FALLA DE PRESAS

CASO: TETON

Descripción: Represa al río Teton Ubicación: Driggs, cerca a las ciudades de Sugar y Reburg en Idaho (USA)

PROPÓSITO Proveer agua para riego, protección contra inundación, generación de energía eléctrica y recreación. Dimensiones y cantidades: Altura estructural de la presa: 92,64 m Longitud de la cresta: 975,36 m Longitud del embalse: 17 millas Capacidad activa de almacenamiento: 200.000 acre - feet Capacidad de almacenamiento muerto: 470 acre - feet Capacidad de almacenamiento total: 288.250 acre – feet MATERIALES: Terraplén: Arcilla, limo, arena, grava compactados mediante rodillos vibratorios en capas de 15cm. Arena, grava seleccionados compactados mediante tractores de orugas en capas de 30 cm. Limo, arena, grava seleccionados compactados mediante rodillos de ruedas de goma en capas de 30 cm. Y finalmente se tiene un pedraplén colocado en capas de 90 cm. Mes de finalización de la construcción: Noviembre de 1975

- El embalse comenzó a llenarse el 3 de octubre de 1975 y continuó hasta que la presa falló el 5 de junio de 1976.

DIA DE FALLA 1) Entre las 10:30 y las 11:00 a.m. La grieta es la raya café oscuro en la cara de la presa cerca al

lecho rocoso gris en la mitad izquierda de la foto.

Vista noroeste hacia el estribo derecho

2) Inicio de la brecha en la cara de la presa crece hacia arriba, la erosión ha cortado el lecho

rocoso del estribo; otro hueco café se forma encima de la grieta principal; y agua café pantanosa comienza a inundar las instalaciones para generación de energía eléctrica ubicada al pie de la presa.

3) El piso del cañón está inundado de extremo a extremo.

Vista noroeste hacia la grieta

4) Miles de huecos fueron perforados en las paredes del lecho rocoso por encima y por debajo de

la presa y los huecos y todas las gritas descubiertas fueron llenadas con cemento. Se intentó utilizar "grouting" para evitar la percolación en y alrededor de la presa. Esta es una bien conocida característica en los sitios de las presas.

Vista noroeste del vertedero y el lecho rocoso en el cañón en el sitio de la presa Teton.

5) Prácticamente el material gris en el fondo del cañón es grava que fue utilizada como lleno en

el núcleo de la presa.

Vista noroeste del vertedero y lecho rocoso en el cañón en el sitio de la presa Teton.

6) El lado izquierdo es el lugar donde donde ocurrió la ruptura de la presa. El daño en la cara

y en el lado derecho fue hecho por ingenieros y otros equipos de inspección tratando de determinar la causa de la falla de la presa

La presa Teton en la actualidad. HIPOTESIS DE FALLAS - Una de las hipótesis que se han desarrollado para explicar la rotura de esta presa sostiene que la presa falló porque la pantalla era inadecuada, pues era permeable; no había filtros en el rastrillo y el núcleo era poco plástico. - Otra hipótesis sostiene como causa del fallo que: se generaron tensiones verticales aproximadamente iguales al 60% del peso de tierras (según cálculos por M.E.F.); se presentó una fractura hidráulica que unida a la falta de filtros en el rastrillo y al núcleo poco plástico, generó la rotura de la presa. - La arcilla que usaron era local, por razones de costo, pero tenía alrededor de un contenido de limo del 5 al 10%, muy por encima del 3% recomendado.

ESTRUCTURA DE LA PRESA

Las partes de la presa de Teton eran:

Un núcleo central (1) de limos eólicos compactados en capas de 15 cm con rodillos

vibratorios. Este material rellena también la gran zanja o rastrillo excavado en el valle y en los estribos de roca.

Aguas arriba y aguas abajo del núcleo se disponen dos espaldones de material granular (arena y grava) de alta permeabilidad (2), que fueron compactados a una densidad relativamente baja. La función principal de estas capas es evitar el arrastre del núcleo por parte del agua que trae el río.

Lo anterior descansaba sobre riolita, en las empinadas laderas del valle del río Teton. Roca volcánica, de edad terciaria, densamente fisurada con espesores de junta que variaban típicamente entre 5 y 7 cm, aunque se podían encontrar aberturas considerablemente mayores (30 cm). Esta figuración de la riolita de las paredes del cañón del río Teton es una de las características más sobresalientes del emplazamiento.

Por otra parte, en el fondo del valle se habían depositado suelos aluviales (3).

El núcleo es de muy baja permeabilidad y es el responsable de que el agua pase al otro lado de la presa de forma muy lenta. Esto provoca que se almacene el agua restante en el lado aguas arriba de la presa.

Por el contrario, los espaldones deben de ser muy permeables para dar salida rápidamente al agua que les llegue. Además, estos espaldones impiden que la fuerza del agua se lleve el

material del núcleo, que como se ha dicho antes es el que retiene realmente dicho líquido.

Debajo del espaldón de aguas abajo (en la base de la presa) se suele colocar un sistema de desagüe que ayude a la evacuación segura del flujo de agua que pasa por el núcleo y llega a dicho espaldón.

De las Hipótesis de Falla:

Los estudios que se realizaron tras el colapso dieron varias teorías:

1. Lo más probable es que la presa fallase debido a que en algún punto del estribo donde se inició el fallo, la pantalla de impermeabilización (núcleo) fuese permeable. Esto permitió al flujo de agua circular a través de la presa y provoco la pequeña horadación de la presa que se ha visto en las primeras imágenes. Según fluía el agua, esta iba arrastrando más material y según iba arrastrándose más material del cuerpo de la presa, iba aumentando el flujo de agua. Era un proceso que se retroalimentaba y que explica porque los bulldozers no pudieron tapar la brecha.

2. Otra teoría dice que la presa colapsó debido a las tensiones generadas al hacerse el pequeño conducto inicial. Dichas tensiones fueron agrandando el hueco por el que circulaba el agua a través de la presa. Lo cierto es que los limos eólicos secos son un material frágil, por lo que esta hipótesis es posible.

De hecho, ambas hipótesis son compatibles y el colapso pudo venir por ambas razones al mismo tiempo. Finalmente un último detalle que influencio es que la presa de Teton no tenía ningún sistema de desagüe bajo el espaldón de aguas abajo. Dicho elemento puede no ser necesario por cálculo pero hubiese ayudado mucho a evitar el fallo de haber estado presente. La falla de esta Presa obliga a medidas útiles para el diseño de presas posteriores. Siendo el detalle más inmediato la inclusión del sistema de drenaje a la hora de diseñar una presa de tierra así como el endurecimiento de las normativas de cálculo y diseño de presas en todo el mundo.”