴ hc= 6,11 m

h'= 6,109 m


h''= 6,40 m

Comparación con la profundidad aguas abajo (ho+tp)

6,40 < 8,898 Resalto sumergido, no es necesario pozo de disipación

Cálculo de la longitud del resalto hidráulico (Lr)

Lr= 1,47 m

Cálculo de la longitud de vuelo (Lv)

vcr= 7,83 m/s

Lv= 7,2 m

Cálculo de la longitud del pozo de disipación

Lp = 8,66 m

Cálculo del espesor de revestimiento

Donde:

f= coeficiente de dureza (4)

δ= Espesor del revest m ento

B=D= Diámetro del túnel

Constructivamente se asumirá un revestimiento de 0,60 m

𝐸𝑜1 = 𝑐 +

𝑐 ∗ ∗ 2𝑔

𝑟 = 5 ( ′′ − ′)

= 𝑟 +

′′ = ′

∗ 1 + 8 ∗

′

3- 1

𝑉𝑐𝑟 =

𝑐𝑟

= 𝑉𝑐𝑟 ∗2 ∗ (𝑡 + 0,5 𝑐𝑟)

𝑔

d

= 0,0 5

d= 0,075* 7,5

d= 0,563 m

185

Anexo 13. Análisis presupuestario del túnel de construcción

RUBRODESCRIPCIÓN DEL

RUBROUNIDAD CANTIDAD

P.

UNITARIOP. TOTAL

1

1,1 Excavación abierta a máquina en roca m3 16308,55318 42,00 684959,234

1,2 Trituración de material para ataguía m3 133546,99 13,00 1736110,92

4842140,31

2

2,1 Excavación en túnel m3 14400,97 131,00 1886526,61

2,2Hormigon premezclado f'c = 350

kg/cm2 (vaciado y vibrado)m3 3625,20 134,75 488495,7

2375022,31

7217162,62



P.

UNITARIOP. TOTAL

1



2467875,07

2




2723707,96

5191583,04



P.

UNITARIOP. TOTAL

1



1404554,32

2




3096932,2

4501486,53

Túnel

∑WT

∑WAT + ∑WT

∑WAT

∑WAT + ∑WT

Presupuesto Túnel de construcción D=6 (m)

Presupuesto Túnel de construcción D=6.5 (m)

Ataguía

∑WAT

Túnel

Ataguía

∑WAT

∑WT

Túnel

∑WT

∑WAT + ∑WT


Ataguía

186

RUBRO DESCRIPCIÓN DEL RUBRO UNIDAD CANTIDAD P. UNITARIO P. TOTAL

1



619574,732

2




3916996,45

4536571,18



P.

UNITARIOP. TOTAL

1



348439,819

2




4835215,05

5183654,86


Ataguía

∑WAT

Túnel

∑WT

∑WAT + ∑WT

∑WAT

Túnel

∑WT

∑WAT + ∑WT


Ataguía

0

1000000

2000000

3000000

4000000

5000000

6000000

7000000

8000000

6 6,4 6,8 7,2 7,6 8 8,4 8,8 9,2

WAT W

T ∑W ($)

D (m)

Análisis ténico-económico Túnel de Construcción

∑W

WAT

WT

187

Anexo 14. Dimensionamiento de la obra de toma

Caudal = 27,93 m3/s

DD= 3,5 m

b= 4 m

h= 3,5 m

Smin= 1,5 m

Cálculo de la longitud de los muros de encauzamiento

= 12 °

tan = 0,21

y= 1 m

L= 4,70 m

DATOS

Tomando en cuenta el diámetro del túnel de carga y la incorporación de dos compuertas se ha

propuesto una galería con las siguientes dimensiones:

Se colocarán unos muros de acercamiento de 4m de altura y con un ángulo de

ensanchamiento hacia aguas arriba de 12°

3,5

0m

Sm

in=

1,5

0m

NME

4m

NNE

12°

3,5

0m

1m

Lmuro

188

Vista lateral de la obra de toma

189

Anexo 15. Análisis técnico-económico del túnel de carga

= 1,65 mm (0,3-3) rugosidad absoluta hormigón mm

L= 5120 m Longitud

QD= 27,93 m3/s Caudal

Ʋ= 0,000001003 m2/s Viscosidad cinemática

= 0,9

= 0,004 m/m

Cota inicio túnel 1360 m

1) Cálculo de pérdidas de carga locales

0,5 1

ξ jv = 0,35

∑ ξ j = 1,85

2) Cálculo de pérdidas de cargas longitudinales

Fórmulas a utilizarse

si Re(D) Re'(D) Laminar

si Re'(D)< Re'(d) > Re''(D) precuadrático

si Re'(d) > Re''(D) cuadrático

Pérdidas a la entrada

Válvula abierta

DATOS

Pérdidas a la salida

= *

∗

∗𝑔

𝑅𝑒 = ∗ 𝐷

= ∗

∗𝑔

1

= −2

2,51

𝑅𝑒 𝐷 ∗ + 𝑟

3,

𝑅𝑒 𝐷 2000 𝐹 𝑜 𝑎𝑚𝑖𝑛𝑎𝑟

𝑅𝑒 𝐷 2000 𝐹 𝑜 𝑡 𝑟𝑏 𝑒𝑛𝑡𝑜

w=

D = w∗

𝑟 =

𝐷𝑅𝑒′ 𝐷 =

10

𝑟𝑅𝑒′′ 𝐷 =

500

𝑟

1

= 2 (𝑅𝑒 𝐷 ) - 0,8

1

= − 2 𝑜𝑔

2,51

𝑅𝑒 𝐷 +

𝑟

3,

=0,25

𝑜𝑔 𝑟3,

= +

jen = 0,5 jsal = 1,0

𝑃 = ∗ 𝛾𝑜 ∗ ∗ 𝐻 E = 8 60 ∗ 𝑃

190

v (m/s) 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 8,00

w (m2) 27,93 13,97 9,31 6,98 5,59 4,66 3,99 3,49

D (m) 5,96 4,22 3,44 2,98 2,67 2,43 2,25 2,11

D (mm) 5963,35 4216,73 3442,94 2981,68 2666,89 2434,53 2253,94 2108,36

D (in) 234,78 166,01 135,55 117,39 105,00 95,85 88,74 83,01

L (m) 5120,00 5120,00 5120,00 5120,00 5120,00 5120,00 5120,00 5120,00

Re(D)= 5945516,57 8408230,18 10297936,78 11891033,15 13294579,22 14563481,86 15730358,27 16816460,35

Tipo de flujo turbulento turbulento turbulento turbulento turbulento turbulento turbulento turbulento

εr= 0,000277 0,000391 0,000479 0,000553 0,000619 0,000678 0,000732 0,000783

Re'(D)= 36141,53 25555,92 20866,32 18070,77 16162,99 14754,72 13660,22 12777,96

Re''(D)= 1807076,70 1277796,19 1043316,22 903538,35 808149,27 737735,98 683010,79 638898,10

Zona de tubulencia cuadrático cuadrático cuadrático cuadrático cuadrático cuadrático cuadrático cuadrático

λ 0,0147 0,0158 0,0165 0,0171 0,0175 0,0179 0,0182 0,0185

hj (m) 0,09 0,38 0,85 1,51 2,36 3,39 4,62 6,03

hL (m) 0,64 3,92 11,28 23,93 42,88 69,08 103,40 146,66

hf (m) 0,74 4,29 12,13 25,43 45,23 72,47 108,02 152,69

Potencia Perdida (KW)177,67 1034,98 2925,26 6132,62 10906,40 17473,44 26044,24 36816,72

Energía perdida (KWh/año)1556361,94 9066461,64 25625307,42 53721714,92 95540099,89 153067351,05 228147501,47 322514496,46

Costo energía perdida ($)155636,19 906646,16 2562530,74 5372171,49 9554009,99 15306735,11 22814750,15 32251449,65

Costo túnel ($)26395925,39 14968245,56 10932953,84 8827543,04 7519427,25 6620790,02 5961655,50 5455354,33

Costo Total ($)26551561,58 15874891,73 13495484,58 14199714,53 17073437,24 21927525,13 28776405,65 37706803,97

3,50 (m)

9,63 m2

2,90 m/s

Cálculo de la profundidad mínima del túnel

Smin= 1,90 m

1,90 0,429 ∴ cumple

∴ Diámetro óptimo =

∴ w =

∴ velocidad =

0

5

10

15

20

25

30

35

40

2,1 2,4 2,7 3,0 3,3 3,6 3,9 4,2 4,5 4,8 5,1 5,4 5,7 6,0

$ (

mil

lon

es

)

D (m)

Análisis ténico-económico Túnel de Carga

$TOTAL

$T

$Ene.Per

𝑆𝑚𝑖𝑛 = 0,3 − 0,4 ∗ ∗ 𝐷

𝑆𝑚𝑖𝑛 =

2 ∗ 𝑔

191

Cálculo del espesor del revestimiento del túnel

Donde:

f= Coeficiente de dureza

P = Presión hidrostática (MPa)

δ= Espesor del revest m ento

r= radio del túnel

si

H= 60 m

γ = 9 81 KN/m3

Constructivamente se asumirá un revestimiento de 0,40 m

𝑃 = ∗ 𝐻

𝑃 = 0,589 𝑀𝑝𝑎

d

𝑟= 0,21

d= 0,21* 3,

d= 0,367 m

192

Anexo 16. Análisis presupuestario del túnel de carga


RUBROUNIDAD CANTIDAD P. UNITARIO P. TOTAL

1

1,1 Excavación de túnel m3 162829,05 131,00 21330605,65



26395925,39

2

2,1 Pérdida de energía KWh/año 1556361,937 0,1 155636,1937

155636,1937

26551561,58



1




14968245,56

2


906646,1639

15874891,73



1




10932953,84

2


2562530,742

13495484,58



1




8827543,039

2


5372171,492

14199714,53

∑WAT + ∑WT

∑WT

∑WAT + ∑WT

Presupuesto Túnel de carga D=3,44 (m)

Túnel

∑WAT

Recursos energéticos


Túnel

∑WAT


∑WT

∑WAT + ∑WT


Túnel

∑WAT


∑WT

∑WAT + ∑WT


Presupuesto Túnel de carga D=2.98m)

∑WAT

Túnel

∑WT

193



1




7519427,255

2


9554009,989

17073437,24



1




6620790,02

2


15306735,11

21927525,13



1




5961655,502

2


22814750,15

28776405,65



1




5455354,328

2


32251449,65

37706803,97

Túnel

∑WAT


∑WT

∑WAT + ∑WT

∑WT

∑WAT + ∑WT


Túnel

∑WAT


∑WT

∑WAT + ∑WT

Presupuesto Túnel de construccióncarga D=2,25 (m)

Túnel

∑WAT


∑WT

∑WAT + ∑WT

Presupuesto Túnel de carga D=2.43(m)

Túnel

∑WAT


Presupuesto Túnel de carga D=2.67 (m)

194

0

5

10

15

20

25

30

35

40

2,1 2,6 3,1 3,6 4,1 4,6 5,1 5,6 6,1 6,6

$ (

mil

lon

es)

D (m)

Análisis técnico-económico Túnel de Carga

$TOTAL

$T

$Ene.Per

195

Anexo 17. Dimensionamiento del reservorio o chimenea de equilibrio

Eo'= 2 Gpa Módulo de Elasticidad del agua

DD= 3,50 m

VD= 2,90 m/s

LD= 5120,00 m

hfD= 11,12 m

Ltube= 816,15 m

w T= 7,55 m2

hfT= 3,00 m

d= 0,01 m

ρ= 1000 kg/m3

QD= 27,93 m/s

w D= 9,63 m2

H= 500,00 m

f'c= 350,00 kg/cm2

Módulo de Elasticidad de Hormigón

EH= 282495,13 kg/cm2

EH= 27,70 Gpa

a'= 277,97 m/s

∆pl m= 806109,47 Pa

∆pl m= 806,11 Kpa

∆ l m= 82,17 m

tF= 36,84 s

DATOS

GOLPE DE ARIETE EN TUBERÍA

𝑎′ =1425

1 +𝐸𝑜′𝐸𝐻

∗𝐷 d

𝑝 =𝑎′ ∗ 𝑉 𝑔

∗ ∗ 𝑔

𝐻 =𝑎′ ∗ 𝑉 𝑔

𝑡 =2 ∗ 𝑎′

𝐸𝐻 = 15100 ∗ 𝑓′𝑐 𝑔

𝑐𝑚2

196

TIN= 4 s

Tc= 47,36 s

∆ gol= 63,92 m

Se requiere reservorio de equilibrio si:

Ho= Hnt= 485,88 m

kef= 1

k= 1,32

RESERVORIO DE EQUILIBRIO

z = 1,3 ∗𝑇 𝑇𝑐

𝑇

𝑔∗𝐻

∗

𝑠𝑖 z = 0,1

𝑇𝑐 = 1,3 ∗𝑇 z

𝐻𝑔𝑜 = 𝑝𝑔𝑜

r ∗ 𝑔=2 ∗ ∗ 𝑉 𝑔 ∗ 𝑇𝑐

𝑇 4 (𝑠)

( )= ∗ ∗(1 )

∗𝑔∗ ∗ 𝐻 ∗

𝐻𝑜 = 𝐻

𝐻 = 𝐻− −

=

197

ωcr(R)= 7,91 m2

ωR= 8,50 m2

D= 3,29 m

D= 3,50 m

ωR= 9,62 m2

Zm= 66,29 m

Zm(ωR)= 58,74 m

Construcción de curvas caracterísiticas

k= 1,32

λ= 197,55

Curvas de Zmáx

0,03 0,06 0,2 0,4 0,5 0,8 1,4

0,2 0,3 0,5 0,65 0,7 0,8 0,9

En vista de que la constante inercial obtenida es igual al valor para el cual no se requiere chimenea de

equilibrio 4 = 4(s), se obtiene un diámetro menor que el del túnel de derivación; sin embargo por razones

constructivas se asumirá igual a dicho diámetro

= 1,075* ( )

= 𝑉 ∗ ∗ 𝑔 ∗

𝑚( 𝑅) = 𝑚−0681 +0,154 𝑚

= ∗ w

2 ∗ ∗ 𝑔 ∗

=

𝑉

198

Curvas de Zmin

0,02 0,04 0,1 0,13 0,2 0,3

0,2 0,3 0,5 0,6 0,8 1

0,056 \ 0,3 \ zmax= 59,27

\ 0,2 \ zmin= 39,51

Dado que el descenso de nivel es relativamente alto, se asumirá una chimenea

5m de diámetro.

