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Contenido
Página
1.- Introducción 1
1.1.- Preámbulo 1
1.2.- Definiciones importantes 2
1.3.- Herramienta de ayuda para describir detalladamente Modos de Fallo 4
1.4.- Importancia de la Auscultación 4
2.- Ficha Técnica de la Presa 5
3.- Revisión y Análisis de la Información 6
4.- Propuesta Individual de Modos de Fallo 7
5.- Factores a Favor y en Contra de la Aparición de los Modos de
Fallo Grupales 10
6.- Clasificación de Modos de Fallo Grupales 11
7.- Necesidades de Actuación sobre Modos de Fallo Grupales 12
8.- Necesidades de Reducción de Vulnerabilidad 13
9.- Notas y/o Comentarios 14
10.- Anexo Nº 1. Herramienta para la Identificación de Modos de Fallo 16
11.- Anexo Nº 2. Tabla de Auscultación 18
Índice de Contenido I
1
1.1 Preámbulo
El presente documento pretende servir de ayuda en las sesiones para la
identificación, análisis y descripción detallada de los modos de fallo en un
sistema presa-embalse.
La finalidad principal de este protocolo es guiar a los participantes, mediante el
uso de planillas, en las pautas que se deben seguir para realizar dicho análisis.
En la siguiente figura se presenta un diagrama de flujo donde se muestra la
secuencia de pasos para realizar mencionado análisis, cada una de las casillas
expuestas corresponde a una planilla que debe ser rellenada de forma
individual y posteriormente discutida en grupo.
Figura. Secuencia para realizar un análisis de modos de fallo
Introducción 1
2
1.2 Definiciones importantes
A continuación se definen algunos conceptos importantes que serán utilizados
en el presente protocolo.
Modos de Fallo del Sistema Presa-Embalse
Un modo de fallo constituye una secuencia particular de eventos que puede dar
lugar a un funcionamiento inadecuado del sistema presa-embalse o una parte
del mismo. Esta serie de sucesos debe estar asociada a un determinado
escenario de solicitación y tendrá una secuencia lógica; la cual constará de un
evento inicial desencadenante, una serie de eventos de desarrollo o
propagación y culminará por la rotura de la presa.
En principio, se analiza cualquier modo de fallo con potencial para producir un
vertido incontrolado de caudales y, por tanto, con potencial para causar daños
sobre la vida humana. Así mismo, el análisis de los modos de fallo no se ciñe
exclusivamente a las estructuras de retención de un embalse, sino que tiene en
cuenta cualquier infraestructura incluida en el sistema presa-embalse.
Escenarios de Solicitación
Se entiende por escenarios las fuerzas que pueden actuar sobre el sistema
presa-embalse debido a solicitaciones externas. De forma general suele
definirse tres escenarios de solicitación partiendo de: eventos de naturaleza
hidrológica, eventos de naturaleza sísmica y condiciones de explotación
normal del embalse; aunque no se descarta otras acciones naturales o
antrópicas que puedan incidir sobre el correcto funcionamiento del sistema
presa-embalse.
A continuación se describen los escenarios de solicitación generales:
Escenario Hidrológico
Se considera como tal, a toda avenida que aporte caudal al embalse,
implicando ocasionalmente ciertos empujes hidrostáticos sobre la presa,
3
aumento de subpresiones o presiones intersticiales y sometiendo a diferentes
grados de agotamiento la capacidad de los órganos de desagüe y aliviaderos.
Escenario Sísmico
Se considera como tal, al que se deriva de la ocurrencia de un sismo que
somete a la presa y a sus estructuras anexas a un aumento de aceleraciones
y frecuencias, a sobre presiones intersticiales y a sobre empujes dinámicos;
es decir a variables diferentes a las del equilibrio estático.
Es importante mencionar que para el análisis se descarta la ocurrencia
simultánea de un sismo y una avenida en vista que la probabilidad conjunta de
ocurrencia es despreciable.
Escenario Explotación Normal Se considera como tal, al que se deriva de la explotación ordinaria del
embalse, incluyendo las operaciones rutinarias de explotación (variaciones en
el nivel de agua), las operaciones de mantenimiento y las variaciones
térmicas.
