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UNIVERSIDAD POLITÉCNICA SALESIANA
SEDE QUITO
CARRERA:
INGENIERÍA CIVIL
Trabajo de titulación previo a la obtención del título de:
INGENIERA CIVIL
TEMA:
DISEÑO DE LAS OBRAS DE EMBALSE DEL PROYECTO
HIDROELÉCTRICO MACHINAZA
AUTORA:
VANESSA LIZETH VALDIVIESO CARRIÓN
TUTOR:
JORGE IVÁN CALERO HIDALGO
Quito, julio del 2017
CESIÓN DE DERECHOS DE AUTOR
Yo Vanessa Lizeth Valdivieso Carrión, con documento de identificación N°
1721445391, manifiesto mi voluntad y cedo a la Universidad Politécnica Salesiana
la titularidad sobre los derechos patrimoniales en virtud de que soy autora del trabajo
de titulación intitulado: “Diseño de las obras de embalse del proyecto hidroeléctrico
Machinaza ”, mismo que ha sido desarrollado para optar por el título de: Ingeniera
Civil, en la Universidad Politécnica Salesiana, quedando la Universidad
facultada para ejercer plenamente los derechos cedidos anteriormente.
En aplicación a lo determinado en la Ley de Propiedad Intelectual, en mi condición de
autora me reservo los derechos morales de la obra antes citada. En concordancia,
suscribo este documento en el momento que hago entrega del trabajo final en formato
impreso y digital a la Biblioteca de la Universidad Politécnica Salesiana.
.............................................
Vanessa Lizeth Valdivieso Carrión
1721445391
Quito, julio del 2017
DECLARATORIA DE COAUTORÍA DEL DOCENTE TUTOR
Yo declaro que bajo mi dirección y asesoría fue desarrollado el trabajo de titulación,
Diseño de las obras de embalse del proyecto hidroeléctrico Machinaza realizado por
Vanessa Lizeth Valdivieso Carrión, obteniendo un producto que cumple con todos los
requisitos estipulados por la Universidad Politécnica Salesiana, para ser considerados
como trabajo final de titulación.
Quito, julio del 2017
.............................................
Jorge Iván Calero Hidalgo
1800480434
DEDICATORIA
A Dios, luz espiritual, por todas las bendiciones, oportunidades y dones regalados para
lograr culminar exitosamente una nueva etapa.
A mis padres Marcelo y Lucita, quienes han guiado cada uno de mis pasos con
paciencia e infinito amor, sin ellos este sueño no habría sido posible.
A mi hermana Diana, mi ejemplo de perseverancia y trabajo duro, por el apoyo
constante, los consejos y las complicidades.
A mi novio Daniel, el amor de mi vida, quien con su amor incondicional me dio
fortaleza para no dejarme vencer por las adversidades, siempre ha creído en mí y en lo
que soy capaz de conseguir.
A mi prima Cristina, mi hermana de corazón, por absolutamente todas las experiencias
compartidas desde muy pequeñas, cuidando siempre la una de la otra.
A mis amigos María José, Joselyn, Leonela y Edwin, por el cariño y amistad sincera
entregada durante tantos años, acompañándome en los buenos y malos momentos.
AGRADECIMIENTO
A mis padres por su sacrificio diario para ofrecerme siempre lo mejor y convertirme
en una persona de éxito.
A mi director de tesis, Ing. Jorge Iván Calero por impartir sus conocimientos y
experiencias profesionales a lo largo de mi carrera; por su esfuerzo, paciencia y
completa predisposición para ser la guía fundamental de este trabajo de titulación.
A mis profesores quienes me acompañaron en este largo caminar, por toda la sabiduría
compartida en cada una de sus clases para formarme como una profesional integral;
de manera muy especial agradecer al Ing. Fernando Ulloa por su completo apoyo en
toda mi vida estudiantil y su valioso aporte para el desarrollo del proyecto.
A todos los miembros de mi familia, especialmente a mi abuelita Targelia, por cada
día impulsarme a ser una mejor persona y cumplir con todos mis objetivos.