D= 5,00 m

ωR= 19,63 m2

Zm= 46,40 m

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

1,1

1,2

1,3

1,4

1,5

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 1,1

/λ

z / λ

Curvas Características

Zmáx

Zmin

=

𝑚𝑎

=

𝑖𝑚

=

= 𝑉 ∗ ∗ 𝑔 ∗

199

Zm(ωR)= 38,86 m

Construcción de curvas caracterísiticas

k= 1,32

λ= 96,80

Curvas de Zmáx

0,03 0,06 0,2 0,4 0,5 0,8 1,4

0,2 0,3 0,5 0,65 0,7 0,8 0,9

Curvas de Zmin

0,02 0,04 0,1 0,13 0,2 0,3

0,2 0,3 0,5 0,6 0,8 1

𝑚( 𝑅) = 𝑚−0681 +0,154 𝑚

= ∗ w

2 ∗ ∗ 𝑔 ∗

=

𝑉

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

1,1

1,2

1,3

1,4

1,5

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 1,1

/λ

z / λ

Curvas Características

Zmáx

Zmin

200

0,115 0,38 \ zmax= 36,78

\ 0,27 \ zmin= 26,14

Determinación del espesor de la tubería


H= 84 m Carga

R= 34,32 MPA Resistencia a la compresión del hormigón

dmin= 60,03 mm

K= 1,5

dcalc= 90,04 mm

Sin embargo por razones constructivas se asumira un espesor de 80 cm

=

𝑚𝑎

=

𝑖𝑚

=

=𝑃 ∗ 𝐷

2 ∗ 𝑅𝑃 = 𝛾𝑜 ∗ 𝐻

𝑎 = * K

201

Anexo 18. Análisis técnico-económico de la tubería de presión

= 0,05 mm Rugosidad absoluta del acero nuevo

L= 816,15 m Longitud

Q= 27,93 m3/s Caudal

Ʋ= 0,000001003 m2/s Viscosidad cinemática

= 0,88 Eficiencia

1) Cálculo de perdidas de carga locales

Pérdidas a la salida

0,5 1

ξ jv = 0,35

∑ ξ j = 1,85

2) Cálculo de pérdidas de cargas longitudinales

Fórmulas a utilizarse



si Re'(d) > Re''(D) cuadrático

Pérdidas a la entrada

Válvula abierta

DATOS

= ∗

∗𝑔

= *

∗

∗𝑔

𝑅𝑒 = ∗ 𝐷

= ∗

∗𝑔

1

= −2

2,51

𝑅𝑒 𝐷 ∗ + 𝑟

3,



w=

D =

w∗

𝑟 =

𝐷𝑅𝑒′ 𝐷 =

10

𝑟𝑅𝑒′′ 𝐷 =

500

𝑟

1

= 2 (𝑅𝑒 𝐷 ) - 0,8

1

= − 2 𝑜𝑔

2,51

𝑅𝑒 𝐷 +

𝑟

3,

=0,25

𝑜𝑔 𝑟3,

= +

jen = 0,5 jsal = 1,0

𝑃 = ∗ 𝛾𝑜 ∗ ∗ 𝐻 E = 8 60 ∗ 𝑃

202

v(m/s) 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 8,00

w (m2) 13,97 9,31 6,98 5,59 4,66 3,99 3,49

D (m) 4,22 3,44 2,98 2,67 2,43 2,25 2,11

D (mm) 4216,73 3442,94 2981,68 2666,89 2434,53 2253,94 2108,36

D (in) 166,01 135,55 117,39 105,00 95,85 88,74 83,01

L (m) 816,15 816,15 816,15 816,15 816,15 816,15 816,15

Re(D)= 8408230,18 10297936,78 11891033,15 13294579,22 14563481,86 15730358,27 16816460,35

Tipo de flujo turbulento turbulento turbulento turbulento turbulento turbulento turbulento

εr= 0,000012 0,000015 0,000017 0,000019 0,000021 0,000022 0,000024

Re'(D)= 843345,49 688588,71 596335,31 533378,52 486905,74 450787,12 421672,74

Re''(D)= 42167274,33 34429435,32 29816765,62 26668925,92 24345287,18 22539356,21 21083637,16

Zona de tubulencia precuadrático precuadrático precuadrático precuadrático precuadrático precuadrático precuadrático

λ 0,009245 0,009281 0,009343 0,009411 0,009479 0,009546 0,009609

hj (m) 0,38 0,85 1,51 2,36 3,39 4,62 6,03

hL (m) 0,36 1,01 2,09 3,67 5,83 8,63 12,13

hf (m) 0,74 1,86 3,59 6,03 9,23 13,25 18,17

Potencia Perdida (KW)178,90 447,95 866,61 1453,21 2224,33 3195,48 4380,58

Energía perdida (KWh/año)1567164,26 3924025,90 7591515,96 12730151,84 19485096,15 27992433,85 38373903,25

Costo energía perdida ($)156716,43 392402,59 759151,60 1273015,18 1948509,61 2799243,39 3837390,32

Costo túnel ($)1789779,92 1240107,03 960274,28 789820,31 674672,31 591441,68 528338,41

Costo Total ($)1946496,35 1632509,62 1719425,88 2062835,49 2623181,92 3390685,07 4365728,73

λ 1/(λ)^(1/2) f(λ)

0,009245 10,400 10,400

0,009281 10,380 10,380

0,009343 10,346 10,346

0,009411 10,308 10,308

0,009479 10,271 10,271

0,009546 10,235 10,235

0,009609 10,201 10,201

3,10 (m)

7,55 m2

3,70 m/s

Tabla de iteraciones del coeficiente λ

∴ Diámetro óptimo =

∴ w =

∴ velocidad =

0,00

0,50

1,00

1,50

2,00

2,50

3,00

3,50

4,00

4,50

5,00

2,10 2,40 2,70 3,00 3,30 3,60 3,90 4,20 4,50

$ (

mil

lon

es)

D (m)

Análisis ténico-económico Tubería de Presión

$TOTAL

$T

$Ener.Per

203

Cálculo de la profundidad mínima de la tubería

Smin= 2,280 m

2,280 0,698 ∴ cumple

Determinación del espesor de la tubería

γo= 9,81 KN/m3 Peso específico del aguaH= 540 m CargaRa= 400 MPA Resistencia a la tracción del acero

dmin= 20,53 mm

K= 1,5

dcalc= 30,79 mm

Por razones cosntructivas se asumirá un blindaje de 35 mm

𝑆𝑚𝑖𝑛 = 0,3 − 0,4 ∗ ∗ 𝐷

𝑆𝑚𝑖𝑛 =

2 ∗ 𝑔

=𝑃 ∗ 𝐷

2 ∗ 𝑅𝑃 = 𝛾𝑜 ∗ 𝐻

𝑎 = * K

204

Anexo 19. Análisis presupuestario de la tubería de presión

RUBRO DESCRIPCIÓN DEL RUBRO UNIDAD CANTIDADP.

UNITARIOP. TOTAL

1

1,1 Excavación en roca (subterránea) m3 13662,44 131 1789779,92

1789779,92

2


156716,426

1946496,35

RUBRO DESCRIPCIÓN DEL RUBRO UNIDAD CANTIDADP.

UNITARIOP. TOTAL

1


1240107,03

2


392402,59

1632509,62


1


960274,28

2


759151,596

1719425,88


1


789820,306

2


1273015,18

2062835,49

∑WAT ∑WT


Túnel

∑WAT


∑WT

∑WAT ∑WT


Túnel

∑WAT


∑WT

∑WAT ∑WT


Túnel

∑WAT


∑WT

Presupuesto Túnel de carga D=2.67 (m)

Túnel

∑WAT


∑WT

∑WAT ∑WT

205


1


674672,308

2


1948509,61

2623181,92


1


591441,683

2


2799243,39

3390685,07


1


528338,407

2


3837390,32

4365728,73

∑WAT ∑WT


Túnel

∑WAT


∑WT

∑WAT ∑WT

Presupuesto Túnel de construccióncarga D=2,25 (m)

Túnel

∑WAT


∑WT

∑WAT ∑WT


Túnel

∑WAT


∑WT

0,00

0,50

1,00

1,50

2,00

2,50

3,00

3,50

4,00

4,50

5,00

2,1 2,4 2,7 3,0 3,3 3,6 3,9 4,2 4,5

$ (

mil

lon

es)

D (m)

Análisis ténico-económico Tubería de Presión

$TOTAL

$T

$Ener.Per

206

Anexo 20. Dimensionamiento del equipo electromecánico

1369 m.s.n.m

1390 m.s.n.m

1396 m.s.n.m

12244556,06 m3

42394243,94 m3

27637200 m3

19,55 m3/s

1056,08 GWh/año

1

500,00 m

3,003

492,997 m

90%

1,1

3

1965-1977

8760 h/año

1) Cálculo del caudal total

QT= 27,93 m3/s

2) Cálculo de la potencia total de la central hidroeléctrica

= 0,88

Potencia = 120557,05 KW/año

Comprobación

Potencia = 120557,05 KW

3) Cálculo de la Potencia Instalada

Potencia Instalada= 120557,05 KW

Eficiencia del generador (g)

Volumen Muerto de Embalse

Volumen Normal de Embalse

Volumen Forzado de Embalse

Datos de potencia y energía

ANEXO 17. SELECCIÓN Y DIMENSIONAMIENTO DE TURBINAS HIDRÁULICAS,

GENERADOR Y TRANSFORMADOR

Constante del almacenamiento (k)

Número de unidades (Za)

Año de fabricación

Número de horas en el año

Carga Neta (Hn) o Hmp

Qo=

Elevación del Nivel Forzado de Embalse

Datos hidroenergéticos

Principales niveles y capacidades del almacenamiento

Elevación del Nivel Muerto de Embalse

Elevación del Nivel Normal de Embalse

Generación media anual

Factor de planta

Carga bruta media (H)

Pérdidas de carga en la conducción

𝑃𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 = 𝑒𝑛𝑒𝑟𝑎𝑐𝑖 𝑛 𝑀𝑒𝑑𝑖𝑎 𝑛 𝑎

𝑜𝑟𝑎𝑠 𝑎 𝑎 𝑜

𝑃𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝐼𝑛𝑠𝑡𝑎 𝑎𝑑𝑎=𝑃𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑀𝑒𝑑𝑖𝑎

𝐹𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑖𝑛𝑠𝑡𝑎 𝑎𝑐𝑖 𝑛

= 𝑜

𝐹𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑝 𝑎𝑛𝑡𝑎

𝑃𝑜 𝑎 = ∗ 𝛾𝑜 ∗ ∗ 𝐻

207

4) Cálculo de la potencia de cada turbina

40185,68 KW

40,19 MW

5) Cálculo de la carga de cálculo

478,21 m

Por lo tanto se utilizarán 3 turbinas Pelton con 6 chiflones

Número de chiflones (Zc)= 4

6) Cálculo de la velocidad específica Ns en base al año de fabricación de las turbinas

Ns= 19,09

7) Cálculo de la velocidad de rotación aproximada y número de polos del generador

PT=

Hc= Hd=

Con los parámetros Hd y PT se identidica en la figura mostrada a continuación, el tipo de turbina

requerida

1965-1977

Año fabricación turbinas

PT=

𝐻 = 0,9 ∗𝐻

𝑃 =𝑃𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎

𝑎

N𝑠 = 85,49 ∗ 𝐻𝑐 0 3

N= 𝑠

∗𝐻 ,

208

425,88 rpm

16,91

Se recomienda que el número de polos sea un número entero y múltiplo de 4

Si p(2p)= 20,00 , la velocidad de rotación es:

360,00 rpm

8) Cálculo de la velocidad específica Ns

Ns= 46,09 rpm

9) Cálculo del caudal de cada turbina

Qp= 9,73 m3/s

10) Cálculo del diámetro del rodete (D1)

N=

p(2p)=

N=

p (2p).= 1 0∗ 0

𝑁𝑠 =

𝐻 *

, ∗

𝐻

=

𝑃 𝑎

9,81 ∗𝐻 ∗

H1

H2

FG

Rodete

Carcaza

hra

ab

D

209

0,092

0,116 m3/s

D1= 1,96 m

11) Cálculo del diámetro del chorro (dc)

