Mantenimiento Correctivo de Presas

N° PROYECTO
TITULO DEL PROYECTO
TIPO
SOLICITADO A:

MANTENIMIENTO CORRECTIVO DE LA ZONA DE RIP RAP DE LA PRESA UCHUHUERTA
Mejora
Superintendencia CH YUNCAN
AUTOR
REVISION
REVISION
APROBACIÓN
D. Giraldo
M.Mallqui
C. Vega
P. Rocha


1) OBJETIVO
Corregir y controlar la erosión de la zona de Rip Rap de la Presa Uchuhuerta, erosión originada por las corrientes o flujos del ríoHuachon que podría comprometer la base o cimientos de las naves desarenadores
Rip Rap: Zona de disipación de energía hidráulica, diseñado para proteger los cimentos de los desarenadores, ver Cuadro1
2) ANTECEDENTES

La Presa Uchuhuerta entra en operación el año 2005, es una presa de derivación diseñado para captar y direccionar 20m3/s hacia las naves desarenadores.
El Rip Rap de la Presaestaba diseñado para soportar caudales extraordinarios de 1000 m^3/s
Entre los años 2007 y 2009 se registró 216 m3/s como caudal máximo, ver Cuadro 2
El segundo año de operación se detecta la presencia de erosión en la zona de Rip Rap.
El año 2008 se decide corregir y controlar la erosión mencionada, se solicita propuesta de servicio a dos empresas especialistas para que se ejecute en el año2009.
No se ejecuta el año 2009 debido a las propuestas con costos altos presentados por los especialistas.
El año 2010 se toma la decisión de buscar y encontrar la solución con el mismo personal profesional de Enersur –CH Yuncan, la solución se validaría con un especialista en Hidráulica con estudios de doctorado en Massachusetts Institute of Technology.


Cuadro 1- Operación dela Presa en el periodo de Avenida, Zona de Rip Rap


Cuadro 2- Caudales Máximos del Río Huachon registrados entre 2007 y 2009

3) ANALISIS DEL PROBLEMA

Considerando que el objetivo principal del proyecto es la corrección y control de erosión del Rip Rap, se procede a realizar una evaluación cinemática con el fin de determinar áreas de concentración del flujo con corrientes de mayorpotencial que pueden generar erosión, dichas corrientes son generados por la descarga mediante las compuertas radiales y vertedero de demasía, ver cuadros 3 y 4.



Cuadro 3.- Dirección de las corrientes del río.


Cuadro 4.- Sentido de las corrientes del río Huachón.


Cuadro 5.- Daño del Rip Rap generados por las corrientes del agua


De acuerdo a las característicasconstructivas de la Presa y los caudales descargados en el periodo de avenida mediante las compuertas radiales (barrajes móviles) y el vertedero (barraje fijo) se determina la velocidad de descarga al pie del perfil obteniéndose superior a 14 m/s y el numero de Froude a 3 con lo que el flujo se convierte en flujo supercrítico.
Al pié del barraje fijo la velocidad superaría los 16m/s y el numero deFroude a 6.
La pendiente horizontal de la losa provoca que el tirante de las descargas tienda a infinito, este perfil con pendiente cero también se mantiene en la zona de Rip rap, en los Cuadro 6 y 7 se observa el perfil longitudinal y las condiciones hidráulicas calculadas.


Cuadro 6.- Condiciones hidráulicas.


Cuadro 7.- Velocidades y Número de Froude


4) PLANTEAMIENTO DE SOLUCIONSe evaluará dos alternativas de solución para corregir y controlar la erosión de la zona de Rip Rap, estas alternativas consistirán en disipar la energía de las corrientes o flujos supercríticos identificados en el punto anterior.

4.1 Colocar Disipadores de Energía al pie de los perfiles.-
Los pendientes de los perfiles de descarga de las compuertas radiales de 0.370, al que sigue una plateahorizontal hasta el Rip Rap que produce un régimen supercrítico, en este régimen hidráulico, los dados como los Chute blocks y los baffles piers esquemáticamente ubicados en una platea no resulta recomendable debido a que en esta zona las velocidades de descarga son del orden de 16 m/s la cual generaría condiciones para la ocurrencia de cavitación y daños a los dados, ver cuadros 8 y 9...