ÍNDICE
Introducción ................................................................................................................. 1
Glosario de Términos ................................................................................................... 4
CAPÍTULO 1 ............................................................................................................... 9
Análisis de la información básica disponible ............................................................... 9
1.1 Información geológica ....................................................................................... 9
1.2 Información hidrológica ................................................................................... 13
1.3 Información sedimentológica ........................................................................... 14
1.4 Información topográfica ................................................................................... 15
1.5 Información climatológica ............................................................................... 15
CAPÍTULO 2 ............................................................................................................. 17
Formulación de alternativas preliminares .................................................................. 17
2.1 Presa de regulación y características del embalse ............................................ 17
2.1.1 Curvas de embalse..................................................................................... 18
2.1.2 Niveles y volúmenes característicos de embalse. ..................................... 18
2.2 Alternativas a considerarse .............................................................................. 21
2.2.1 Presa ciega de escollera con aliviadero ..................................................... 21
2.2.2 Presa de hormigón a gravedad con vertido incorporado ........................... 24
2.3 Aliviadero de excedentes ................................................................................. 27
2.4 Criterios para el diseño de la obra de toma desde embalse .............................. 30
2.5 Criterios para el diseño de túneles y conductos de carga ................................. 31
2.6 Criterios para el diseño, selección del número de bloques, tipo y parámetros de
las turbinas ............................................................................................................. 31
2.7 Criterios para el diseño de las restantes obras de desagüe ............................... 34
2.7.1 Desagüe de uso actual y/o ecológico ........................................................ 34
2.7.2 Desagüe de construcción ........................................................................... 34
2.8 Criterios para la evaluación ambiental ............................................................. 35
2.9 Criterios para la evaluación económica. .......................................................... 35
2.9.1 Precios unitarios. ....................................................................................... 35
2.9.2 Costos ........................................................................................................ 35
2.9.3 Presupuesto ............................................................................................... 35
2.9.4 Gastos de operación y mantenimiento ...................................................... 36
2.9.5 Ingresos ..................................................................................................... 36
2.9.6 Flujo de caja .............................................................................................. 36
2.9.7 Indicadores económicos ............................................................................ 36
CAPÍTULO 3 ............................................................................................................. 37
Comparación de alternativas planteadas y selección de la más favorable ................. 37
3.1 Presa de escollera ............................................................................................. 37
3.2 Presa de hormigón a gravedad con vertido incorporado .................................. 38
3.3 Presupuesto Estimativo presa de escollera ....................................................... 39
3.4 Presupuesto Estimativo presa de hormigón con vertido incorporado .............. 40
CAPÍTULO 4 ............................................................................................................. 41
Diseños de las obras que componen la presa con vertido incorporado ...................... 41
4.1 Cálculo de los volúmenes y niveles característicos del embalse ..................... 42
4.1.1 Volumen y nivel muerto de embalse ......................................................... 42
4.1.2 Volumen y nivel normal de embalse ......................................................... 45
4.1.3 Volumen y nivel forzado de embalse ........................................................ 47
4.2 Cálculo del nivel aguas abajo de la presa vertedero ........................................ 50
4.3 Diseño de la presa de hormigón con vertido incorporado ................................ 51
4.4 Diseño de presa ciega de hormigón a gravedad ............................................... 62
4.5 Diseño del túnel de construcción ..................................................................... 67
4.6 Dimensionamiento de la obra de toma ............................................................. 70
4.7 Diseño del túnel de carga ................................................................................. 70
4.8 Dimensionamiento del reservorio o chimenea de equilibrio............................ 73
4.9 Dimensionamiento de la tubería de presión ..................................................... 75
4.10 Dimensionamiento del equipo Electromecánico ............................................ 77
4.10.1 Tipo y número de turbinas ...................................................................... 77
4.10.2 Generador y transformador ..................................................................... 79
4.11 Dimensionamiento de la casa de máquinas subterránea ................................ 80
4.12 Dimensionamiento del túnel de restitución .................................................... 82
4.13 Diseño del desagüe de uso actual y/o ecológico ............................................ 82
CAPÍTULO 5 ............................................................................................................. 83
Evaluación económica ............................................................................................... 83
5.1 Presupuesto ...................................................................................................... 83
5.2 Gastos de operación y mantenimiento ............................................................. 85
5.3 Costos de reposición de equipos ...................................................................... 86
5.4 Ingresos ............................................................................................................ 86
5.5 Flujo de caja ..................................................................................................... 87
5.6 Indicadores económicos ................................................................................... 87
5.6.1 Valor actual neto ....................................................................................... 87
5.6.2 Tasa interna de retorno .............................................................................. 88
5.6.3 Beneficio-costo ......................................................................................... 89
5.6.4 Costo por KW instalado ............................................................................ 89
CAPÍTULO 6 ............................................................................................................. 91
Impactos ambientales ................................................................................................. 91
7.1 Análisis de los impactos significativos al medio ambiente .............................. 91
7.2 Metodología y criterios para la identificación y valoración de impactos
ambientales ............................................................................................................. 92
7.2.1 Matriz de Interacción ................................................................................ 92
7.2.2 Matriz de Valoración................................................................................. 93
7.2.3 Matriz de Importancia ............................................................................... 95
7.2.4 Matriz de Magnitud ................................................................................... 96
7.2.5 Matriz de severidad ................................................................................... 97
7.3 Impactos ambientales identificados en el proyecto .......................................... 98
7.3.1 Impactos ambientales al factor físico ........................................................ 98
7.3.2 Impactos ambientales al factor biótico ...................................................... 98