0,092

dc= 0,18 m

12) Cálculo de las dimensiones H1 y H2 de los cucharones

0,62 mH1=

′ = 3,4* Zc *

1

𝑑𝑐

𝐷1=

𝑁𝑠

250 ∗ 𝑐

𝑑𝑐

𝐷1=

′ =

𝐷1 =

′ ∗ 𝐻

𝑑𝑐

𝐷1=

D1

Distribuidor

Inyector

dbx

d

Dbx

𝐻1 = 3,20 ∗ 𝑑0

210

0,56 m

13) Cálculo del diámetro relativo máximo de la carcaza

5,49 m

14) Cálculo de la altura de la carcaza

4,82 m

0,93 m

2,48 m

\ hTc= 3,41 m

15) Cálculo del ancho relativo del distribuidor

9,80 m

16) Cálculo del diámetro relativo de entrada al distribuidor

1,18 m

17) Cálculo del diámetro relativo en la sección de entrada al inyector

0,69 m

18) Cálculo de la altura relativa máxima de ubicación del rodete sobre el nivel aguas abajo

1,25 m

H2=

Lp=

G=

F=

𝐷 = 𝐷

𝐷1 = 2,7- 2,9

=

𝐷1 = 4,8- 5,2

𝐷𝑏 = 𝐷𝑏

𝐷1 ≥ 6

𝑑𝑏 = 𝑑𝑏

𝐷1 = 0,3- 0,4

𝑟𝑎𝑎 = 1,25− 1,30

𝐷 =

=

𝐷 =

𝑑 =

𝑟𝑎𝑎 =

𝐻2 = 3,23 ∗ 𝑑1 0

𝑝 = 0, 8+ 2,06 𝐷1

= 0,196 + 0,3 6 𝐷1

𝐹 = 1,09 + 0, 1 𝑝

211

19) Cálculo del diámetro relativo de salida del inyector

0,10 m

DIMENSIONES DEL GENERADOR

1) Cálculo de la potencia del generador

PG= 36167,12 KW

2) Cálculo de la potencia nominal del generador

Factor de Potencia (Fp)= cosϕ= 0,825

Pn= 43838,93 KV-A

3) Cálculo del diámetro del acero activo

Da= 5,03 m

4) Cálculo de la longitud del acero activo

la= 0,77 m

5) Cálculo de dimensiones por método 2

6) Cálculo de la potencia aparente

Pap= 2191,95 KV-A

7) Cálculo del divisor de polos

t*= 0,64

TEÓRICO

𝑑 =

𝑃 = 𝑃 ∗ 𝑔

𝑃 =𝑃 𝐹

𝐷𝑎 = 13,9 ∗

𝑃𝑛1000

0,

𝑁 1/3

𝑎=160 ∗

𝑃𝑛1000

𝐷𝑎 ∗ 𝑁

𝑃𝑎 =𝑃

𝑝(2𝑝)

∗ = 0,529 ∗𝑃𝑎

1000

0,

𝑑 = 0,093 − 0,1

212

8) Cálculo del diámetro del rotor

4,09 m

9) Cálculo del diámetro del acero activo

D'a= 4,59 m

D''a= 4,99 m

10) Cálculo de la potencia de cálculo

Pc= 47126,85 KV-A

11) Cálculo del diámetro

Dp= 3,69 m

12) Cálculo del coeficiente específico

CA= 16,32

13) Cálculo de la longitud del acero activo

la= 1,22 m

\ Da= 5 m

la= 1,20 m

14) Cálculo del momento centrífugo

15,09 MN-m

𝐷𝑖 𝑜 𝑜 = ∗ ∗ 𝑝(2𝑝)

3,14 𝐷𝑖 𝑜 𝑜 =

𝐷′𝑎 =𝐷𝑖 𝑜 𝑜 + 0,50

𝐷′′𝑎 =𝐷𝑖 𝑜 𝑜 + 0,90

𝐷 =𝐷𝑖 𝑜 𝑜 -0,4

𝑃 =𝑃 * 1,075

𝐶 =18,8

𝑃𝑎 1000

0,1

𝑎=30 ∗ 𝐶 ∗ 𝑃 ∗ 0,001

3,14 ∗ 𝐷𝑖 𝑜 𝑜 ∗ 𝑁

𝐷 = 4,5 ∗ 𝐷𝑎3, ∗

𝑎

100 𝐷 =

213

15) Cálculo de la altura total del generador

hCT 2,16

hBK 1,1

hP 1,1

hNK 0,55

ho 0,4

∑= 5,31

\ hTG= 5,31 m

16) Cálculo del diámetro total del generador

DTG= 6,95 m

17) Cálculo del peso del generador

G= 2,55 MN

DIMENSIONES DEL TRANSFORMADOR

b= 3

l= 6

h= 4

1) Peso del transformador

GTr= 0,10 MN

= 1,08 ∗ 𝑎

= 0,22 ∗ 𝐷𝑎

= 0,22 ∗ 𝐷𝑎

= 0,11 ∗ 𝐷𝑎

𝑜 = 0,4

𝐷 = 1, ∗ 𝐷𝑖 𝑜 𝑜

= 52 ∗ 𝐷𝑖 𝑜 𝑜 ∗ 𝑎

100

214

Anexo 21. Dimensionamiento de la casa de máquinas

D1= 1,96 m

B= 9,80 m

DTG= 6,95 m

btrans= 3,00 m

HTC= 3,41 m

HTG= 5,31 m

hPG= 4,00 m Alto del puente grúa

Da= 5,00 m

1) Cálculo de la longitud del puente grúa

DPG= 12,00 m

2) Cálculo de la distancia entre bloques ( C )

C= 9,80 m

f'c= 240 kg/cm2

Peso= 3,5 MN

DPG= 12,00 m

Hmuro= 9,7 m

jH= 2300 kg/m3

Para casas de máquinas en las que se prevea ubicar únicamente el equipo de

generación, el largo del puente grúa es de 12m

3) Cálculo del ancho de la caverna de la casa de máquinas

La distancia entre bloques ( C ), se determina con la siguiente ecuación

Datos

3.1) Cálculo del ancho del muro

DATOS

C= 3,92 𝐷1 +2,12

𝑎 𝑎 = 1,5+𝐷 +2 + 𝑏 𝑎 𝑠 +2𝑏 𝑜

215

3.1.1) Cálculo de la carga que actúa sobre el muro

P= 14865,78 kg

3.1.2) Cálculo de la sección del muro

A= 61,94 cm2

3.1.3) Cálculo del ancho (b) del muro

b= 61,94 cm

b= 0,62 m

\ b= 1,00 m

3.1.4) Cálculo del peso propio del muro

Pp= 22310 kg

PT= 37175,78 kg

A= 154,90 cm2

b= 154,90 cm

b= 1,55 m

\ bmuro= 2,00 m

𝑃 =𝑃

2 ∗ 𝐷 ∗ 9,81 ∗ 1000 ( 𝑔)

=𝑃

𝑓′𝑐

1m

b

𝑏 =

1

𝑃 = (𝑏 ∗𝐻 𝑜 ∗ 1) ∗ 𝐻

𝑃 = 𝑃+ 𝑃

216

Bcav.c.maq= 17,45 m

4) Cálculo del radio de la bóveda ( r )

r= 8,72 m

hcasa.maq= 18,45 m

Lpm= 11,95 m

6) Cálculo de la longitud de la casa de maquinas

5) Cálculo de la altura de la caverna de la casa de máquinas

6.1.) Longitud del patio de maniobra

𝑎𝑠𝑎 𝑎 = + +1 + 𝑟

= 𝐷𝑎 + 𝐷

𝑏 = 2 ∗ 𝑟 𝑟 =𝑏

2

217

LT= 60 m

= +5+(2*C)+(3*𝐷 )+2,5

218

Anexo 22. Dimensionamiento del túnel de restitución o descarga

Qd= 27,93 (m3/s) Caudal de derivación

L= 1562,85 m Longitud

bs= 4,00 m Ancho de solera

n= 0,012 Coeficiente de Manning

Vmáx= 4,5 m/s Velocidad

1) Cálculo de la profundidad crítica

q= 6,983 m3/s*m

hcr= 1,707 m

2) Cálculo de la sección de crítica (wcr), velocidad crítica (Vcr), pendiente crítica ( icr )

wcr= 6,83 m2

Vcr= 4,09 m/s

Xcr= 7,41 m

Rhcr= 0,92 m

Sección propuesta

DATOS

𝑐𝑟=

𝑔

= 𝑑

𝑏

wcr = 𝑐𝑟 ∗ 𝑏

V =

Xcr = b + 2hcr

Rh = w

219

icr= 0,0027 m/m

3) Cálculo de la profundidad de flujo (h), sección de flujo (w), perímetro mojado (X), Radio hidráulico ( Rh )

h= 1,11 m

w= 6,21 m2

x= 6,22 m

Rh= 1,00 m

4) Cálculo de la pendiente del túnel

I (m/m)

V m/s

C

Rh

n

I= 0,00292342 m/m

0,292342 %

5) Cálculo de las cotas de inicio y salida del túnel

Cota final túnel= 770 msnm

Cota inicio túnel= 774,57 msnm

176) Determinación de la obra de disipación al final del conducto de captación


t= 0,6 m

E1= 2,60 m

Coeficiente de Chezzy

Radio Hidraúlico

coeficiente de Manning

∴

Pendiente

Velocidad media

𝑖𝑐𝑟 =𝑔 ∗ 𝑛 ∗

𝑐𝑟𝑏

𝑅 𝑐𝑟13

= 0,65

w =

X= b + 2h

𝑅 =w

𝑉 =1

𝑛 ∗ 𝑅

3 ∗ 𝐼

1

𝐶 =1

𝑛∗ 𝑅

1

E1 = 𝑡 +

𝑡 = (0,40− 1,00)

220

Eo1= 3,63 m


j= 0,95 Asumido

Eo1 (m2) hc(m)

10,03 10

17,61 0,4

8,25 0,6

3,63 1,03

∴ hc= 1,03 m

1,71 > 1,03



h''= 2,63 m


ho= 3,66 m

2,63 3,66 Resalto sumergido, no es necesario pozo de disipación

𝐸𝑜1 = 𝐸1 +

2𝑔

𝐸𝑜1 = 𝑐 +

𝑐 ∗ ∗ 2𝑔

si 𝑐𝑟 𝑐

′′ = ′

∗ 1 + 8 ∗

′

3- 1

′′< 𝑜

221

Anexo 23. Diseño del desagüe de uso actual y/o ecológico

Q demanda= 1,5 (m3/s)

NNE= 1390 m

NME= 1369 m

Vo= 4 m/s (3-5) m/s velocidades de flujo

Ʋ= 0,000001003 m2/s

ε= 0,05 mm (0,03-0,09) rugosidad absoluta acero m/m

1) Cálculo de la sección de flujo

w= 0,38 m

2) Cálculo del diámetro de la tubería

0,69 m

690,99 mm

27,20 in

3) Cálculo de perdidas de carga locales

0,5 1

ξ jv = 0,35

∑ ξ j = 1,85

hj= 1,51 m

7) Cálculo del número de Reynolds

Re(D)= 2.755.686,137

D=

Pérdidas a la entrada Pérdidas a la salida

Válvula abierta

DATOS

= 𝑉 ∗w

w= 𝜋

w=

D = w ∗

= ∗

∗𝑔

𝑅𝑒(𝐷) = ∗ 𝐷

jen = 0,5 jsal = 1,0

222

8) Identificación del tipo de flujo

Re(D)> 2000 ∴ Flujo turbulento

9) Cálculo de la rugosidad relativa

r= 0,0000724

10) Identificación de la zona de turbulencia del flujo turbulento

Límite inferior de la zona precuadrática (Re'(D))

Re'(D)= 138.197,660

Límite superior de la zona precuadrática (Re''(D))

Re''(D)= 6909882,99



si Re(d) > Re''(D) cuadrático

Re'(D) < Re(D) > Re''(D)

138.197,66 < 2.755.686,14 > 6909882,99 ∴ Precuadrático

λ= 0,01205

11) Cálculo de la profundidad mínima del túnel

Smin= 1,164 m

1,164 0,815 ∴ cumple



𝑟 =

𝐷

𝑅𝑒′ 𝐷 = 10

𝑟

𝑅𝑒′′ 𝐷 = 500

𝑟

1

= 2 (𝑅𝑒 𝐷 ) - 0,8

1

= − 2 𝑜𝑔

2,51

𝑅𝑒 𝐷 +

𝑟

3,

=0,25

𝑜𝑔 𝑟3,

𝑆𝑚𝑖𝑛 = 0,3 − 0,4 ∗ ∗ 𝐷

𝑆𝑚𝑖𝑛 =

2 ∗ 𝑔

223

12) Cálculo de la longitud de la tubería

Lo= 142,52 m

13) Coeficiente de resistencia longitudinal

ξL= 2,4854

15) Cálculo de las pérdidas de carga longitudinales

hL 2,03 m

16) Cálculo de las pérdidas de carga totales

hf 3,54 m

13) Cálculo del coeficiente de descarga de la tubería

μ= 0,4329

H f(QD)

2 1,02

3 1,25

3,02 1,25

3,2 1,29

4,37 1,503

H= 4,37

14) Esquema del conducto

b= 0,69 (m)

= *

∗

∗𝑔

= +

= 1

1+ +

= λ ∗

= ∗ w ∗ 2 ∗ 𝑔 ∗ 𝐻

f(QD)

b= 𝐷

d

B

dD

224

17) Determinación de la obra de disipación al final del conducto de captación

q= 2,171 m3/m*s

hcr= 0,78 m


t= 0,6 m

E1= 0,95 m

Eo1= 1,76 m


j= 0,95 Asumido

Eo1 (m2) hc(m)