Evaluación cualitativa de Modos de Fallo.
La evaluación cualitativa consiste en realizar un análisis para ponderar que
modos de fallo resultan más o menos factibles que ocurran. Esta evaluación se
realiza mediante la siguiente clasificación.
Clasificación de los Modos de Fallo
Grado I: Modos de fallo que claramente se consideren factibles al existir
alguna condición o estado sintomático detectado, resultar la serie de eventos
probables e implicar consecuencias potenciales importantes.
Grado II: Modos de rotura considerados igualmente factibles, aunque con
menores posibilidades de ocurrir o consecuencias reducidas.
Grado III: Modos de fallo para los que la información disponible resulta, a
todas luces, insuficiente aunque se estiman factibles y con consecuencias
potenciales de magnitud elevada. Requieren una campaña de investigación
urgente.
4
Grado IV: Modos de rotura descartados y cuya aparición no se considera
razonable.
1.3 Herramienta de ayuda para describir detalladamente modos de fallo
Como complemento al proceso de identificación de los Modos de Fallo, se
incluye un cuadro orientativo de carácter general, con la finalidad de guiar al
participante en la descripción detallada del mismo. La herramienta esta
compuesta por las siguientes categorías:
Escenarios: que abarcan las solicitaciones que inciden sobre el sistema presa-
embalse
Componentes y Sub-Componentes del Sistema Presa-Embalse: esta categoría
identifica los elementos susceptibles a fallo donde se desencadena el
mecanismo de rotura
Fenómenos de Inicio o Desarrollo, referidos a los procesos que definen
claramente un MF.
Variables Auscultables más Influyentes e Instrumentos: Vinculan los
fenómenos de Inicio o Desarrollo con el sistema de instrumentación.
Dicha herramienta se incluye en el Anexo Nº 1.
1.4 Importancia de la Auscultación
La auscultación resulta clave en la observación y diagnóstico del
comportamiento de las presas, de esta manera ayuda en el establecimiento de
un conjunto de umbrales preventivos para los diferentes controles durante la
construcción y explotación; además constituye una herramienta importante
para ayudar a detectar diversos modos de fallo.
El Anexo Nº 2, muestra los tipos de auscultación, los instrumentos de medición
y la finalidad de los mismos.
5
Características de la Presa Tipo Ancho de Coronación (m)
Planta Volumen de Fábrica (m3)
Cota de Coronación (m.s.n.m.) Número de Bermas Aguas Arriba
Cota de Cimientos (m.s.n.m.) Número de Bermas Aguas Abajo
Cota de Cauce (m.s.n.m.) Talud Aguas Arriba (H:V)
Altura sobre Cimiento (m) Talud Aguas Abajo (H:V)
Altura sobre Cauce (m) Geología de la Cerrada:
Longitud de Coronación (m)
Características del Embalse
Nivel Máximo Normal NMN (m.s.n.m.)
Superficie de Cuenca vertiente (km2)
Nivel de Avenida de Proyecto NAP (m.s.n.m.)
Superficie de Embalse a NMN (ha)
Nivel de Avenida Extrema NAE (m.s.n.m.)
Volumen de Embalse a NMN (hm3)
Características del Aliviadero
Tipo Vanos
Situación Caudal a NAP (m3/s)
Perfil del vertedero Elemento de Disipación de Energía:
Longitud Total
Características del Desagüe de Fondo
Nº de Conductos Caudal desaguado a NAP (m3/s)
Dimensiones (mm) Longitud Total (m)
Cota de Solera en Embocadura (m.s.n.m.)
Órganos de Control
Cota de Solera en Salida (m.s.n.m.)
Características de la Central Hidroeléctrica
Nº de Conductos Órganos de Control
Dimensiones (mm) Caudal desaguado a NAP (m3/s)
Cota del Eje en Embocadura (m.s.n.m.) Longitud Total (m)
Otros
Ficha Técnica de la Presa 2
6
3.1.- Documentos que son relevantes y que permiten conocer al sistema presa-embalse.
3.2.- Carencias en la documentación o información, que se consideren importantes, del sistema presa-embalse.
Revisión y Análisis de la Información 3
7
Proponer Modos de Fallo (MF), esquemas gráficos de los mismos y mencionar
factores a favor y en contra de la aparición de los MF identificados.