7.3.3 Impactos ambientales al económico y sociocultural ................................. 98
Conclusiones ............................................................................................................ 100
Recomendaciones ..................................................................................................... 104
Referencia bibliográfica ........................................................................................... 105
Anexos ..................................................................................................................... 108
Índice de tablas
Tabla 1. Caudales Medios Mensuales Río Machinaza (m3/s) ................................... 14
Tabla 2. Velocidad del viento (m/s) ........................................................................... 16
Tabla 3. Nivel de importancia de presas en función de su altura y del macizo de
cimentación ................................................................................................................ 22
Tabla 4. Régimen de trabajo del embudo .................................................................. 29
Tabla 5. Presupuesto presa ciega de escollera .......................................................... 39
Tabla 6. Presupuesto Presa de hormigón con vertido incorporado ............................ 40
Tabla 7. Nivel muerto de embalse............................................................................. 43
Tabla 8. Nivel útil de embalse.................................................................................... 45
Tabla 9. Nivel forzado de embalse ............................................................................. 47
Tabla 10. Resultados carga total dinámica sobre el vertedero (Ho) y carga de diseño
(H) .............................................................................................................................. 51
Tabla 11. Coordenadas Creaguer-Offizyeron (Coordenadas Perfil Creaguer) ......... 54
Tabla 12. Valores flujo aguas abajo ........................................................................... 56
Tabla 13. Diseño pozo de disipación ........................................................................ 56
Tabla 14. Coeficientes de Resistencia ....................................................................... 58
Tabla 15. Pérdidas de carga ...................................................................................... 59
Tabla 16. Gradiente máxima a la salida del flujo de filtración ................................. 59
Tabla 17. Caudal de filtración ................................................................................... 60
Tabla 18. Resultados túnel de construcción ............................................................... 69
Tabla 19. Resultados túnel de carga .......................................................................... 73
Tabla 20. Resultados tubería de presión ................................................................... 76
Tabla 21. Dimensiones principales de la turbina ....................................................... 78
Tabla 22. Dimensiones principales del generador .................................................... 80
Tabla 23. Presupuesto del proyecto ........................................................................... 84
Tabla 24. Gastos de operación y mantenimiento ....................................................... 85
Tabla 25. Vida útil de piezas o sistemas de una central hidroeléctrica ...................... 86
Tabla 26. Tarifa e ingresos por venta de energía ....................................................... 87
Tabla 27. Valor actual neto ....................................................................................... 88
Tabla 28. Tasa interna de retorno .............................................................................. 88
Tabla 29. Relación Beneficio/Costo ......................................................................... 89
Tabla 30. Variables y escala de calificación de impactos ......................................... 95
Tabla 31. Valoración de importancia del impacto .................................................... 96
Tabla 32. Valoración de magnitud del impacto ........................................................ 97
Tabla 33. Valoración de severidad del impacto ........................................................ 97
Índice de figuras
Figura 1.Topografía del lugar del proyecto. Río Machinaza ..................................... 15
Figura 2. Niveles y volúmenes característicos de embalse. ....................................... 21
Figura 3. Implantación de la presa ciega de escollera ................................................ 38
Figura 4.Implantación de la presa de hormigón a gravedad con vertido incorporado39
Figura 5. Curva de embalse volumen vs elevación (NME) ....................................... 44
Figura 6. Curva de embalse área vs elevación (NME) ............................................... 44
Figura 7. Curva de embalse volumen vs elevación (NNE) ........................................ 46
Figura 8. Curva de embalse área vs elevación (NNE) ............................................... 46
Figura 9. Curva de embalse volumen vs elevación (NFE)......................................... 48
Figura 10.Curva de embalse área vs elevación (NFE) ............................................... 48
Figura 11. Niveles característicos de embalse curva área vs elevación ..................... 49
Figura 12. Niveles característicos de embalse curva volumen vs elevación .............. 49
Figura 13. Curva de Descarga .................................................................................... 50
Figura 14. Perfil teórico triangular presa derivadora ................................................. 53
Figura 15. Perfil hidráulico presa derivadora ............................................................. 55
Figura 16. Presa vertedero (Combinación básica con carga de diseño) ..................... 61
Figura 17. Presa vertedero (Combinación especial con carga de diseño) .................. 62
Figura 18. Perfil teórico triangular presa ciega de hormigón primera configuración 63
Figura 19.Diagrama de fuerzas, combinación básica, presa ciega de hormigón
(Primer caso) .............................................................................................................. 64
Figura 20. Diagrama de fuerzas, combinación especial, presa ciega de hormigón
(Primer caso) .............................................................................................................. 64
Figura 21. Diagrama de fuerzas, combinación básica, presa ciega de hormigón
(Segundo caso) ........................................................................................................... 65
Figura 22. Diagrama de fuerzas, combinación básica, presa ciega de hormigón
(Segundo caso) ........................................................................................................... 66
Figura 23. Perfil constructivo presa ciega de hormigón ............................................ 67
Figura 24. Análisis técnico-económico del túnel de construcción ............................. 68
Figura 25. Gráfico para determinar el revestimiento de túnel con superficie libre.... 69
Figura 26. Obra de toma............................................................................................. 70
Figura 27. Curva de duración general de caudales ................................................... 71
Figura 28. Análisis técnico-económico del túnel de carga ........................................ 71
Figura 29. Gráfico para determinar el revestimiento de túnel a presión .................... 72
Figura 30. Reservorio o chimenea de equilibrio ........................................................ 74
Figura 31. Análisis técnico-económico de la tubería de presión ............................... 75
Figura 32. Potencia de la turbina vs Carga de diseño ................................................ 77
Figura 33. Dimensiones del rodete y carcaza............................................................. 78
Figura 34. Dimensiones del distribuidor e inyector ................................................... 79
Figura 35. Dimensiones de la caverna de la casa de máquinas (Vista frontal) .......... 81
Figura 36. Dimensiones de la caverna de la casa de máquinas (Vista lateral) ........... 81
Figura 37. Dimensiones del túnel de descarga o restitución ...................................... 82
Índice de anexos
Anexo 1. Operación de embalse del río Machinaza ................................................. 108
Anexo 2. Curva de descarga .................................................................................... 110
Anexo 3. Diseño de presa de escollera, opción 1 ..................................................... 112
Anexo 4. Diseño de presa de escollera, opción 2 ..................................................... 113
Anexo 5. Diseño del aliviadero de excedentes de la presa de escollera .................. 114
Anexo 6. Diseño preliminar de la presa de hormigón con vertido incorporado ...... 121
Anexo 7. Diseño preliminar de la presa ciega de hormigón, primera configuración.