3,26 0,3

2,06 0,4

1,34 0,6

1,76 0,45

∴ hc= 0,45 m

0,78 > 0,45



h''= 1,25 m


ho= 3,66 m

1,25 < 3,66 Resalto sumergido, no es necesario pozo de disipación

= 𝑑𝑖𝑠

𝑏

𝑐𝑟 =

𝑔

E1 = 𝑡 +

𝐸𝑜1 = 𝐸1 +

2𝑔

𝐸𝑜1 = 𝑐 +

𝑐 ∗ ∗ 2𝑔

𝑡 = (0,40− 1,00)

si 𝑐𝑟 𝑐

′′ = ′

∗ 1 + 8 ∗

′

3- 1

′′< 𝑜

225

Iteraciones para el dimensionamiento del canal aguas abajo (Pozo de mezcla)

n= 0,018

m= 1

Asumiendo los valores de h

h(m)= 0,4 0,50 0,60

b(m)= 0,69 0,69 0,69

w (m2)= 0,44 0,35 0,41

X (m)= 1,822 1,69 1,89

Rh (m)= 0,239 0,20 0,22

C = 43,779 42,64 43,14

i= 0,005 0,01 0,01

v (m/s)= 3,437 4,34 3,62

coeficiente de Manning

𝑅 = w

𝐶 =1

𝑛∗ 𝑅

1 𝑖 =

𝑅 ∗ 𝐶

w= 𝑏 ∗ + (𝑚 ∗ ) X=b + 2h 𝑚 +1

m mh

b

226

Anexo 24. Análisis de precios unitarios y costos de equipo eléctrico y mecánico

RUBRO: UNIDAD: m2

Jor. Diaria: 8,00 horas RENDIMIENTO: 60,00

A.- MAQUINARIA/EQUIPO

CÓDIGOS DESCRIPCIÓN CANTIDAD TARIFA COSTO/HORA RENDIMIENTO TOTAL

Herramienta Menor (5% Mano de Obra) 0,06

0,06

B.- MANO DE OBRA

CÓDIGOS TRABAJADOR CANTIDAD JORNAL/HORA COSTO/HORA RENDIMIENTO TOTAL

Residente de obra (Est. Oc. B1) 0,10 3,67 0,37 0,13 0,05

Maestro mayor en ejecución de obras civiles (Est. Oc. C1) 1,00 3,66 3,66 0,13 0,49

Peón (Est. Oc. E2) 1,50 3,26 4,89 0,13 0,65

1,19

C.- MATERIALES

CÓDIGOS DESCRIPCIÓN UNIDAD CANTIDAD P. UNITARIO TOTAL

0,00

No. R E S U M E N

A MAQUINARIA Y EQUIPO 0,06

B MANO DE OBRA 1,19

C MATERIALES 0,00

D COSTO DIRECTO DEL RUBRO A+B+C 1,25

E COSTOS INDIRECTOS 20,00 % 0,25

F COSTO UNITARIO TOTAL D+E 1,50

COSTO UNITARIO DE LA OFERTA $ 1,50

ANÁLISIS DE PRECIOS UNITARIOS

PROYECTO: "Diseño de las obras de embalse para el proyecto hidroeléctrico Machinaza"

CAPÍTULO: Obras Preliminares

Limpieza y desbroce del terreno

227

RUBRO: UNIDAD: m2




Herramienta Menor (5% Mano de Obra) 1,00 0,07

Estación total 1,00 3,75 3,75 0,10 0,38

0,44

B.- MANO DE OBRA



Topógrafo 2 (Est. Oc. C1) 1,00 3,66 3,66 0,10 0,37

Cadenero (Est. Oc. D2) 3,00 3,30 9,90 0,10 0,99

1,39

C.- MATERIALES


Tiras de eucalipto 2,5X2,5X2,50 (cm) u 0,200 0,50 0,10

Esmalte supremo varios colores galón 0,020 16,25 0,33

Clavos multiusos con cabeza, 2" kg 0,100 1,21 0,12

0,55

No. R E S U M E N


B MANO DE OBRA 1,39

C MATERIALES 0,55








Replanteo y nivelación con equipo topográfico

228

RUBRO: UNIDAD: m





0,29

B.- MANO DE OBRA




Albañil(Est. Oc. D2) 1,00 3,30 3,30 0,53 1,76

Peón (Est. Oc. E2) 2,00 3,26 6,52 0,53 3,48

5,73

C.- MATERIALES


Pingos de eucalipto Ø 12 cm. m 2,00 1,10 2,20

Clavos multiusos con cabeza, 2"; 2 1/2" kg 0,25 1,21 0,30

Alfajía de eucalipto 7 X 7 X250 cm. (rústica) u 1,00 3,00 3,00

Tabla de monte 30 cm m 3,00 2,40 7,20

12,70

No. R E S U M E N


B MANO DE OBRA 5,73

C MATERIALES 12,70








Cerramiento provisional H=2,40 m con tabla de madera y pingos

229

RUBRO: UNIDAD: m2





VOLQUETA 8M3 1,00

Cargadora 0,25

0,70

B.- MANO DE OBRA




Albañil(Est. Oc. D2) 1,00 3,30 3,30 1,00 3,30

Peón (Est. Oc. E2) 2,00 3,26 6,52 1,00 6,52

Plomero (Est. Oc. D2) 0,50 3,30 1,65 1,00 1,65

14,03

C.- MATERIALES


Alfajía de eucalipto 7x7x250 (cm) rústica u 1,00 3,00 3,00

Clavos multiusos 2"; 2 1/2" kg 0,50 1,21 0,61


Viga eucalipto 7 X 13 cm. m 0,50 3,45 1,73

Tablero Triplex Corriente 1.22X2.44X3.6B u 0,500 10,74 5,37

Tiras de eucalipto 2,5 X 2,5 cm. u 5,000 0,50 2,50

MT1 Mafrico Aluzinc Natural e=60mm, ancho útil=1000mm m2 1,000 12,10 12,10

27,50

No. R E S U M E N


B MANO DE OBRA 14,03

C MATERIALES 27,50





Bodegas y oficinas de madera y cubierta metálica



CAPÍTULO: Movimiento de tierras

230

RUBRO: UNIDAD: m3





Cargadora 0,08 35,40 2,83 0,19 0,54

Volqueta (8m3) 1,00 25,00 25,000 0,19 4,76

5,42

B.- MANO DE OBRA



Operador cargadora (Est. Oc. C1) 1,00 3,66 3,66 0,19 0,70

Chofer volquetas (Est. Oc. C1) 1,00 4,79 4,79 0,19 0,91

Engrasador (Est. Oc. D2) 1,00 3,30 3,30 0,19 0,63

2,31

C.- MATERIALES


0,00

No. R E S U M E N


B MANO DE OBRA 2,31

C MATERIALES 0,00







CAPÍTULO: Excavación y movimiento de tierras

Desalojo de material con volqueta (transporte 10 km)

231

RUBRO: UNIDAD: m3





Martillo Neumático CAT 246C 1,00 20,00 20,00 1,00 20,00

Compresor de aire 260 CFM 0,50 18,13 9,065 1,00 9,07

29,94

B.- MANO DE OBRA




Operador equipo pesado (Est. Oc. C2) 1,00 3,48 3,48 1,00 3,48

Peón (Est. Oc. E2) 4,00 3,26 13,04 1,00 13,04

17,44

C.- MATERIALES


0,00

No. R E S U M E N



C MATERIALES 0,00








Excavación en roca con equipo liviano (compresor)

232

RUBRO: UNIDAD: m3





Compresor de aire 260 CFM 0,40 18,13 7,25 0,89 6,45

Minicargadora 0,40 22,50 9,00 0,89 8,00

Equipo de excavación 0,90 37,53 33,78 0,89 30,02

Volqueta Hino 8m3 0,40 25,00 10,00 0,89 8,89

Sistema de iluminación 1,00 12,50 12,50 0,89 11,11

Sistema de ventilación 1,00 3,00 3,00 0,89 2,67

Martillo rompedor 0,50 3,13 1,56 0,89 1,39

Equipo de desalojo dentro del túnel 0,20 40,64 8,13 0,89 7,22

77,17

B.- MANO DE OBRA





Albañil(Est. Oc. D2) 2,00 3,30 6,60 0,89 5,87

Peón (Est. Oc. E2) 3,00 3,26 9,78 0,89 8,69

Chofer Licencia tipo "E" 1,00 4,79 4,79 0,89 4,26

28,42

C.- MATERIALES


Puntas para fresadora U 0,05 480,00 24,00

Puntas para martillo U 0,05 300,00 15,00

Manguera neumática U 0,05 150,00 7,50

46,50

No. R E S U M E N



C MATERIALES 46,50








Excavación en túnel con fresadora y martillo

233

RUBRO: UNIDAD: m3





Vibrador 1,00 4,38 4,38 0,62 2,70

3,52

B.- MANO DE OBRA




Albañil(Est. Oc. D2) 1,00 3,30 3,30 0,62 2,03

Peón (Est. Oc. E2) 6,00 3,26 19,56 0,62 12,04

16,43

C.- MATERIALES


Hormigón premezclado f'c=180 kg/cm2 m3 1,00 109,7 109,70

109,70

No. R E S U M E N



C MATERIALES 109,70







CAPÍTULO: Estructura

Hormigón premezclado para replantillo f'c=180 kg/cm2. (Vaciado y vibrado)

234

RUBRO: UNIDAD: m3





Vibrador 1,00 4,38 4,38 0,62 2,70

3,52

B.- MANO DE OBRA




Albañil(Est. Oc. D2) 1,00 3,30 3,30 0,62 2,03

Peón (Est. Oc. E2) 6,00 3,26 19,56 0,62 12,04

16,43

C.- MATERIALES


Hormigón premezclado f'c=240kg/cm2 m3 1,00 129,55 129,55

129,55

No. R E S U M E N



C MATERIALES 129,55








Hormigón premezclado f'c=240 kg/cm2. (Vaciado y vibrado)

235

RUBRO: UNIDAD: m3





Vibrador 1,00 4,38 4,38 0,62 2,70

3,52

B.- MANO DE OBRA




Albañil(Est. Oc. D2) 1,00 3,30 3,30 0,62 2,03

Peón (Est. Oc. E2) 6,00 3,26 19,56 0,62 12,04

16,43

C.- MATERIALES



131,80

No. R E S U M E N



C MATERIALES 131,80






Hormigón premezclado f'c=280 kg/cm2. (Vaciado y vibrado)



236

RUBRO: UNIDAD: m3





Vibrador 1,00 4,38 4,38 0,62 2,70

3,42

B.- MANO DE OBRA




Albañil(Est. Oc. D2) 1,00 3,30 3,30 0,62 2,03

Peón (Est. Oc. E2) 5,00 3,26 16,30 0,62 10,03

14,43

C.- MATERIALES



135,75

No. R E S U M E N



C MATERIALES 135,75






Hormigón premezclado f'c=350 kg/cm2. No inc. Encofrado



237

RUBRO: UNIDAD: m3





0,11

B.- MANO DE OBRA




Albañil(Est. Oc. D2) 1,00 3,30 3,30 0,30 0,98

Peón (Est. Oc. E2) 1,00 3,26 3,26 0,30 0,97

2,11

C.- MATERIALES


Molde Symons 8''x24" Enc. Metálico Muro u/dia 4,00 0,3 1,20

Abrazadera de torniquete Enc. Metálico muro u/dia 2,00 0,02 0,04

Cuñas Symons Enc. Metálico Muro u/dia 75,00 0,09 6,75

Separadores hasta 250mm Enc. Metálico Muro u/dia 13,00 0,10 1,30

9,29

No. R E S U M E N


B MANO DE OBRA 2,11

C MATERIALES 9,29





Encofrado/Desencofrado metálico para muros-dos caras




238

RUBRO: UNIDAD: m





Perforadora 1,00 42,00 42,00 0,57 24,00

24,81

B.- MANO DE OBRA



Albañil(Est. Oc. D2) 1,00 3,30 3,30 0,57 1,89

Peón (Est. Oc. E2) 4,00 3,26 13,04 0,57 7,45

Perforador (Est. Oc. E2) 1,00 3,48 3,48 0,57 1,99

Chofer Licencia tipo "E" 1,00 4,79 4,79 0,57 2,74

16,16

C.- MATERIALES


Barra para peforación u 0,001 1397,17 1,40

Broca u 0,001 304,27 0,30

Manguera u 0,02 0,30 0,01

1,71

No. R E S U M E N



C MATERIALES 1,71








Perforaciones para inyecciones

239

RUBRO: UNIDAD: m3





Equipo inyección 1,00 10,00 10,00 4,00 40,00

Sistema de ventilación 1,00 3,00 3,00 4,00 12,00

Sistema de iluminación 1,00 12,50 12,50 4,00 50,00

Dumper 1,00 10,00 10,00 4,00 40,00

145,07

B.- MANO DE OBRA




Albañil(Est. Oc. D2) 2,00 3,30 6,60 4,00 26,40

Peón (Est. Oc. E2) 3,00 3,26 9,78 0,57 5,59

61,31

C.- MATERIALES



134,75

No. R E S U M E N



C MATERIALES 134,75







Inyecciones de consolidación hormigón-roca


240

RUBRO: UNIDAD: m3





0,34

B.- MANO DE OBRA




Encofrador (Est. Oc. D2) 2,00 3,30 6,60 0,62 4,06

Carpintero (Est. Oc. D2) 1,00 3,30 3,30 0,57 1,89

6,85

C.- MATERIALES


Alfajía de eucalipto 7 X 7 X250 cm. (rústica) u 0,25 3 0,75


Clavos multiusos 2"; 2 1/2" kg 0,20 1,21 0,24

Tablero contrachapado b=15 mm u 0,08 27,12 2,17

Separol Madera (Desmoldante) kg 0,800 3,90 3,12

7,93

No. R E S U M E N


B MANO DE OBRA 6,85

C MATERIALES 7,93






Encofrado con tabla de monte



241

RUBRO: UNIDAD: m3





0,07

B.- MANO DE OBRA



Albañil(Est. Oc. D2) 1,00 3,30 3,30 0,13 0,44

Peón (Est. Oc. E2) 2,00 3,26 6,52 0,13 0,87

1,36

C.- MATERIALES


0,00

No. R E S U M E N


B MANO DE OBRA 1,36

C MATERIALES 0,00





Limpieza final de la obra



CAPÍTULO:

242

COSTO REFERENCIAL DE TURBINAS PELTON

Q= 9,68 m3/s

H= 481,12 m

Pt= 40185,68 kw

C= 793879,75 €

C= 796474,52 €

Costo (US$) 893389,00 US$

COSTO REFERENCIAL DEL GENERADOR

A= Pap= 2191,95 KV-A

n=N= 360,00 rpm

3,81

𝐶 = 8300 ∗ ∗ 𝐻 0,

𝐶 = 2600 ∗ 0,

𝑛

0,

=

243

Costo (euro)= 574880,44 €

Costo (US$) 644831,73 US$

COSTO REFERENCIAL DEL TRANSFORMADOR

P= 43,84 MVA

43838,93

Costo (euro)= 482742,89 €

Costo (US$) 541471,00 US$

244

Anexo 25. Cronograma de ejecución

1OB

RAS

PREL

IMIN

ARES

12

34

12

34

12

34

12

34

12

34

12

34

12

34

12

34

12

34

12

34

12

34

12

34

12

34

12

34

12

34

12

34

12

34

12

34

12

34

12

34

12

34

12

34

12

34

12

34

12

34

12

34

12

34

12

34

12

34

12

34

12

34

12

34

12

34

12

34

12

34

12

34

1.1Lim

pieza

y de

sbro

ce de

l terre

no

m279

.494,0

01,5

0$ 1

19.24

1,00

1.2Re

plant

eo y

nivela

ción c

on eq

uipo t

opog

ráfico

m299

.367,5

02,8

6$ 2

84.19

1,05

1.3Ce

rrami

ento

prov

ision

al H=

2,40 m

con t

abla

de m

adera

y

pingo

sml

24.55

3,00

22,46

$ 551

.460,3

8

1.4Bo

dega

s y of

icina

s de m

adera

y cu

bierta

metá

lica

m250

.000,0

050

,68$ 2

.534.0

00,00

2EX

CAVA

CIÓN

Y M

OVIM

IENT

O DE

TIE

RRAS

2.1Ex

cava

ción a

bierta

en ro

ca co

n equ

ipo liv

iano

(comp

resor

)m3

37.63

4,30

56,85

$ 2.13

9.509

,89

2.2Ex

cava

ción s

ubter

ránea

con f

resad

ora y

mart

illom3

119.4

03,03

182,5

2$ 3

4.869

.505,5

1

2.3De

saloj

o de m

ateria

l con

volqu

eta (t

ransp

orte

10 km

)m3

157.0

37,33

9,27

$ 1.45

5.736

,03

2.4Tr

iturac

ión de

mate

rial

m327

.471,3

215

,00$ 4

12.06

9,87

3ES

TRUC

TURA

3.1

Horm

igón p

remez

clado

f'c=

180 k

g/cm

2. (V

aciad

o y

vibrad

o)m3

56.07

4,34

155,5

8$ 8

.724.0

45,72

3.2Ho

rmigó

n prem

ezcla

do f'c

=240

kg/cm

2. (V

aciad

o y

Vibr

ado)

m311

.243,5

017

9,40

$ 2.01

7.084

,56

3.3Ho

rmigó

n prem

ezcla

do f'c

=280

kg/cm

2. (V

aciad

o y

vibrad

o)m3

172.4

52,19

182,1

0$ 3

1.403

.543,8

0

3.4Ho

rmigó

n prem

ezcla

do f'c

=350

kg/cm

2. (V

aciad

o y

vibrad

o)m3

43.51

6,86

184,3

1$ 1

2.832

.949,1

4

3.5Bo

mbeo

de ho

rmigó

nm3

240.5

82,99

7,00

$ 1.68

4.080

,95

3.6So

porte

s con

cerch

as en

túne

lesTo

n56

,264.7

81,21

$ 268

.982,5

5

3.7Pe

rnos

de an

claje

25 m

mu

13.98

9,98

162,4

9$ 2

.273.2

31,15

3.8En

cofra

do/D

esen

cofra

do m

etálic

o para

mur

os-d

os ca

rasm2

6.390

,9813

,80$ 8

8.195

,47

3.9Pe

rforac

iones

para

inyec

cione

sm

110,0

051

,21$ 5

.633,1

0

3.10

Inye

ccion

es de

cons

olida

ción h

ormi

gón-

roca

m323

,5640

9,35

$ 9.64

5,08

3.11

Enco

frado

con t

abla

de m

onte

m295

.544,5

818

,15$ 1

.734.1

34,10

4Eq

uipo

s

4.1Tu

rbina

Pelto

n 4 ch

iflone

su

3,00

893.3

89,00

$ 2.68

0.167

,00

4.2Ge

nerad

ores

u3,0

064

4831

,73$ 1

.934.4

95,19

4.3Tr

ansfo

rmad

ores

u3,0

054

1471

,00$ 1

.624.4

13,00

4.4Co

mpue

rtas

u4,0

020

1653

,55$ 8

06.61

4,20

5Ot

ros

5.1Lim

pieza

final

de la

obra

m295

.000,1

21,7

1$ 1

62.45

0,21

5.2$ 8

.849.2

30,31

5.3$ 1

1.061

.537,8

9

5.4$ 3

7.200

.462,1

8

5.5$ 1

6.592

.306,8

4

$ 184

.318.9

16,16

TOTA

L

Sena

lizac

ión y

equip

o de p

rotec

ción p

erson

al

Impr

evist

os

Tran

spor

te, m

ontaj

e e in

stalac

ión de

equip

o elec

tróme

cánic

o

Inge

niería

y ad

minis

tració

n

NOV

ENER

OFE

BM

ARAB

RM

AYCO

STO

TOTA

LRU

BRO

DESC

RIPC

IÓN

JUN

JUL

AGO

SEPT

OCT

UNID

ADCA

NTID

ADPR

ECIO

UNI

TARI

OAÑ

O 1

AÑO

2

ENER

OFE

BM

ARAB

RM

AYJU

LAG

OSE

PTOC

TDI

CJU

NNO

VDI

C

AÑO

3

ENER

OFE

BM

ARAB

RM

AYJU

NJU

LOC

TNO

VDI

CAG

OSE

PT

245

Anexo 26. Cronograma valorado

1OBRA

S PRELIMINA

RES1

23

41

23

41

23

41

23

41

23

41

23

41

23

41

23

41

23

41

23

41

23

41

23

41

23

41

23

41

23

41

23

41

23

41

23

41

23

41

23

41

23

41

23

41

23

41

23

41

23

41

23

41

23

41

23

41

23

41

23

41

23

41

23

41

23

41

23

41

23

41

23

4

1.1Limpiez

a y desbroce d

el terreno

m279.494,

001,50

$ 119.241,00

14905,125

14905,125

14905,125

14905,125

14905,125

14905,125

14905,125

14905,125

1.2Replan

teo y nivelació

n con equipo t

opográfico

m299.367,

502,86

$ 284.191,05

35523,88125

35523,88125

35523,88125

35523,88125

35523,88125

35523,88125

35523,88125

35523,88125

1.3Cerram

iento provisio

nal H=2,40 m c

on tabla de ma

dera y

pingosml

24.553,00

22,46$ 551.4

60,38110292

,076110292

,076110292

,076110292

,076110292

,076

1.4Bodega

s y oficinas de

madera y cubi

erta metálica

m250.000,

0050,68

$ 2.534.000,00

316750316750

316750316750

316750316750

316750316750

2EXCAV

ACIÓN Y MOV

IMIENTO DE T

IERRAS

2.1Excava

ción abierta en

roca con equip

o liviano

(compresor)

m337.634,

3056,85

$ 2.139.509,89

213950,9886

213950,9886

213950,9886

213950,9886

213950,9886

213950,9886

213950,9886

213950,9886

213950,9886

213950,9886

2.2Excava

ción subterrán

ea con fresado

ra y martillo

m3119.403

,03182,52

$ 34.869.505,5

1288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315288177

,7315

2.3Desalo

jo de material c

on volqueta (tr

ansporte 10 km

)m3

157.037,33

9,27$ 1.455

.736,0337326,5

649537326,5

649537326,5

649537326,5

649537326,5

649537326,5

649537326,5

649537326,5

649537326,5

649537326,5

649537326,5

649537326,5

649537326,5

649537326,5

649537326,5

649537326,5

649537326,5

649537326,5

649537326,5

649537326,5

649537326,5

649537326,5

649537326,5

649537326,5

649537326,5

649537326,5

649537326,5

649537326,5

649537326,5

649537326,5

649537326,5

649537326,5

649537326,5

649537326,5

649537326,5

649537326,5

649537326,5

649537326,5

649537326,5

6495

2.4Tritura

ción de materia

lm3

27.471,32

15,00$ 412.0

69,8737460,8

973537460,8

973537460,8

973537460,8

973537460,8

973537460,8

973537460,8

973537460,8

973537460,8

973537460,8

973537460,8

9735

3ESTRU

CTURA

3.1 Hormig

ón premezclado

f'c=180 kg/cm

2. (Vaciado y

vibrado)

m356.074,

34155,58

$ 8.724.045,72

545252,8574

545252,8574

545252,8574

545252,8574

545252,8574

545252,8574

545252,8574

545252,8574

545252,8574

545252,8574

545252,8574

545252,8574

545252,8574

545252,8574

545252,8574

545252,8574

3.2Hormig

ón premezclado

f'c=240 kg/cm2

. (Vaciado y

Vibrado)

m311.243,

50179,40

$ 2.017.084,56

49197,18431

49197,18431

49197,18431

49197,18431

49197,18431

49197,18431

49197,18431

49197,18431

49197,18431

49197,18431

49197,18431

49197,18431

49197,18431

49197,18431

49197,18431

49197,18431

49197,18431

49197,18431

49197,18431

49197,18431

49197,18431

49197,18431

49197,18431

49197,18431

49197,18431

49197,18431

49197,18431

49197,18431

49197,18431

49197,18431

49197,18431

49197,18431

49197,18431

49197,18431

49197,18431

49197,18431

49197,18431

49197,18431

49197,18431

49197,18431

49197,18431

3.3Hormig

ón premezclado

f'c=280 kg/cm2

. (Vaciado y

vibrado)

m3172.452

,19182,10

$ 31.403.543,8

0196272

1,487196272

1,487196272

1,487196272

1,487196272

1,487196272

1,487196272

1,487196272

1,487196272

1,487196272

1,487196272

1,487196272

1,487196272

1,487196272

1,487196272

1,487196272

1,487

3.4Hormig

ón premezclado

f'c=350 kg/cm2

. (Vaciado y

vibrado)