El Anexo Nº 1 presenta una herramienta de ayuda para la identificación de los
MF.
a.) Propuesta Individual de Modo de Fallo
Esquema Gráfico de Modo de Fallo
Factores a Favor Factores en Contra
Propuesta Individual de Modos de Fallo 4
8
b.) Propuesta Individual de Modo de Fallo
Esquema Gráfico de Modo de Fallo
Factores a Favor Factores en Contra
c.) Propuesta Individual de Modo de Fallo
Esquema Gráfico de Modo de Fallo
Factores a Favor Factores en Contra
9
d.) Propuesta Individual de Modo de Fallo
Esquema Gráfico de Modo de Fallo
Factores a Favor Factores en Contra
e.) Propuesta Individual de Modo de Fallo
Esquema Gráfico de Modo de Fallo
Factores a Favor Factores en Contra
10
Después de realizada la identificación grupal, plantear Factores a Favor y en
Contra de la aparición de los Modos de Fallo Grupales (MFG).
Modo de Fallo Factores a Favor Factores en Contra
Factores a Favor y En Contra de la Aparición de los MFG. 5
11
Evaluación cualitativa de los MFG según los Grados I, II, III ó IV.
Modo de Fallo I II III IV Otro Final
(consenso)
Clasificación de Modos de Fallo Grupales (MFG) 6
12
Necesidades de actuación sobre los MFG considerados relevantes.
Modo de fallo Inspección / Vigilancia / Auscultación Ensayos e Investigación
Necesidades de Actuación sobre MFG 7
13
Medidas reductoras de riesgo, estructurales y no estructurales, de los MFG
considerados relevantes.
Modo de fallo Repercusiones en P.E. y N.E. Sistema Presa – Embalse
Nota: P.E.: Plan de Emergencia, N.E.: Normas de Explotación
Necesidades de Reducción de Vulnerabilidad 8
14
Notas y/o Comentarios 9
15
16
Anexo Nº 1. Herramienta para la Identificación
de Modos de Fallo en Sistemas Presa - Embalse
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Anexo Nº 2. Tabla de Auscultación
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as d
e co
nstru
cció
n o
fisur
asM
edid
or e
xter
no d
e ju
nta
o fis
uras
Reg
istra
r la
aper
tura
y c
ierr
e de
las
junt
as d
e co
nstru
cció
n o
fisur
as im
porta
ntes
sup
erfic
iale
s a
travé
s de
bas
es p
ara
defó
rmet
ros
(2D
o 3
D)
Exi
sten
cia
de fi
sura
s S
onis
copi
oD
etec
tar f
isur
as in
tern
as e
n el
cue
rpo
de la
pre
sa c
uand
o se
sos
pech
e de
su
exis
tenc
ia (3
)
Def
orm
acio
nal
(cim
enta
ción
)D
efor
mac
ione
s o
asie
ntos
en
cim
enta
ción
, y
mov
imie
ntos
en
falla
s ge
ológ
icas
Ext
ensó
met
ros
de v
arill
as
Det
erm
inar
de
form
a ap
roxi
mad
a lo
s m
ovim
ient
os v
ertic
ales
u h
oriz
onta
les
(dep
endi
endo
de
su
inst
alac
ión)
rela
tivos
de
dive
rsos
pun
tos
de a
ncla
je e
n ci
men
taci
ón re
spec
to a
una
refe
renc
ia e
xter
ior
fija,
ade
más
per
mite
n de
term
inar
de
form
a ap
roxi
mad
a el
em
puje
resu
ltant
e a
la c
imen
taci
ón y
el
mód
ulo
de d
efor
mab
ilida
d gl
obal
de
la z
ona
de c
imen
taci
ón c
ontro
lada
.