.................................................................................................................................. 136
Anexo 8. Diseño preliminar de la presa ciega de hormigón, segunda configuración
.................................................................................................................................. 144
Anexo 9. Diseño definitivo de la presa de hormigón con vertido incorporado ....... 152
Anexo 10. Diseño definitivo de la presa ciega de hormigón, primera configuración
.................................................................................................................................. 167
Anexo 11. Diseño definitivo de la presa ciega de hormigón, segunda configuración
.................................................................................................................................. 175
Anexo 12. Análisis técnico-económico del túnel de construcción .......................... 182
Anexo 13. Análisis presupuestario del túnel de construcción ................................. 185
Anexo 14. Dimensionamiento de la obra de toma ................................................... 187
Anexo 15. Análisis técnico-económico del túnel de carga ...................................... 189
Anexo 16. Análisis presupuestario del túnel de carga ............................................. 192
Anexo 17. Dimensionamiento del reservorio o chimenea de equilibrio .................. 195
Anexo 18. Análisis técnico-económico de la tubería de presión ............................. 201
Anexo 19. Análisis presupuestario de la tubería de presión .................................... 204
Anexo 20. Dimensionamiento del equipo electromecánico ..................................... 206
Anexo 21. Dimensionamiento de la casa de máquinas ............................................ 214
Anexo 22. Dimensionamiento del túnel de restitución o descarga .......................... 218
Anexo 23. Diseño del desagüe de uso actual y/o ecológico .................................... 221
Anexo 24. Análisis de precios unitarios y costos de equipo eléctrico y mecánico .. 226
Anexo 25. Cronograma de ejecución ....................................................................... 244
Anexo 26. Cronograma valorado ............................................................................. 245
Anexo 27. Evaluación económica escenario pesimista............................................ 246
Anexo 28. Evaluación económica escenario normal ............................................... 247
Anexo 29. Evaluación económica escenario optimista ............................................ 248
Anexo 30. Matriz de interacción .............................................................................. 249
Anexo 31. Matriz de valoración ............................................................................... 250
Anexo 32. Matriz de importancia............................................................................. 251
Anexo 33. Matriz de magnitud ................................................................................ 252
Anexo 34. Matriz de severidad ................................................................................ 253
Anexo 35. Plano de implantación obras de embalse, alternativa A y secciones
transversales en el eje del río. .................................................................................. 254
Anexo 36. Plano de implantación obras de embalse, alternativa B y perfil del eje del
río. ............................................................................................................................ 254
Anexo 37. Plano del sistema hidráulico, planta y perfil. ......................................... 254
Anexo 38. Plano de zona de presa-planta. Presa derivadora.................................... 254
Anexo 39. Plano del túnel de construcción, obra de toma, presa ciega y corte
geológico. ................................................................................................................. 254
Anexo 40. Plano de perfiles de ejes y secciones transversales típicas. .................... 254
Resumen
El presente trabajo de titulación comprende un conjunto de obras civiles que permiten
aprovechar el caudal del río Machinaza 18,4 km aguas debajo de su cruce con el río
Zamora, para que la demanda del usuario energético sea satisfecha con el 95% de
garantía en volumen y tiempo.
Las principales estructuras, diseñadas a nivel de factibilidad, que forman parte del
proyecto hidroeléctrico son las siguientes: Una presa de hormigón con vertido
incorporado y dos presas ciegas a gravedad que cumplen condiciones de estabilidad al
deslizamiento y resistencia, éstas se encuentran separadas por muros de hormigón.
Se ha previsto el dimensionamiento de un túnel de construcción para desviar el río
durante el periodo de ejecución y un desagüe de uso actual y/o ecológico ubicado en
uno de los muros divisorios; por su parte el sistema hidráulico comprende una obra de
toma, un túnel de carga de 5,12 km de longitud, una chimenea de equilibrio de 83m de
altura y una tubería de presión de 816,2m que conducirán el caudal hasta la casa de
máquinas subterránea ubicada en la margen izquierda del río.
La central hidroeléctrica aloja 3 unidades de generación con turbinas tipo Pelton,
establecidas para un caudal de 9,86 m3/s, así como generadores y transformadores en
igual cantidad. La capacidad instalada es de 120,56 MW y anualmente generará
1056,08 GWh con un factor de instalación de 1.
Los caudales turbinados descargan en el río Zamora a través de un túnel de descarga
de 1563m de longitud.