m343.516,

86184,31

$ 12.832.949,1

4641647

,4571641647

,4571641647

,4571641647

,4571641647

,4571641647

,4571641647

,4571641647

,4571641647

,4571641647

,4571641647

,4571641647

,4571641647

,4571641647

,4571641647

,4571641647

,4571641647

,4571641647

,4571641647

,4571641647

,4571

3.5Bombe

o de hormigón

m3240.582

,997,00

$ 1.684.080,95

19137,28348

19137,28348

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3.6Soporte

s con cerchas

en túneles

Ton56,26

4.781,21

$ 268.982,55

2318,815121

2318,815121

2318,815121

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3.7Pernos

de anclaje 25

mmu

13.989,98

162,49$ 2.273

.231,1519596,8

202319596,8

202319596,8

202319596,8

202319596,8

202319596,8

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202319596,8

202319596,8

202319596,8

202319596,8

2023

3.8Encofra

do/Desencofra

do metálico pa

ra muros-dos c

arasm2

6.390,98

13,80$ 88.19

5,4714699,2

44814699,2

44814699,2

44814699,2

44814699,2

44814699,2

448

3.9Perfora

ciones para in

yecciones

m110,00

51,21$ 5.633

,102816,55

2816,55

3.10Inyecc

iones de conso

lidación hormig

ón-rocam3

23,56409,35

$ 9.645,08

4822,541073

4822,541073

3.11Encofra

do con tabla d

e monte

m295.544,

5818,15

$ 1.734.134,10

48170,39155

48170,39155

48170,39155

48170,39155

48170,39155

48170,39155

48170,39155

48170,39155

48170,39155

48170,39155

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48170,39155

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48170,39155

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48170,39155

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48170,39155

48170,39155

48170,39155

48170,39155

48170,39155

48170,39155

48170,39155

48170,39155

48170,39155

48170,39155

48170,39155

48170,39155

48170,39155

48170,39155

4Equipo

s

4.1Turbina

Pelton 4 chiflo

nesu

3,00893.389

,00$ 2.680

.167,00111673

,625111673

,625111673

,625111673

,625111673

,625111673

,625111673

,625111673

,625111673

,625111673

,625111673

,625111673

,625111673

,625111673

,625111673

,625111673

,625111673

,625111673

,625111673

,625111673

,625111673

,625111673

,625111673

,625111673

,625

4.2Genera

doresu

3,00644831

,73$ 1.934

.495,1980603,9

662580603,9

662580603,9

662580603,9

662580603,9

662580603,9

662580603,9

662580603,9

662580603,9

662580603,9

662580603,9

662580603,9

662580603,9

662580603,9

662580603,9

662580603,9

662580603,9

662580603,9

662580603,9

662580603,9

662580603,9

662580603,9

662580603,9

662580603,9

6625

4.3Transfo

rmadores

u3,00

541471,00

$ 1.624.413,00

67683,875

67683,875

67683,875

67683,875

67683,875

67683,875

67683,875

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67683,875

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67683,875

67683,875

67683,875

67683,875

67683,875

4.4Compu

ertasu

4,00201653

,55$ 806.6

14,2053774,2

853774,2

853774,2

853774,2

853774,2

853774,2

853774,2

853774,2

853774,2

853774,2

853774,2

853774,2

853774,2

853774,2

853774,2

8

5Otros

5.1Limpiez

a final de la obr

am2

95.000,12

1,71$ 162.4

50,2140612,5

51340612,5

51340612,5

51340612,5

513

$ 110.615.378,

93

5.2$ 8.849

.230,31226903

,3414226903

,3414226903

,3414226903

,3414226903

,3414226903

,3414226903

,3414226903

,3414226903

,3414226903

,3414226903

,3414226903

,3414226903

,3414226903

,3414226903

,3414226903

,3414226903

,3414226903

,3414226903

,3414226903

,3414226903

,3414226903

,3414226903

,3414226903

,3414226903

,3414226903

,3414226903

,3414226903

,3414226903

,3414226903

,3414226903

,3414226903

,3414226903

,3414226903

,3414226903

,3414226903

,3414226903

,3414226903

,3414226903

,3414

5.3$ 11.06

1.537,89

76816,23537

76816,23537

76816,23537

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76816,23537

76816,23537

76816,23537

5.4$ 37.20

0.462,18

664293,9675

664293,9675

664293,9675

664293,9675

664293,9675

664293,9675

664293,9675

664293,9675

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5.5$ 16.59

2.306,84

115224,3531

115224,3531

115224,3531

115224,3531

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115224,3531

115224,3531

115224,3531

115224,3531

115224,3531

115224,3531

115224,3531

115224,3531

115224,3531

115224,3531

115224,3531

115224,3531

115224,3531

115224,3531

115224,3531

115224,3531

115224,3531

115224,3531

115224,3531

115224,3531

115224,3531

115224,3531

115224,3531

115224,3531

115224,3531

115224,3531

115224,3531

115224,3531

115224,3531

115224,3531

115224,3531

115224,3531

115224,3531

115224,3531

115224,3531

115224,3531

115224,3531

115224,3531

115224,3531

184.318.916,1

6

INVERSIÓN S

EMANAL

433849,0548

206945,7134

469372,9361

242469,5947

242469,5947

242469,5947

579665,0121

352761,6707

881509,8871

654606,5457

619082,6644

508790,5884

508790,5884

508790,5884

508790,5884

508790,5884

921072,6499

958533,5472

785404,4859

785404,4859

785404,4859

1384914,836

1158011,495

1158011,495

1732334,768

1726730,88

587765,2441

587765,2441

550304,3468

550304,3468

1437992,429

550304,3468

550304,3468

550304,3468

550304,3468

791906,933

829233,4979

1490018,238

587630,9117

587630,9117

550304,3468

550304,3468

550304,3468

550304,3468

550304,3468

1437992,429

550304,3468

550304,3468

1089194,964

1089194,964

862291,6228

847592,378

810265,813

1697953,895

810265,813

810265,813

810265,813

810265,813

810265,813

810265,813

1074495,719

1509403,911

867756,4542

867756,4542

830429,8893

830429,8893

830429,8893

830429,8893

830429,8893

3612504,991

2970857,534

2743954,192

3412516,63

185613,259

3185613,259

3185613,259

3148286,694

2599368,862

1730818,064

1730818,064

1730818,064

1730818,064

1730818,064

2599368,862

1995047,97

1501808,847

2145462,295

1325863,236

1288536,671

1288536,671

1288536,671

1234762,391

1234762,391

1234762,391

1234762,391

1234762,391

1498992,297

1272088,956

2140639,754

1272088,956

1234762,391

1234762,391

1234762,391

1234762,391

1234762,391

1234762,391

1234762,391

1234762,391

1552766,577

1325863,236

1325863,236

1325863,236

1234762,391

2103313,189

1234762,391

1234762,391

1234762,391

1234762,391

3375190,035

3148286,694

4054164,057

3185613,259

3185613,259

3185613,259

3148286,694

3148286,694

1957721,405

1730818,064

1066524,096

1935074,895

1296243,987

1298249,979

1330754,002

1103850,661

1427148,602

558597,8037

521271,2387

521271,2387

521271,2387

1162918,696

496883,0461

232653,1397

232653,1397

232653,1397

INVERSIÓN A

CUMULADA

433849,0548

640794,7682

1110167,704

1352637,299

1595106,894

1837576,488

2417241,52

770003,171

3651513,058

4306119,604

4925202,268

5433992,857

5942783,445

6451574,034

6960364,622

7469155,21

8390227,86

9348761,407

10134165,89

10919570,38

11704974,87

13089889,7

14247901,2

15405912,69

17138247,46

18864978,34

19452743,58

20040508,83

20590813,17

21141117,52

22579109,95

23129414,3

23679718,64

24230022,99

24780327,34

25572234,27

26401467,77

27891486,01

28479116,92

29066747,83

29617052,18

30167356,52

30717660,87

31267965,22

31818269,56

33256261,99

33806566,34

34356870,69

35446065,65

36535260,61

37397552,24

38245144,62

39055410,43

40753364,32

41563630,14

42373895,95

43184161,76

43994427,58

44804693,39

45614959,2

46689454,92

48198858,83

49066615,29

49934371,74

50764801,63

51595231,52

52425661,41

53256091,3

54086521,19

57699026,18

60669883,71

63413837,9

66826354,5

70011967,76

73197581,02

76383194,28

79531480,97

82130849,84

83861667,9

85592485,96

87323304,03

89054122,09

90784940,15

93384309,02

95379356,99

96881165,83

99026628,13

100352491,4

101641028

102929564,7

104218101,4

105452863,8

106687626,2

107922388,5

109157150,9

110391913,3

111890905,6

113162994,6

115303634,3

116575723,3

117810485,7

119045248,1

120280010,5

121514772,9

122749535,2

123984297,6

125219060

126453822,4

128006589

129332452,2

130658315,5

131984178,7

133218941,1

135322254,3

136557016,7

137791779,1

139026541,4

140261303,8

143636493,9

146784780,6

150838944,6

154024557,9

157210171,1

160395784,4

163544071,1

166692357,8

168650079,2

170380897,3

171447421,4

173382496,2

174678740,2

175976990,2

177307744,2

178411594,9

179838743,5

180397341,3

180918612,5

181439883,8

181961155

183124073,7

183620956,7

183853609,9

184086263

184318916,2

INVERSIÓN M

ENSUAL

INVERSIÓN A

NUAL

0,235380

0,112276

0,254653

0,131549

0,131549

0,131549

0,314490

0,191387

0,478253

0,355149

0,335876

0,276038

0,276038

0,276038

0,276038

0,276038

0,499717

0,520041

0,426112

0,426112

0,426112

0,751369

0,628265

0,628265

0,939857

0,936817

0,318885

0,318885

0,298561

0,298561

0,780165

0,298561

0,298561

0,298561

0,298561

0,429640

0,449891

0,808391

0,318812

0,318812

0,298561

0,298561

0,298561

0,298561

0,298561

0,780165

0,298561

0,298561

0,590930

0,590930

0,467826

0,459851

0,439600

0,921204

0,439600

0,439600

0,439600

0,439600

0,439600

0,439600

0,582955

0,818909

0,470791

0,470791

0,450540

0,450540

0,450540

0,450540

0,450540

1,959921

1,611803

1,488699

1,851420

1,728316

1,728316

1,728316

1,708065

1,410256

0,939034

0,939034

0,939034

0,939034

0,939034

1,410256

1,082389

0,814788

1,163995

0,719331

0,699080

0,699080

0,699080

0,669905

0,669905

0,669905

0,669905

0,669905

0,813260

0,690156

1,161378

0,690156

0,669905

0,669905

0,669905

0,669905

0,669905

0,669905

0,669905

0,669905

0,842435

0,719331

0,719331

0,719331

0,669905

1,141127

0,669905

0,669905

0,669905

0,669905

1,831169

1,708065

2,199538

1,728316

1,728316

1,728316

1,708065

1,708065

1,062138

0,939034

0,578630

1,049851

0,703262

0,704350

0,721984

0,598881

0,774282

0,303060

0,282809

0,282809

0,282809

0,630927

0,269578

0,126223

0,126223

0,126223

0,235380

0,347655

0,602308

0,733857

0,865406

0,996955

1,311445

1,502832

1,981084

2,336233

2,672109

2,948147

3,224185

3,500224

3,776262

4,052300

4,552017

5,072057

5,498169

5,924281

6,350393

7,101761

7,730027

8,358292

9,298149

10,234966

10,553851

10,872736

11,171297

11,469858

12,250023

12,548584

12,847145

13,145706

13,444267

13,873907

14,323797

15,132189

15,451001

15,769813

16,068374

16,366935

16,665496

16,964057

17,262618

18,042783

18,341344

18,639905

19,230834

19,821764

20,289590

20,749441

21,189041

22,110245

22,549845

22,989445

23,429045

23,868645

24,308245

24,747845

25,330799

26,149708

26,620499

27,091290

27,541830

27,992369

28,442909

28,893449

29,343988

31,303909

32,915712

34,404411

36,255831

37,984147

39,712463

41,440779

43,148844

44,559100

45,498134

46,437169

47,376203

48,315237

49,254272

50,664528

51,746917

52,561705

53,725700

54,445031

55,144111

55,843191

56,542271

57,212177

57,882082

58,551987

59,221893

59,891798

60,705058

61,395215

62,556593

63,246750

63,916655

64,586560

65,256466

65,926371

66,596277

67,266182

67,936087

68,605993

69,448428

70,167759

70,887090

71,606421

72,276326

73,417453

74,087359

74,757264

75,427170

76,097075

77,928244

79,636308

81,835846

83,564162

85,292478

87,020794

88,728859

90,436924

91,499062

92,438096

93,016726

94,066578

94,769839

95,474189

96,196173

96,795054

97,569336

97,872397

98,155206

98,438016

98,720825

99,351753

99,621331

99,747554

99,873777

100,000000

AGOSEPT

OCTNOV

DICJUN

JULAGO

SEPTOCT

NOVDIC

ENEROFEB

MARABR

MAYJUN

ENEROFEB

MARABR

MAY

AÑO 1AÑO 2

AÑO 3

ENEROFEB

MARABR

MAYJUN

JULJUL

AGOSEPT

OCTNOV

DICRUBRO

DESCRIPCIÓN

UNIDAD

CANTIDAD

PRECIO

UNITARIO

COSTO TOTA

L

5100372,402

4939049,562

6183809,962

4128751,334

3241063,252

4319412,539

3321719,557

10157746,61

3888273,929

12969356,38

9209291,683

7791823,053

6968182,347

3088905,469

2442819,973

3494513,56

2201217,387

3088905,469

2663989,686

2035162,354

3450415,169

4486342,312

4634596,136

1194842,465

34356870,69

76035042,64

73927002,83

13611003,83

9985112,856

5596092,957

4420351,069

2726732,412

4939049,562

4939049,562

5530356,284

5807600,361

8993001,51

1352637,299

1417365,872

TOTAL

%SEMANAL

%ACUMULA

DO

Senalización y

equipo de pro

tección person

al

Imprevistos

Transporte, m

ontaje e instal

ación de equip

o electrómecán

ico

Ingeniería y ad

ministración

246

Anexo 27. Evaluación económica escenario pesimista

120557,05 KW

1056,08 GWh Año 1 $ 34.356.870,69

36 meses Año 2 $ 76.035.042,64

$ 184.318.916,16 Año 3 $ 73.927.002,83

$ 10.137.540,39

0,02

12%

$ 147.455.132,93

$ 10.321.859,31

$ 1.528,89

TOTAL

BENEFICIOSInversión

Interés por

financiamientoCostos de O&M

TOTAL

COSTOS

1 $ 0,00 $ 34.356.870,69 $ 0,00 $ 0,00 $ 34.356.870,69 -$ 34.356.870,69 -$ 30.675.777,40

2 $ 0,00 $ 76.035.042,64 $ 0,00 $ 0,00 $ 76.035.042,64 -$ 76.035.042,64 -$ 60.614.670,47

3 $ 0,00 $ 73.927.002,83 $ 0,00 $ 0,00 $ 73.927.002,83 -$ 73.927.002,83 -$ 52.619.780,40

4 $ 21.121.595,51 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 10.984.055,12 $ 6.980.565,60

5 $ 21.121.595,51 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 10.984.055,12 $ 6.232.647,86

6 $ 21.121.595,51 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 10.984.055,12 $ 5.564.864,16

7 $ 21.121.595,51 $ 0,00 $ 10.321.859,31 $ 10.137.540,39 $ 20.459.399,69 $ 662.195,82 $ 299.543,76

8 $ 21.121.595,51 $ 0,00 $ 10.321.859,31 $ 10.137.540,39 $ 20.459.399,69 $ 662.195,82 $ 267.449,78

9 $ 21.121.595,51 $ 0,00 $ 10.321.859,31 $ 10.137.540,39 $ 20.459.399,69 $ 662.195,82 $ 238.794,45

10 $ 21.121.595,51 $ 0,00 $ 10.321.859,31 $ 10.137.540,39 $ 20.459.399,69 $ 662.195,82 $ 213.209,33

11 $ 21.121.595,51 $ 0,00 $ 10.321.859,31 $ 10.137.540,39 $ 20.459.399,69 $ 662.195,82 $ 190.365,47

