presa, bol124

CONSTRUCCION DE LA PRESA DE HORMIGON COMPACTADO CON
RODILLO (HCR) SOBRE EL ARROYO URUGUA-I EN LA PROVINCIA DE
MISIONES.
La primera de este tipo en nuestro país.
Desde entonces hasta el presente, el interés por esa tecnología hizo que se la
aplicara en gran cantidad de obras diseminadas por todo el mundo.
En 1985 comienza a tomar forma definitiva el proyecto hidroeléctrico URUGUAI y con él la primera presa de (HCR) de nuestro país. La idea de su utilización
surge como alternativa más económica al proyecto oficial, que consistía en una
presa de escollera.
Las obras de URUGUA-I se localizan en el norte de la provincia de Misiones,
sobre el curso inferior del arroyo del mismo nombre.
Transitando por el RN 12 se las encuentra a 257 km, al norte de la ciudad de
Posadas y a 36 km, al sur de Puerto Iguazú.
El arroyo URUGUA-I es afluente del río Paraná, encontrándose su
desembocadura a solo 8 km del emplazamiento de las obras. En este último
lugar su módulo es de 53 m3/s, aportados por una cuenca imbrifera de más de
2.500 km2. La cota del lecho se encuentra en 126 m sobre el nivel del mar.
DESCRIPCION GENERAL DEL APROVECHAMIENTO HIDROELÉCTRICO
El aprovechamiento hidroeléctrico del arroyo URUGUA-I se compone de una
presa principal, que se describirá más adelante, cuyo embalse o cota normal
(197m) cubrirá una superficie de aproximadamente 5.000 has. Complementan
a la presa principal dos cierres laterales, uno de cada margen, cuyos tipos
estructurales responden al de escollera con núcleo impermeable de suelos
lateríticos, protegidos con rip-rap en la cara de aguas arriba. La cota de
coronamiento, al igual que en la presa principal, es de 203 m.
Como consecuencia de estas obras quedará bajo las aguas del embalse un
tramo de la actual RN 12, cuya traza se relocalizará pasando sobre los cierres
laterales y la presa principal.
La central hidroeléctrica, situada a 1000 m aguas debajo de la presa, cuenta
con dos turbinas Francis de eje vertical. Cada una de estas turbinas, de
fabricación nacional, tiene una potencia de 60 MW.
El salto máximo disponible sin la presa de Corpus es de 99,9 m y con ésta de
89,3 m.
Dicha central está vinculada con la obra de toma a través de un único conducto
de 7,00 m de diámetro interno, que se bifurca a la entrada de la misma.
Este conducto fue excavado en túnel, a lo largo de 800 m, en roca basáltica,
llevando un revestimiento de hormigón armado.
DESCRIPCION GENERAL DE LA PRESA
La presa URUGUA-I es una estructura de gravedad que se está construyendo
con hormigón compactado con rodillo (HCR). Como datos generales podemos
mencionar los siguientes:
-
Altura total (desde nivel fundación)
Largo de coronamiento
Volumen total
80 m
687 m
600.000 m3
El paramento de aguas arriba en vertical, mientras que el de aguas abajo
tienen una pendiente 1 (vert.): 0,8 (horiz.).
Desde el punto de vista de la impermeabilización, esta presa cuenta con varias
barreras. La primera está constituida por una membrana de PVC de
2 mm de espesor, adherida a la cara posterior de los paneles premoldeados de
5,05 m x 2,20 m, que revisten la totalidad del paramento en contacto con
agua. Los paños de PVC se sueldan entre sí por medio de calor, lográndose de
esta forma la total continuidad de la membrana de toda la extensión del
paramento.
Los paneles premoldeados que sirven de base y protección a la membrana de
PVC se anclan a la capa de hormigón convencional que se encuentra
inmediatamente detrás de ellos y que constituye la segunda barrera
impermeable. Esta capa de hormigón convencional, que se va ejecutando junto
con las capas de HCR, tiene un espesor que es variable, desde los
90 cm en los niveles inferiores, hasta los 50 cm en la parte superior de la
presa.
En coincidencia con cada junta de contracción de este muro, separadas de
15 m a 20 m entre sí, se disponen dos cintas “water-stop” y detrás de ellas un
dren de 10 cm de diámetro, conectado con la galería de inspección y drenaje,
que es la encargada de conducir las posibles filtraciones hacia el paramento de
aguas abajo.
La tercer barrera para la prevención de filtraciones está dada por el
tratamiento con mezcla de asiento de la superficie entre capas de HCR,
inmediata al hormigón convencional de aguas arriba y extendida en un ancho
variable con la altura.
La mezcla de asiento tiene un contenido de cemento de 225 kg/m3 y un
tamaño máximo de agregado de 19 mm.
Esta mezcla se distribuye sobre la superficie de la capa existente en un
espesor de 2 cm a 3 cm aumentando la impermeabilidad de las juntas entre
capas. Además les confiere mayor adherencia, necesaria para lograr las
seguridades requeridas contra el deslizamiento.
El ancho en el coronamiento de la presa es de 6,80 m pero, como la RN 12 se
desviará sobre el mismo, se recurrirá a la colocación de losas premoldeadas
para llegar a un ancho total de 11 m (8,30 m para la calzada y 2,70 m para
dos veredas laterales). Estas losas ancladas al HCR recibirán la carpeta de
rodamiento del camino cuya rasante se encuentra a cota 203.
El vertedero, de escurrimiento no controlado está incorporado al cuerpo de la
presa y tiene un largo de 170,27 m, separado en doce tramos por las pilas del
puente que va sobre el mismo.