Abstract
The present project includes a set of civil works that allow to take advantage of the
flow of the Machinaza river, 18.4 km downstream of its crossing with the Zamora
river, so that the demand of the energy user is satisfied with 95% guarantee in volume
and time.
The main structures, designed at the level of feasibility, that are part of the
hydroelectric project are the following: A concrete dam with landfill and two gravity-
blind dams that meet conditions of stability to sliding and resistance, these are
separated by concrete walls.
The design of a construction tunnel to deviate the river during the execution period
and a drain current and / or ecological use located on one of the dividing walls is
planned; For its part, the hydraulic system comprises a work of taking, a tunnel of load
of 5,12 km of length, an equilibrium chimney of 83m of height and a pressure pipe of
816,2m that will lead the flow to the engine underground room located on the left bank
of the river.
The hydroelectric power station has 3 generation units with Pelton turbines,
established for a flow of 9.86 m3 / s, as well as generators and transformers in equal
quantity. The installed capacity is 120.56 MW and annually will generate 1056.08
GWh with an installation factor of 1.
The turbinated flows discharge in the Zamora river through a tunnel of discharge of
1563m of length.
1
Introducción
La energía se encuentra asociada al crecimiento económico de un país, puesto que el
incremento en la producción de valor agregado aumenta la demanda energética, no
solo debido a los procesos tecnológicos involucrados sino, gracias al mejor nivel de
vida que dicho crecimiento origina. En nuestro país, alrededor del 90% del recurso
hidroeléctrico se encuentra pendiente de desarrollo; sin embargo, se han realizado
millonarias inversiones en la construcción y puesta en funcionamiento de grandes
proyectos hidroeléctricos, que han permitido, en los últimos diez años, el crecimiento
energético de 4.8% anual, 2.7% menos que el del sector eléctrico. De acuerdo a
voceros oficiales, en Ecuador, actualmente, existiría un superávit energético; esto se
explicaría por el estancamiento en los últimos años de la producción de valor agregado,
principalmente en el sector industrial; sin embargo, tal situación deberá revertirse en
el corto y mediano plazo, determinando el consiguiente incremento permanente de la
demanda energética.
Con las distintas alternativas para fomentar el desarrollo del sistema energético del
Ecuador, se ha logrado la expansión de las fuentes energéticas renovables que
posibiliten el aumento de la cobertura eléctrica y el mejoramiento de la infraestructura
para disminuir, en gran medida, las pérdidas de dicho recurso.
Por tanto, se requiere la ejecución de sistemas fluviales con embalses de regulación
hídrica, a partir de la formulación y diseño de proyectos hidráulicos para un desarrollo
hidroeléctrico que permanentemente posibilite disponer de una capacidad de
generación concordante con el desarrollo, con el incremento de la producción de valor
agregado y con el consiguiente aumento de la demanda energética nacional. La
construcción de nuevas centrales hidroeléctricas permitirá, además, reducir los niveles
2
de contaminación al medio ambiente. En este contexto deberán ser aprovechados los
recursos hídricos del río Machinaza.
En el presente trabajo, cada obra está debidamente justificada en la memoria técnica
que incluye los cálculos, procedimientos y dimensionamientos propios de cada
elemento constructivo, con sus respectivos planos que respaldan las decisiones
tomadas en el proyecto, con el grado de detalle correspondiente al nivel de factibilidad.
Objetivos:
General: Elaborar el diseño, a nivel de factibilidad, de las obras de embalse del
proyecto hidroeléctrico Machinaza, para aprovechar los recursos hídricos del río del
mismo nombre e incorporar la producción energética al sistema nacional
interconectado.
Específicos:
• Elaborar el diseño a nivel de factibilidad de una presa de escollera o de hormigón
a gravedad con vertido incorporado, a partir de la comparación técnico-económica
de alternativas, que permita disponer de un embalse de regulación con niveles y
volúmenes característicos para la mayor producción hidroeléctrica posible con el
nivel de garantía compatible con un componente del sistema interconectado,
respetando los usos actuales y / o ecológicas aguas abajo.
• Elaborar el diseño a nivel de factibilidad de cada una de las obras de un aliviadero
de excedentes cerrado con orificio superficial de entrada y pozo vertical, previa
determinación de la crecida máxima para el periodo de retorno dado, el efecto de
laminación del embalse y el caudal de diseño del aliviadero.
3
• Elaborar el diseño a nivel de factibilidad, de dos desagües desde el embalse, para
las condiciones dadas en la matriz de información básica: obra de toma y desagüe
de uso actual y/ ecológico.
• Elaborar el diseño a nivel de factibilidad del túnel de construcción que permita el
desvío del río durante la fase constructiva del proyecto.
• Elaborar el diseño a nivel de factibilidad de un sistema hidráulico, que consta de
un túnel de carga y una tubería de presión.
• Determinar el número y tipo de turbinas necesarias para el correcto funcionamiento
del sistema.
• Elaborar los planos de las diferentes obras con el detalle que corresponde al nivel
de factibilidad;
• Elaborar la correspondiente matriz de impactos ambientales causados por la
propuesta seleccionada.
• Establecer costos por medio de una evaluación económica preliminar del proyecto,
considerando su operación independiente del sistema nacional interconectado.