12 $ 21.121.595,51 $ 0,00 $ 10.321.859,31 $ 10.137.540,39 $ 20.459.399,69 $ 662.195,82 $ 169.969,17

13 $ 21.121.595,51 $ 1.761.422,35 $ 10.321.859,31 $ 10.137.540,39 $ 22.220.822,04 -$ 1.099.226,53 -$ 251.914,35

14 $ 21.121.595,51 $ 0,00 $ 10.321.859,31 $ 10.137.540,39 $ 20.459.399,69 $ 662.195,82 $ 135.498,38

15 $ 21.121.595,51 $ 0,00 $ 10.321.859,31 $ 10.137.540,39 $ 20.459.399,69 $ 662.195,82 $ 120.980,70

16 $ 21.121.595,51 $ 0,00 $ 10.321.859,31 $ 10.137.540,39 $ 20.459.399,69 $ 662.195,82 $ 108.018,48

17 $ 21.121.595,51 $ 0,00 $ 10.321.859,31 $ 10.137.540,39 $ 20.459.399,69 $ 662.195,82 $ 96.445,07

18 $ 21.121.595,51 $ 0,00 $ 10.321.859,31 $ 10.137.540,39 $ 20.459.399,69 $ 662.195,82 $ 86.111,67

19 $ 21.121.595,51 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 10.984.055,12 $ 1.275.323,24

20 $ 21.121.595,51 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 10.984.055,12 $ 1.138.681,46

21 $ 21.121.595,51 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 10.984.055,12 $ 1.016.679,88

22 $ 21.121.595,51 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 10.984.055,12 $ 907.749,89

23 $ 21.121.595,51 $ 1.761.422,35 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 11.898.962,74 $ 9.222.632,77 $ 680.519,22

24 $ 21.121.595,51 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 10.984.055,12 $ 723.652,65

25 $ 21.121.595,51 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 10.984.055,12 $ 646.118,44

26 $ 21.121.595,51 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 10.984.055,12 $ 576.891,47

27 $ 21.121.595,51 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 10.984.055,12 $ 515.081,67

28 $ 21.121.595,51 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 10.984.055,12 $ 459.894,34

29 $ 21.121.595,51 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 10.984.055,12 $ 410.619,95

30 $ 21.121.595,51 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 10.984.055,12 $ 366.624,96

31 $ 21.121.595,51 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 10.984.055,12 $ 327.343,71

32 $ 21.121.595,51 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 10.984.055,12 $ 292.271,17

33 $ 21.121.595,51 $ 1.761.422,35 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 11.898.962,74 $ 9.222.632,77 $ 219.108,98

34 $ 21.121.595,51 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 10.984.055,12 $ 232.996,79

35 $ 21.121.595,51 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 10.984.055,12 $ 208.032,85

36 $ 21.121.595,51 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 10.984.055,12 $ 185.743,61

37 $ 21.121.595,51 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 10.984.055,12 $ 165.842,51

38 $ 21.121.595,51 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 10.984.055,12 $ 148.073,67

39 $ 21.121.595,51 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 10.984.055,12 $ 132.208,63

40 $ 21.121.595,51 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 10.984.055,12 $ 118.043,42

41 $ 21.121.595,51 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 10.984.055,12 $ 105.395,91

42 $ 21.121.595,51 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 10.984.055,12 $ 94.103,49

43 $ 21.121.595,51 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 10.984.055,12 $ 84.020,98

44 $ 21.121.595,51 $ 7.045.689,39 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 17.183.229,78 $ 3.938.365,73 $ 26.898,19

45 $ 21.121.595,51 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 10.984.055,12 $ 66.981,01

46 $ 21.121.595,51 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 10.984.055,12 $ 59.804,47

47 $ 21.121.595,51 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 10.984.055,12 $ 53.396,85

48 $ 21.121.595,51 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 10.984.055,12 $ 47.675,76

49 $ 21.121.595,51 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 10.984.055,12 $ 42.567,64

50 $ 21.121.595,51 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 10.984.055,12 $ 38.006,82

51 $ 21.121.595,51 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 10.984.055,12 $ 33.934,66

52 $ 21.121.595,51 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 10.984.055,12 $ 30.298,81

53 $ 21.121.595,51 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 10.984.055,12 $ 27.052,51

-$ 112.000.039,10

($ 112.000.039,10)

$ 124.849.286,22

$ 236.849.325,32

3%

$ 0,53

DATOS GENERALES PROYECTO HIDROELÉCTRICO MACHINAZA

Flujo de inversiones ($)

Interés anual por financiamiento

AÑO FNC (B-C) VA = VF/(1+i)^n

Potencia Instalada

Generación Media Anual

Periodo de construcción

Inversión Total ($)

Operación y Mantenimiento (Anual)

Precio de Generación (ctvs USD/Kwh)

Tasa de descuento

Financiamiento ($)

Costo KW-instalado

VAN e =

VAN BENEFICIOS =

VAN COSTOS =

TIR =

B/C e =

$ 21.121.595,51

Construcción

V

i

d

a

ú

t

i

l

EGRESOS O COSTOS

VAN =

$ 21.121.595,51

$ 21.121.595,51

$ 21.121.595,51

$ 21.121.595,51

$ 21.121.595,51

$ 21.121.595,51

$ 21.121.595,51

$ 21.121.595,51

$ 21.121.595,51

$ 21.121.595,51

$ 21.121.595,51

$ 21.121.595,51

$ 21.121.595,51

$ 21.121.595,51

$ 21.121.595,51

$ 21.121.595,51

$ 21.121.595,51

$ 21.121.595,51

$ 21.121.595,51

$ 21.121.595,51

$ 21.121.595,51

$ 21.121.595,51

$ 21.121.595,51

$ 21.121.595,51

$ 21.121.595,51

$ 21.121.595,51

$ 21.121.595,51

$ 21.121.595,51

$ 21.121.595,51

$ 21.121.595,51

$ 21.121.595,51

$ 21.121.595,51

$ 21.121.595,51

$ 21.121.595,51

$ 21.121.595,51

$ 21.121.595,51

$ 21.121.595,51

$ 21.121.595,51

$ 21.121.595,51

$ 21.121.595,51

$ 21.121.595,51

$ 21.121.595,51

$ 21.121.595,51

BENEFICIOS

Ingresos por venta de

energía

$ 0,00

$ 0,00

$ 0,00

$ 21.121.595,51

$ 21.121.595,51

$ 21.121.595,51

$ 21.121.595,51

$ 21.121.595,51

$ 21.121.595,51

247

Anexo 28. Evaluación económica escenario normal

120557,05 KW

1056,08 GWh Año 1 $ 34.356.870,69

36 meses Año 2 $ 76.035.042,64

$ 184.318.916,16 Año 3 $ 73.927.002,83

$ 10.137.540,39

0,04793

12%

$ 147.455.132,93

$ 10.321.859,31

$ 1.528,89

TOTAL


Interés por


TOTAL

COSTOS

1 $ 0,00 $ 34.356.870,69 $ 0,00 $ 0,00 $ 34.356.870,69 -$ 34.356.870,69 -$ 30.675.777,40

2 $ 0,00 $ 76.035.042,64 $ 0,00 $ 0,00 $ 76.035.042,64 -$ 76.035.042,64 -$ 60.614.670,47

3 $ 0,00 $ 73.927.002,83 $ 0,00 $ 0,00 $ 73.927.002,83 -$ 73.927.002,83 -$ 52.619.780,40

4 $ 50.617.903,64 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 40.480.363,25 $ 25.726.002,67

5 $ 50.617.903,64 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 40.480.363,25 $ 22.969.645,24

6 $ 50.617.903,64 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 40.480.363,25 $ 20.508.611,82

7 $ 50.617.903,64 $ 0,00 $ 10.321.859,31 $ 10.137.540,39 $ 20.459.399,69 $ 30.158.503,95 $ 13.642.175,60

8 $ 50.617.903,64 $ 0,00 $ 10.321.859,31 $ 10.137.540,39 $ 20.459.399,69 $ 30.158.503,95 $ 12.180.513,93

9 $ 50.617.903,64 $ 0,00 $ 10.321.859,31 $ 10.137.540,39 $ 20.459.399,69 $ 30.158.503,95 $ 10.875.458,86

10 $ 50.617.903,64 $ 0,00 $ 10.321.859,31 $ 10.137.540,39 $ 20.459.399,69 $ 30.158.503,95 $ 9.710.231,13

11 $ 50.617.903,64 $ 0,00 $ 10.321.859,31 $ 10.137.540,39 $ 20.459.399,69 $ 30.158.503,95 $ 8.669.849,22

12 $ 50.617.903,64 $ 0,00 $ 10.321.859,31 $ 10.137.540,39 $ 20.459.399,69 $ 30.158.503,95 $ 7.740.936,80

13 $ 50.617.903,64 $ 1.761.422,35 $ 10.321.859,31 $ 10.137.540,39 $ 22.220.822,04 $ 28.397.081,60 $ 6.507.878,18

14 $ 50.617.903,64 $ 0,00 $ 10.321.859,31 $ 10.137.540,39 $ 20.459.399,69 $ 30.158.503,95 $ 6.171.027,43

15 $ 50.617.903,64 $ 0,00 $ 10.321.859,31 $ 10.137.540,39 $ 20.459.399,69 $ 30.158.503,95 $ 5.509.845,92

16 $ 50.617.903,64 $ 0,00 $ 10.321.859,31 $ 10.137.540,39 $ 20.459.399,69 $ 30.158.503,95 $ 4.919.505,28

17 $ 50.617.903,64 $ 0,00 $ 10.321.859,31 $ 10.137.540,39 $ 20.459.399,69 $ 30.158.503,95 $ 4.392.415,43

18 $ 50.617.903,64 $ 0,00 $ 10.321.859,31 $ 10.137.540,39 $ 20.459.399,69 $ 30.158.503,95 $ 3.921.799,49

19 $ 50.617.903,64 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 40.480.363,25 $ 4.700.044,50

20 $ 50.617.903,64 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 40.480.363,25 $ 4.196.468,31

21 $ 50.617.903,64 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 40.480.363,25 $ 3.746.846,70

22 $ 50.617.903,64 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 40.480.363,25 $ 3.345.398,84

23 $ 50.617.903,64 $ 1.761.422,35 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 11.898.962,74 $ 38.718.940,90 $ 2.856.991,50

24 $ 50.617.903,64 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 40.480.363,25 $ 2.666.931,47

25 $ 50.617.903,64 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 40.480.363,25 $ 2.381.188,82

26 $ 50.617.903,64 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 40.480.363,25 $ 2.126.061,44

27 $ 50.617.903,64 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 40.480.363,25 $ 1.898.269,15

28 $ 50.617.903,64 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 40.480.363,25 $ 1.694.883,17

29 $ 50.617.903,64 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 40.480.363,25 $ 1.513.288,54

30 $ 50.617.903,64 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 40.480.363,25 $ 1.351.150,48

31 $ 50.617.903,64 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 40.480.363,25 $ 1.206.384,36

32 $ 50.617.903,64 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 40.480.363,25 $ 1.077.128,89

33 $ 50.617.903,64 $ 1.761.422,35 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 11.898.962,74 $ 38.718.940,90 $ 919.874,80

34 $ 50.617.903,64 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 40.480.363,25 $ 858.680,56

35 $ 50.617.903,64 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 40.480.363,25 $ 766.679,07

36 $ 50.617.903,64 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 40.480.363,25 $ 684.534,88

37 $ 50.617.903,64 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 40.480.363,25 $ 611.191,86

38 $ 50.617.903,64 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 40.480.363,25 $ 545.707,02

39 $ 50.617.903,64 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 40.480.363,25 $ 487.238,41

40 $ 50.617.903,64 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 40.480.363,25 $ 435.034,29

41 $ 50.617.903,64 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 40.480.363,25 $ 388.423,48

42 $ 50.617.903,64 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 40.480.363,25 $ 346.806,68

43 $ 50.617.903,64 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 40.480.363,25 $ 309.648,82

44 $ 50.617.903,64 $ 7.045.689,39 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 17.183.229,78 $ 33.434.673,86 $ 228.351,62

45 $ 50.617.903,64 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 40.480.363,25 $ 246.850,14

46 $ 50.617.903,64 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 40.480.363,25 $ 220.401,91

47 $ 50.617.903,64 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 40.480.363,25 $ 196.787,42

48 $ 50.617.903,64 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 40.480.363,25 $ 175.703,06

49 $ 50.617.903,64 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 40.480.363,25 $ 156.877,73

50 $ 50.617.903,64 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 40.480.363,25 $ 140.069,40

51 $ 50.617.903,64 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 40.480.363,25 $ 125.061,96

52 $ 50.617.903,64 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 40.480.363,25 $ 111.662,47

53 $ 50.617.903,64 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 40.480.363,25 $ 99.698,63