La cresta se encuentra a cota 197 y después de pasar por ella las aguas se
vuelcan en el rápido, que presenta la misma pendiente que el paramento
aguas abajo, hasta llegar al salto de “esquí” en cota 159,0.
El revestimiento del vertedero se ejecutará en hormigón armado convencional
en una etapa posterior a la construcción de la obra de HCR, y anclado al
mismo convenientemente.
La terminación del paramento aguas abajo es escalonada. Cada uno de estos
escalones presenta una altura de 40 cm, igual a la de la capa de HCR. Con
respecto al material con que se ejecuta el escalonamiento de este paramento,
podemos distinguir dos variantes.
- En zonas de vertedero, por debajo del salto de “esqui”, la terminación
escalonada se ejecuta con hormigón convencional para evitar problemas de
erosión;
- En zonas fuera del vertedero, el escalonamiento se conforma directamente
con HCR.
La galería de inspección y drenaje, mencionada antes, se ubica a 7,50 m del
paramento aguas arriba. Con mas de 500 m de largo, recorre la casi totalidad
del cuerpo de la presa recogiendo las aguas de drenaje que antes de su
restitución al cauce del arroyo serán convenientemente aforadas.
METODO CONSTRUCTIVO
El HCR usado en la construcción de esta presa tiene un contenido de cemento
de 60 kg/m3 y no incorpora ningún otro tipo de aglomerante. El agregado
grueso proviene de la trituración de la roca basáltica y su tamaño máximo es
de 7,5 cm.
Los dos tipos de arena que se utilizan son de trituración y de río. Con la
incorporación de 100 l de agua por metro cúbico se obtiene una mezcla muy
rígida con asentamiento nulo.
El bajo contenido de cemento que interviene en esta mezcla hace que
constituya una experiencia piloto en el mundo.
La elaboración del HCR se efectúa en una planta de mezclado continuo, con
una capacidad aproximada de 600 t/h. Esta planta incluye todos los sistemas
de dosificación automática de cemento, agregados y agua.
Para el transporte del HCR desde la planta elaboradora hasta el lugar de su
colocación se adoptó un sistema mixto compuesto por una cinta transportadora
y “dumpers” que circulan sobre la superficie del HCR, la cinta transportadora
cubre el primer tramo del recorrido total, extendiéndose desde la planta
elaboradora hasta un punto del emplazamiento de la presa en margen
derecha, donde descarga sobre las “dumpers”.
En su recorrido la cinta con tolvas que evitan la segregación, en aquellos
lugares en que por el cambio de dirección se pasa a otra cinta, y en la
descarga final. También existe una tolva-pulmón a la salida de dos
mezcladoras, capaz de compatibilizar una momentánea mayor producción de la
planta respecto a la velocidad de cintas.
Para prevenir la pérdida de humedad por incidencia directa de los rayos solares
o el exceso de agua por las frecuentes lluvias que afectan a la zona, se ha
dispuesto una cubierta en todo el recorrido de la cinta transportadora.
Una vez que la mezcla llega al fin de la cinta, se cargan los “dumpers” que
transportan hasta el lugar de la colocación, volcando siempre sobre el HCR
fresco y no sobre la capa que le sirve de base. De esta manera se consigue
una mayor uniformidad en los espesores, cuando el HCR se distribuye con la
hoja de tapadora.
Vista general de la obra en construcción
Esta hoja de topadora no solo distribuye el material, sino que además,
valiéndose de un sistema de rayo laser, le da los niveles buscados. El paso
siguiente consiste en la compactación, mediante rodillo vibratorio, de la capa
recién colocada. Esta compactación permitirá alcanzar las densidades
requeridas, después de un mínimo de 4 pasadas. Con este sistema se están
logrando densidades mayores a los 2.600 kg/m3 que superan los
2.400 kg/m3 que se establecieron como mínimo. Las capas de 40 cm de
espesor, deberán alcanzar una densidad sensiblemente uniforme en toda su
altura. Para efectuar estas determinaciones se dispone en obra de un
densímetro nuclear.
El hormigón convencional del paramento aguas arriba se coloca recostado
sobre los paneles premoldeados que actúan como encofrado. Seguidamente se
coloca el HCR y se procede a la compactación del hormigón convencional, por
medio de vibradores neumáticos de inmersión. También se vibra la interfase
entre ambos hormigones de modo que haya una buena identificación entre
ellos. El último término se compacta el HCR con pisones manuales en las
proximidades de los paneles. Previo a la colocación de la capa siguiente se
dispone, en el ancho de los cálculos, según el nivel, la mezcla de asiento que
es producida en una planta de hormigón convencional y transportada por
camiones mezcladores.
Una vez descargada se la distribuye por medios manuales hasta alcanzar el
espesor deseado.
La galería de inspección y drenaje se construye dejando ocupado el lugar que
le corresponde en cada capa por piedra triturada. Este material de relleno le da
apoyo a los paños de encofrado que lo separan del HCR. Cuando la bóveda de
la galería tiene la tapada suficiente se procederá a retirar el relleno que la
ocupa. El piso de esta galería cuanta con dos canaletas que, con la pendiente
adecuada, conducen las aguas al exterior.
El rápido al vertedero se constituirá en paños de 7 m de ancho, usando un
encofrado deslizante accionado por gatos hidráulicos montados sobre barras de
empuje.
El actual desvío del río cuenta con cuatro conductos incluidos en el cuerpo de
la presa. Llegado el momento de llenar el embalse, tres de estos conductos se
obtendrán con tapones de hormigón, mientras que en el cuarto se instalará el
descargador de fondo.
En la actualidad la presa se encuentra construida hasta cota 170, con mas de
la mitad de su volumen total colocado.