4
Glosario de Términos
Simbología Significado Unidad
∆Hgol=Incremento de la carga debido al golpe de ariete,
considerando el tiepo de cierre de la turbinam
j c= Ángulo de fricción interna suelo de cimentación °
αi=
Ángulo entre la vertical y el radio hasta su contacto con el
punto de intersección del eje de la franja y la superficie de
deslizamiento
°
EH= Módulo de deformación del hormigón Gpa
Eo'= Módulo de elasticidad del agua Gpa
To= Tiempo de duración de la crecida h
f'c= Resistencia a la compresión del hormigón kg/cm2
j H= Peso específico del hormigón kg/m3
r= Densidad del agua kg/m3
Vv= Velocidad del viento km/h
G1= Fuerza de gravedad KN/m
gi= Peso total del suelo en la franja i KN/m
g'i= Peso total del suelo seco en la franja i KN/m
g''i= Peso total del suelo sumergido en la franja i KN/m
gni= Fuerza normal del suelo KN/m
Gs= Fuerza sísmica en el cuerpo de la presa KN/m
gti= Fuerza tangencial del suelo KN/m
P= Presión activa total del suelo KN/m
P'= Presión activa sin sismo KN/m
PHE= Fuerza de presión de empuje de suelo saturado aguas arriba KN/m
Pi= Fuerza de presión hidrostática KN/m
Ps= Fuerza de presión de sedimentos KN/m
PsH= Fuerzas sísmicas en el agua horizontal KN/m
Psv= Fuerzas sísmicas en el agua vertical KN/m
W= Fuerza de subpresión KN/m
C= Cohesión específica KN/m2
σcr= Esfuerzo crítico KN/m2
σy′= Esfuerzo mínimo KN/m2
σy'′= Esfuerzo máximo KN/m2
g = Peso específico del material KN/m3
go = Peso específico del agua KN/m3
γH= Peso específico del Hormigón KN/m3
γo= Peso específico del Hormigón KN/m3
γs= Peso saturado KN/m3
γss= Peso específico seco de los sedimentos KN/m3
GLOSARIO DE TÉRMINOS
5
∆plim=Incremento límite de la presión hidrodinámica, debido al
golpe de arieteKpa
Pap= Potencia aparente KV-A
Pc= Potencia de cálculo KV-A
Pn= Potencia nominal del generador KV-A
PG= Potencia del generador KW
∆Hlim= Incremento límite de la carga m
b= Ancho de la cresta de la presa m
B= Frente preliminar del vertedero m
Bcav.c.maq= Ancho de la caverna de la casa de máquinas m
bdent= Ancho del dentellón m
bf= Ancho de la franja m
bs= Ancho de solera m
Cs= Altura de la presa derivadora m
D= Diámetro m
d= Diámetro relativo de salida del inyector m
D1= Diámetro del rodete de la turbina m
Da= Diámetro del acero activo m
Dbx= Diámetro relativo de entrada al distribuidor m
dbx= Diámetro relativo en la sección de entrada al inyector m
dc= Diámetro del chorro m
DD= Diámetro de la derivación m
Dirotor= Diámetro del rotor m
DPG= Longitud del puente grúa m
DTG= Diámetro total del generador m
e= Excentricidad m
E= Energía estática específica m
Eo= Energía específica total m
H= Carga de diseño m
h'= Primera conjugada m
h''= Segunda conjugada m
h= Profundidad de flujo m
hc= Profundidad contraída m
HC= Carga de cálculo m
hcasa.maq= Altura de la caverna de la casa de máquinas m
hcr= Profundidad crítica m
hden= Altura del dentellón m
hent= Pérdidas de carga a la entrada m
hesc= Pérdidas de carga del escalón m
hf= Pérdidas de carga totales m
hfD= Pérdida de carga total en la derivación m
hi'= Espesor del suelo seco en la franja m
hi''= Espesor de suelo sumergido en la franja m
6
hl= Pérdidas de carga longitudinales m
hla= Espesor de la lámina de agua m
hlong= Pérdidas de carga del elemento longitudinal m
Ho= Carga total dinamica sobre el vertedero m
ho= Profundidad aguas abajo m
hraab=Altura relativa máxima de ubicación del rodete sobre el
nivel aguas abajom
hs= Profundidad de sedimentos m
hsal= Pérdidas de carga a la salida m
htab= Altura de la tabla estaca m
htab= Pérdidas de carga de la tabla-estaca m
hTc= Altura total de la carcaza m
hTG= Altura total del generador m
L= Longitud m
la= Longitud del acero activo m
li= Longitud del límite inferior de la franja m
lo= Proyección horizontal del contorno subterráneo m
Lp= Longitud del pozo de disipación m
Lpm= Longitud del patio de maniobra de la casa de máquinas m
Lr= Longitud del resalto hidráulico m
LT= Longitud total de la casa de maquinas m
Lve= Longitud circular del vertedero m
AAb= Cota del nivel aguas abajo en el punto B m
R= Radio de falla m
r= Radio de la bóveda de la caverna de la casa de máquinas m
Rh= Radio hidráulico m
Rhcr= Radio hidráulico crítico m
Ro= Radio del vertedero circular m
Smin= Profundidad minima m
So= Proyección vertical del contorno subterráneo m