$ 62.351.989,10

$ 62.351.989,10

$ 299.201.314,42

$ 236.849.325,32

17%

$ 1,26B/C e =

$ 50.617.903,64

$ 50.617.903,64

$ 50.617.903,64

VAN =

VAN e =

VAN BENEFICIOS =

$ 50.617.903,64

$ 50.617.903,64


VAN COSTOS =

TIR =

$ 50.617.903,64

$ 50.617.903,64

$ 50.617.903,64

$ 50.617.903,64

$ 50.617.903,64

$ 50.617.903,64

$ 50.617.903,64

$ 50.617.903,64

$ 50.617.903,64

$ 50.617.903,64

$ 50.617.903,64

$ 50.617.903,64

$ 50.617.903,64

$ 50.617.903,64

$ 50.617.903,64

$ 50.617.903,64

$ 50.617.903,64

$ 50.617.903,64

$ 50.617.903,64

$ 50.617.903,64

$ 50.617.903,64

$ 50.617.903,64

$ 50.617.903,64

$ 50.617.903,64

$ 50.617.903,64

$ 50.617.903,64

$ 50.617.903,64

$ 50.617.903,64

$ 50.617.903,64

$ 50.617.903,64

$ 50.617.903,64

$ 50.617.903,64

$ 50.617.903,64

$ 50.617.903,64

$ 50.617.903,64

Construcción

$ 0,00

$ 0,00

$ 0,00

V

i

d

a

ú

t

i

l

$ 50.617.903,64

$ 50.617.903,64

$ 50.617.903,64

$ 50.617.903,64

$ 50.617.903,64

$ 50.617.903,64

$ 50.617.903,64

$ 50.617.903,64

$ 50.617.903,64

$ 50.617.903,64

AÑO

BENEFICIOS EGRESOS O COSTOS

FNC (B-C) VA = VF/(1+i)^nIngresos por venta de

energía

Costo KW-instalado

Potencia Instalada Flujo de inversiones ($)






Tasa de descuento

Financiamiento ($)


248

Anexo 29. Evaluación económica escenario optimista

120557,05 KW

1056,08 GWh Año 1 $ 34.356.870,69

36 meses Año 2 $ 76.035.042,64

$ 184.318.916,16 Año 3 $ 73.927.002,83

$ 10.137.540,39

0,057

12%

$ 147.455.132,93

$ 10.321.859,31

$ 1.528,89

TOTAL


Interés por


TOTAL

COSTOS

1 $ 0,00 $ 34.356.870,69 $ 0,00 $ 0,00 $ 34.356.870,69 -$ 34.356.870,69 -$ 30.675.777,40

2 $ 0,00 $ 76.035.042,64 $ 0,00 $ 0,00 $ 76.035.042,64 -$ 76.035.042,64 -$ 60.614.670,47

3 $ 0,00 $ 73.927.002,83 $ 0,00 $ 0,00 $ 73.927.002,83 -$ 73.927.002,83 -$ 52.619.780,40

4 $ 60.196.547,20 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 50.059.006,82 $ 31.813.403,82

5 $ 60.196.547,20 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 50.059.006,82 $ 28.404.824,84

6 $ 60.196.547,20 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 50.059.006,82 $ 25.361.450,75

7 $ 60.196.547,20 $ 0,00 $ 10.321.859,31 $ 10.137.540,39 $ 20.459.399,69 $ 39.737.147,51 $ 17.975.067,50

8 $ 60.196.547,20 $ 0,00 $ 10.321.859,31 $ 10.137.540,39 $ 20.459.399,69 $ 39.737.147,51 $ 16.049.167,41

9 $ 60.196.547,20 $ 0,00 $ 10.321.859,31 $ 10.137.540,39 $ 20.459.399,69 $ 39.737.147,51 $ 14.329.613,76

10 $ 60.196.547,20 $ 0,00 $ 10.321.859,31 $ 10.137.540,39 $ 20.459.399,69 $ 39.737.147,51 $ 12.794.298,00

11 $ 60.196.547,20 $ 0,00 $ 10.321.859,31 $ 10.137.540,39 $ 20.459.399,69 $ 39.737.147,51 $ 11.423.480,35

12 $ 60.196.547,20 $ 0,00 $ 10.321.859,31 $ 10.137.540,39 $ 20.459.399,69 $ 39.737.147,51 $ 10.199.536,03

13 $ 60.196.547,20 $ 1.761.422,35 $ 10.321.859,31 $ 10.137.540,39 $ 22.220.822,04 $ 37.975.725,16 $ 8.703.056,06

14 $ 60.196.547,20 $ 0,00 $ 10.321.859,31 $ 10.137.540,39 $ 20.459.399,69 $ 39.737.147,51 $ 8.131.007,68

15 $ 60.196.547,20 $ 0,00 $ 10.321.859,31 $ 10.137.540,39 $ 20.459.399,69 $ 39.737.147,51 $ 7.259.828,28

16 $ 60.196.547,20 $ 0,00 $ 10.321.859,31 $ 10.137.540,39 $ 20.459.399,69 $ 39.737.147,51 $ 6.481.989,54

17 $ 60.196.547,20 $ 0,00 $ 10.321.859,31 $ 10.137.540,39 $ 20.459.399,69 $ 39.737.147,51 $ 5.787.490,66

18 $ 60.196.547,20 $ 0,00 $ 10.321.859,31 $ 10.137.540,39 $ 20.459.399,69 $ 39.737.147,51 $ 5.167.402,37

19 $ 60.196.547,20 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 50.059.006,82 $ 5.812.189,94

20 $ 60.196.547,20 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 50.059.006,82 $ 5.189.455,30

21 $ 60.196.547,20 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 50.059.006,82 $ 4.633.442,23

22 $ 60.196.547,20 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 50.059.006,82 $ 4.137.001,99

23 $ 60.196.547,20 $ 1.761.422,35 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 11.898.962,74 $ 48.297.584,47 $ 3.563.780,03

24 $ 60.196.547,20 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 50.059.006,82 $ 3.297.992,66

25 $ 60.196.547,20 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 50.059.006,82 $ 2.944.636,30

26 $ 60.196.547,20 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 50.059.006,82 $ 2.629.139,56

27 $ 60.196.547,20 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 50.059.006,82 $ 2.347.446,03

28 $ 60.196.547,20 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 50.059.006,82 $ 2.095.933,96

29 $ 60.196.547,20 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 50.059.006,82 $ 1.871.369,61

30 $ 60.196.547,20 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 50.059.006,82 $ 1.670.865,72

31 $ 60.196.547,20 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 50.059.006,82 $ 1.491.844,39

32 $ 60.196.547,20 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 50.059.006,82 $ 1.332.003,92

33 $ 60.196.547,20 $ 1.761.422,35 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 11.898.962,74 $ 48.297.584,47 $ 1.147.441,79

34 $ 60.196.547,20 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 50.059.006,82 $ 1.061.865,37

35 $ 60.196.547,20 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 50.059.006,82 $ 948.094,08

36 $ 60.196.547,20 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 50.059.006,82 $ 846.512,57

37 $ 60.196.547,20 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 50.059.006,82 $ 755.814,80

38 $ 60.196.547,20 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 50.059.006,82 $ 674.834,64

39 $ 60.196.547,20 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 50.059.006,82 $ 602.530,93

40 $ 60.196.547,20 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 50.059.006,82 $ 537.974,04

41 $ 60.196.547,20 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 50.059.006,82 $ 480.333,97

42 $ 60.196.547,20 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 50.059.006,82 $ 428.869,61

43 $ 60.196.547,20 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 50.059.006,82 $ 382.919,30

44 $ 60.196.547,20 $ 7.045.689,39 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 17.183.229,78 $ 43.013.317,43 $ 293.771,69

45 $ 60.196.547,20 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 50.059.006,82 $ 305.260,92

46 $ 60.196.547,20 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 50.059.006,82 $ 272.554,39

47 $ 60.196.547,20 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 50.059.006,82 $ 243.352,14

48 $ 60.196.547,20 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 50.059.006,82 $ 217.278,69

49 $ 60.196.547,20 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 50.059.006,82 $ 193.998,83

50 $ 60.196.547,20 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 50.059.006,82 $ 173.213,24

51 $ 60.196.547,20 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 50.059.006,82 $ 154.654,68

52 $ 60.196.547,20 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 50.059.006,82 $ 138.084,54

53 $ 60.196.547,20 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 50.059.006,82 $ 123.289,77

$ 118.971.140,40

$ 118.971.140,40

$ 355.820.465,72

$ 236.849.325,32

21%

$ 1,50

Costo KW-instalado

Potencia Instalada Flujo de inversiones ($)






Tasa de descuento

Financiamiento ($)


AÑO

BENEFICIOS EGRESOS O COSTOS

FNC (B-C) VA = VF/(1+i)^nIngresos por venta de

energía

$ 60.196.547,20

Construcción

$ 0,00

$ 0,00

$ 0,00

V

i

d

a

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t

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l

$ 60.196.547,20

$ 60.196.547,20

$ 60.196.547,20

$ 60.196.547,20

$ 60.196.547,20

$ 60.196.547,20

$ 60.196.547,20

$ 60.196.547,20

$ 60.196.547,20

$ 60.196.547,20

$ 60.196.547,20

$ 60.196.547,20

$ 60.196.547,20

$ 60.196.547,20

$ 60.196.547,20

$ 60.196.547,20

$ 60.196.547,20

$ 60.196.547,20

$ 60.196.547,20

$ 60.196.547,20

$ 60.196.547,20

$ 60.196.547,20

$ 60.196.547,20

$ 60.196.547,20

$ 60.196.547,20

$ 60.196.547,20

$ 60.196.547,20

$ 60.196.547,20

$ 60.196.547,20

$ 60.196.547,20

$ 60.196.547,20

$ 60.196.547,20

$ 60.196.547,20

$ 60.196.547,20

$ 60.196.547,20


VAN COSTOS =

TIR =

$ 60.196.547,20

$ 60.196.547,20

$ 60.196.547,20

$ 60.196.547,20

$ 60.196.547,20

$ 60.196.547,20

$ 60.196.547,20

$ 60.196.547,20

$ 60.196.547,20

$ 60.196.547,20

$ 60.196.547,20

B/C e =

$ 60.196.547,20

$ 60.196.547,20

$ 60.196.547,20

VAN =

VAN e =

VAN BENEFICIOS =

249

Anexo 30. Matriz de interacción

-X

XX

XX

XX

XX

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NÚMERO DE INTERACCIONES

FA

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Disposición de desechos y material

excedente de excavaciones

Restauración de paisajes y espacios

naturales

Mantenimiento y limpieza de obras

civiles y estructuras

Operación del embalse y la central

Generación de residuos domésticos,

sólidos y líquidos

Interrupción de producción

hidroenergética


naturales

Excavación, nivelación y relleno

Construcción de infraestructura de

presa vertedero

Suministro y colocación de hormigón y

acero de refuerzo

Construcción de otras obras civiles

Sostenimiento y revestimiento de

túneles

Retiro de equipo y maquinaria

SOCIO-CULTURALFACTOR MEDIO AMBIENTAL

OP

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Construcción de cerramientos y vías

de acceso

CARÁCTER

Desmantelamiento de instalaciones

Demolición de estructuras civiles

Manejo de residuos

Montaje de equipos

Transporte de maquinaria y materiales

250

Anexo 31. Matriz de valoración

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11

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11

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11

12

11

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11

21

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11

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12

11

21

21

12

12

11

21

21

11

12

11

11

21

12

12

11

11

21

11

12

11

11

21

11

12

11

11

21

11

12

11

11

21

1

-2

12

11

21

21

12

12

11

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23

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22

33

2

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12

31

21

13

12

12

31

21

33

13

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11

21

11

12

11

32

31

3

-3

13

33

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33

33

13

33

31

33

33

13

33

31

33

33

13

33

21

22

12

12

11

11

21

13

13

33

21

31

21

12

11

21

21

12

12

11

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33

31

12

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31

33

3

-3

13

33

31

33

33

13

33

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33

33

13

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31

33

33

13

33

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13

23

21

22

22

12

22

31

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22

12

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21

21

13

13

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11

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22

12

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12

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23

21

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12

33

21

21

33

13

13

31

31

31

12

11

21

21

13

13

33

31

33

33

13

33

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13

32

11

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21

13

32

11

33

22

23

32

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12

11

31

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11

31

21

1

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12

23

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12

23

11

22

31

12

23

11

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23

21

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21

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21

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22

12

11

11

21

12

12

11

21

21

21

22

11

21

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12

11

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11

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251

Anexo 32. Matriz de importancia

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Manejo de residuos

Montaje de equipos


BIÓTICO

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252

Anexo 33. Matriz de magnitud

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1,6

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FÍSICO

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Manejo de residuos

Montaje de equipos


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1,7

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2,4

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n

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Alto

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n d

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Bajo

253

Anexo 34. Matriz de severidad

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00

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22

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2,5

2,5

2,5

2,5

2,5

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01,2

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21,6

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63,3

63,3

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2,8

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61

0

MA

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naturales







hidroenergética


naturales



presa vertedero


acero de refuerzo



túneles




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ELEMENTO

IMPACTO

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des

Pro

cesos e

rosiv

os

Afe

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s a

cuáticas

Afe

cta

ció

n a

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s terr

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Afe

cta

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resta

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Niv

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uid

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racio

nes

Em

isio

nes g

aseosas

Altera

ció

n d

e la c

alidad d

el agua

Modific

ació

n d

e p

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ones d

e

escurr

imie

nto

Altera

ció

n d

e la c

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el suelo

Afe

cta

ció

n a

l bie

nesta

r

pobla

cio

nal

CO

NS

TR

UC

CIÓ

N

FÍSICO

FA

UN

A

SIL

VE

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FL

OR

A

SIL

VE

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de acceso

CARÁCTER


Manejo de residuos

Montaje de equipos


BIÓTICO

Dis

pers

ión d

e m

ate

rial

part

icula

do

254

Anexo 35. Plano de implantación obras de embalse, alternativa A y secciones

transversales en el eje del río.

Anexo 36. Plano de implantación obras de embalse, alternativa B y perfil del eje

del río.

Anexo 37. Plano del sistema hidráulico, planta y perfil.

Anexo 38. Plano de zona de presa-planta. Presa derivadora.

Anexo 39. Plano del túnel de construcción, obra de toma, presa ciega y corte

geológico.

Anexo 40. Plano de perfiles de ejes y secciones transversales típicas.

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