Filtr
acio
nes
Afo
rado
res
Det
erm
inar
el c
auda
l de
filtra
ción
y c
ontro
lar l
a ev
oluc
ión
del m
ism
o en
sec
tore
s im
porta
ntes
y d
e in
teré
s (e
strib
os, p
ie d
e ag
uas
abaj
o, g
aler
ías,
cue
rpo
de p
resa
)
Turb
idez
del
agu
aTu
rbid
ímet
roD
eter
min
ar la
turb
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del
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a af
orad
a pa
ra
Sub
pres
ione
s y
pre
sion
es in
ters
ticia
les
Pie
zóm
etro
s: a
bier
tos
o dr
enes
con
m
anóm
etro
s y
cerr
ados
elé
ctric
osR
egis
trar:
la p
resi
ón a
ctua
nte
sobr
e la
sup
erfic
ie d
e ap
oyo
de la
pre
sa c
on la
cim
enta
ción
(par
a ob
tene
r la
ley
de s
ubpr
esio
nes)
y la
pre
sión
de
poro
s en
el p
ropi
o ho
rmig
ón.
Var
iaci
ones
vol
umét
ricos
en
el h
orm
igón
Term
ómet
ros
y ex
tens
ómet
ro c
orre
ctor
M
edir
las
tem
pera
tura
s y
las
defo
rmac
ione
s un
itaria
s en
el h
orm
igón
, no
debi
das
a la
s te
nsio
nes
Var
iaci
ones
de
las
cara
cter
ístic
as d
el
horm
igón
Ext
racc
ión
de m
uest
ras
y an
ális
is e
n la
bora
torio
Car
acte
rizar
el e
stad
o de
l hor
mig
ón
Térm
ica
Tem
pera
tura
del
hor
mig
ón d
el c
uerp
o de
la
pres
aTe
rmóm
etro
s el
éctri
cos
fijos
(em
bebi
dos)
Con
ocer
la e
volu
ción
de
la te
mpe
ratu
ra d
el h
orm
igón
y e
l com
porta
mie
nto
térm
ico
de la
est
ruct
ura
Tens
ione
s en
la e
stru
ctur
a de
hor
mig
ón o
en
la c
imen
taci
ón. M
étod
o in
dire
cto
(4)
Ext
ensó
met
ros
eléc
trico
s, c
onoc
idos
ta
mbi
én c
omo
rose
tas
exte
nsom
étric
as (d
e cu
erda
vib
rant
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de re
sist
enci
a óh
mic
a).
Apl
icar
la te
oría
elá
stic
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ra d
eter
min
ar te
nsio
nes
en e
l cue
rpo
de la
pre
sa o
en
la c
imen
taci
ón, a
pa
rtir d
e la
s de
form
acio
nes
unita
rias
med
idas
en
varia
s di
recc
ione
s y
las
cons
tant
es m
ecán
icas
pr
opia
s de
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io a
con
trola
r (m
ódul
o de
You
ng, c
oefic
ient
e P
oiss
on, e
tc.)
Tens
ione
s en
la e
stru
ctur
a de
hor
mig
ón.
Mét
odo
dire
cto
Cél
ulas
de
pres
ión
tota
l (co
n tra
nsdu
ctor
el
éctri
co d
e cu
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rant
e o
neum
átic
o)R
egis
trar d
irect
amen
te la
s te
nsio
nes
en e
l cue
rpo
de la
pre
sa, c
on lo
cua
l se
faci
litar
ía la
tom
a rá
pida
de
dec
isio
nes,
per
o ha
sta
la fe
cha
esto
s in
stru
men
tos
han
prod
ucid
o m
ucho
s in
conv
enie
ntes
.
Not
as:
(1).
Mét
odo
poco
usa
do a
ctua
lmen
te.
(2).
Jueg
a un
pap
el m
uy im
porta
nte
en e
l cas
o de
pre
sas
delg
adas
con
gra
n cu
rvat
ura
verti
cal y
sin
gal
ería
s
(3).
Mét
odo
utili
zado
oca
sion
alm
ente
(4) M
étod
o m
ás fi
able
que
el d
irect
o, p
ero
requ
iere
de
ensa
yos
en la
bora
torio
par
a de
term
inar
las
prop
ieda
des
del m
edio
a c
ontro
lar.
Def
orm
acio
nal
(est
ruct
ura)
Hid
rául
ica
Tens
iona
l
Des
plaz
amie
ntos
ver
tical
es
Des
plaz
amie
ntos
hor
izon
tale
s
Volu
mét
rica
y
Q
uím
ica