T1= Espesor de la capa permeable antes del elemento vertical m
Tact= Espesor dela capa activa del suelo permeable m
Tact'= Espesor de la capa activa para pérdidas de carga m
Tact''=Espesor de la capa activa para la gradiente máxima a la
salida del flujo de filtraciónm
Tact'''= Espesor de la capa activa para caudal de filtración m
Tcal= Espesor de cálculo m
tp= Profundidad del pozo m
Treal= Espesor real de la capa permeable del suelo m
x, y= Brazo de palanca de fuerzas m
X= Perímetro mojado m
Xcr= Perímetro mojado crítico m
xi=Distancia horizontal entre el eje de la franja y la vertical
desde el centro de deslizamientom
7
zmAscenso máximo del nivel de agua de la chimenea de
equilibrio sin considerar el efecto de fricciónm
zm(wR)Ascenso máximo del nivel de agua de la chimenea de
equilibrio considerando el efecto de fricciónm
z= Diferencia de niveles m
t= Espesor del pozo de disipación m
d= Espesor de la tubería m
NFE= Nivel forzado de embalse m.s.n.m
NME= Nivel muerto de embalse m.s.n.m
NNE= Nivel normal de embalse m.s.n.m
i= Pendiente m/m
icr= Pendiente crítica m/m
a'= Velocidad de la onda hidráulica en el conducto m/s
g= Aceleración de la gravedad m/s
v= velocidad m/s
vcr= Velocidad crítica m/s
vcre= velocidad media en la cresta m/s
vmáxperm= Velocidad máxima permisible m/s
vo= Velocidad de acercamiento m/s
b ̅ = Sección media m2
bo= Sección de acercamiento m2
w= Sección de flujo m2
wcr= Sección transversal crítica m2
NME= Volumen muerto de embalse m3
NNE= Volumen normal de embalse m3
VFE= Volumen forzado de embalse m3
Q= Caudal m3/s
Qcrec máx= Caudal de crecida máxima m3/s
Qd= Caudal de derivación m3/s
Qdis= Caudal de diseño m3/s
QT= Caudal total m3/s
q= Caudal unitario m3/s*m
qf= Caudal de filtración m3/s*m
ε= Rugosidad absoluta mm
G= Peso del generador MN
GTr= Peso del transformador MN
GD2= Momento centrífugo MN-m
Ra= Resistencia a la tracción del acero MPA
PT= Potencia de cada turbina MW
N= Velocidad de rotación aproximada rpm
Tc= Tiempo de cierre de la turbina s
tF= Tiempo de fase s
a= Relación de llenado
CA= Coeficiente específico
8
f= Coeficiente de fricción
Fp= Factor de Potencia
FSD= Factor de seguridad al deslizamiento
FSDperm= Factor de seguridad al deslizamiento permisible
hj= Pérdidas de carga locales
j = Coeficiente de velocidad
j s= Ángulo de fricción interna de sedimentos
Jsalmáx= Gradiente máxima a la salida del flujo de filtración
l = Factor de fricción
n sed= Porosidad sedimentos
n= Coeficiente de manning
nc= Porosidad material de cimentación
np= Porosidad material de presa
p(2p)= Número de polos del generador
Re'(D)= Límite inferior del número de Reynolds
Re'(D)= Límite superior del número de Reynolds
Re= Númeo de Reynolds
t*= Divisor de polos
T= Periodo
T2= Espesor de la capa permeable después del elemento vertical
TIN= Constante Inercial
z= Incremento relativo de la carga debido al golpe de ariete
Zc= Número de chiflones
α1= Coef. De efecto del elemento impermeabilizante
εr= Rugosidad relativa
μ= Coeficiente de descarga de la tubería
ξent= Coeficientes de resistencia a la entrada
ξesc= Coeficientes de resistencia del escalón
ξlong= Coeficientes de resistencia del elemento longitudinal
ξsal= Coeficientes de resistencia a la salida
ξtab= Coeficientes de resistencia de la tabla-estaca
9
CAPÍTULO 1
Análisis de la información básica disponible
1.1 Información geológica
La información geológica disponible ha sido obtenida de estudios previos realizados
en el año 1988 por el Instituto Ecuatoriano de Electrificación donde constan las
siguientes particularidades:
La cuenca correspondiente al río Machinaza, en sus características geomorfológicas,
está conformada por rocas de la formación Hollín las cuales crean llanuras con
morfología suave. Específicamente, el sitio de la probable implantación de las distintas
obras pertenecientes al proyecto hidroeléctrico en estudio, está cubierto por vegetación
selvática muy densa con una gran progresión de suelo orgánico; además es importante
indicar que el estrato rocoso del lugar está formado por rocas intrusivas y
sedimentarias, así como la existencia de depósitos coluviales que incluyen la presencia
de fragmentos en matriz y suelos de tipo limo-arenoso y terrazas aluviales formadas
de cantos rodados, gravas y arenas (INECEL, 1988).
