Fallas en las presas de tierra

FALLA DE PRESAS DE TIERRA POR DESLIZAMIENTO DE TALUDES Y FORMACIÓN DE BRECHAS ORIGINADAS POR SISMO: UN CASO EN EL ESTADO DE MÉXICO David Joaquín Delgado Hernández1, Benjamín Pérez Pliego2, Oswaldo Morales Nápoles3, David De León Escobedo4, José Emmanuel Rivero Santana5, y David Carlos Pérez Flores6 RESUMEN Las presas de tierra son obras diseñadas para almacenar agua artificialmente y, como todaestructura, corren el riesgo de fallar como consecuencia de la actividad sísmica de la zona donde se encuentran (notar que en promedio sólo 1.2% llegan a colapsar). Lo anterior, provoca importantes daños económicos directos e indirectos, sin tomar en cuenta la potencial pérdida de vidas humanas. Así, en este trabajo se desarrolla un modelo para cuantificar la probabilidad de falla de una presa detierra como consecuencia de deslizamientos de taludes o la formación de brechas provocadas por sismos durante su operación. Además, con base en un caso en el Estado de México, se determina la correlación de estas variables con la ocurrencia de un sismo. Tema II: Riesgo, Sismos, Vulnerabilidad, Presas de Tierra, Estado de México, Deslizamiento de Taludes, Brecha. ABSTRACT Earth dams are civilengineering structures to hinder water flows. Unfortunately, due to seismic activity in their construction sites, the risk of catastrophic structural failure is always present (although it is no frequent as only 1.2% of them collapse). Among the consequences associated with such an event, there are both human and economic costs. Hence, risk assessment is studied in order to develop a mathematicalmodel in such a way that it enables to assess seismic, landslide and breaching risks on the target structures. Using data from a dam in central Mexico, the model establishes the correlation between the variables analyzed and one failure cause: earthquakes. Keywords: Risk Management, Mexico, Dam Safety, Flood Frequency, Embankment Stability, Expert Systems.

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Profesor de Tiempo Completo,Miembro del Sistema Nacional de Investigadores (Nivel C), Facultad de Ingeniería, Universidad Autónoma del Estado de México, Ciudad Universitaria, Cerro de Coatepec s/n, Toluca, C.P. 50130, Estado de México, Teléfono: 01 (722) 214 05 34, ext. 1101, david.delgado@fi.uaemex.mx 2 Facultad de Ingeniería, Universidad Autónoma del Estado de México, benja13_min99@hotmail.com 3 Investigador del Departamentode Matemáticas Aplicadas, Universidad Tecnológica de Delft, Holanda, o.moralesnapoles@ewi.tudelft.nl 4 Profesor de Tiempo Completo, Miembro del Sistema Nacional de Investigadores (Nivel I), Facultad de Ingeniería, Universidad Autónoma del Estado de México, daviddeleonescobedo@yahoo.com.mx 5 Facultad de Ingeniería, Universidad Autónoma del Estado de México, shifrit02@hotmail.com 6 Facultad deIngeniería, Universidad Autónoma del Estado de México, soul001404@hotmail.com

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XVII Congreso Nacional de Ingeniería Sísmica

Puebla, Puebla, 2009

INTRODUCCIÓN Las presas de tierra, como lo prueba la historia y los restos que sobreviven de las antiguas estructuras del pasado, se han usado desde los primeros días de la civilización. Algunas de las estructuras construidas en la antigüedaderan de gran tamaño, por ejemplo en Ceilán (actual Sri Lanka), en el año 504 A.C. se terminó una presa de tierra de 18 km de largo, y de 21 m de altura, formada aproximadamente por 11.88 millones de m3 de material granular como terraplén. Actualmente, como en el pasado, las presas de tierra continúan siendo el tipo más común de estructuras contenedoras de agua, principalmente porque para suconstrucción se usa material en estado natural, con un tratamiento mínimo. Así, las presas de tierra pequeñas (menores a 15 m de altura –ICOLD, 2008), son estructuras comunes en los países en vías de desarrollo, por su alta relación beneficio a costo. Pese a su conveniencia, durante su diseño y construcción no siempre se consideran aspectos teóricos suficientes, lo que reduce la confiabilidad de las...