De dicha información se desprenden las características propias de los diferentes tipos
de obras:
a) Presa
El macizo de cimentación natural es rocoso y en cuanto a su litología, se trata de rocas
débiles, intensa y desfavorablemente estratificadas, muy alteradas con
discontinuidades de mediana frecuencia y actitud media, de igual manera, posee
condiciones geomorfológicas medias con ángulos de 20° a 35°, poco escalonada y con
pocas capas portantes.
10
De acuerdo con sus rasgos tectónicos, existen fallas inferidas que no se encuentran
activas mientras que geológicamente las rocas presentan un módulo de deformación
de E=5 GPa y un coeficiente de dureza de 4, asumidos de acuerdo a las características
analizadas; además al mostrarse medianamente fracturadas requieren de un
tratamiento de consolidación antes de la implantación de una obra hidráulica. Dicho
tratamiento busca mejorar las condiciones de resistencia y deformabilidad en la capa
activa de la base de la cimentación a través de inyecciones de soluciones de cemento.
Por otro lado, la roca de cimentación es medianamente permeable, por lo que se
necesita de una cortina de impermeabilización y drenaje vertical parcial del agua de
filtración y de acuerdo a su capacidad de soporte requiere poco tratamiento y/o sobre
excavación
De la consideraciones realizadas, se podría asumir que la roca se encuentra entre fuerte
y medianamente deformable complicada en su mayoría por la desfavorable
estratificación existente, es por estas razones que en las condiciones geotécnicas dadas
resultaría necesario implantar presas con alturas únicamente hasta 60-70 (m), cuya
excavación promedio se encontrará entre 5 y 20 metros, esto, debido a que presas
con alturas superiores a las indicadas requerirían mayor profundidad de la cota de
cimentación, lo que involucraría el desalojo de grandes volúmenes de roca meteorizada
y además que el macizo sea sometido a un importante y costoso tratamiento de
consolidación.
Es importante citar que conforme se desprende el corte geológico en el eje de la presa
se observa que ésta se encuentra cimentada en roca intrusiva, lo que lleva a la
conclusión que al tratarse de una presa de mediana altura no implica complicaciones
en cuanto a solicitaciones sobre ella, especialmente solicitaciones a compresión.
11
b) Aliviadero
Al igual que el en caso del sitio de presa, hay presencia de fallas inferidas pero
inactivas, así como medianas fisuras en las fracturas existentes. Respecto a su
capacidad portante se trata de un macizo que requiere poco tratamiento y/o sobre
excavación y posee condiciones intermedias de meteorización.
Se deben realizar tratamientos de consolidación e impermeabilización similares a los
indicados para la presa con el fin de mejorar las condiciones de las rocas dada su
mediana fracturación y permeabilidad.
Se estima además, que la profundidad promedio de excavación necesaria para la
cimentación del aliviadero estará sobre los 20 metros.
c) Túnel de desvío
En el área de implantación de esta obra el macizo rocoso presenta características
intermedias y con algunos contactos, de 3 a 4 tipos litológicos, sus estructuras tienen
condiciones medianas de fracturación y estratificación (intensidad y posición) con
alguna indicación de falla.
Geológicamente existen rocas malas medianamente permeables y fracturación media,
no poseen autosustentación, razón por la cual se prevé un revestimiento severo.
Para el recubrimiento la condición litológica es intermedia mostrándose rocas débiles
poco compactas y meteorizadas, además su extensión con espesor mínimo de 20 m no
sobrepasa el 10% del mismo, considerándose como una condición favorable.
Por otro lado, los portales poseen malas condiciones geotécnicas, geomecánicas y
geomorfológicas de implantación.
12
d) Túnel de carga
Se aprecia que la composición y estructura de la roca de implantación muestra entre 3
y 4 tipos litológicos con características de intermedias a malas y algunos contactos y
que sus estructuras exhiben medianas y desfavorables condiciones de fracturación y
estratificación (intensidad y posición) con alguna indicación de falla. Es importante
destacar que la presencia de roca mala sin autosustentación, hace prever la necesidad
de un revestimiento exigente.
Es de formación geológica medianamente permeable y estructuras con condición de
fracturación intermedia. Las rocas que constituyen el recubrimiento del túnel de carga
son de condición intermedia y débiles, mientras que la extensión del mismo con
espesor mínimo de 20 m se encuentra en un rango del 10% al 20 %.
Sus portarles de entrada y salida tienen idénticas características que las mencionadas
en el túnel de desvío.
e) Casa de máquinas subterránea
Se estima que su lugar de implantación se caracteriza por la presencia de rocas duras,
isotrópicas, homogéneas y de un solo tipo con estructuras de medianas condiciones de
fracturación y estratificación (intensidad y posición) y alguna indicación de falla; ésta
última característica también es evidenciada en las estructuras de la sustentación, con
la diferencia que en ella se muestra roca compacta y/o bien consolidada con
características de autosustentación.
En cuanto a sus particularidades hidrogeológicas se trata de estructuras de condición
intermedia y formación geológica poco permeable, por lo cual se requiere realizar un
drenaje denso e impermeabilizaciones locales; por otra parte, la litología indica que el
13
recubrimiento de la obra se forma de rocas duras, masivas, compactas y sanas y su
extensión con espesor mínimo del 7%, supera los 100 m de longitud.
1.2 Información hidrológica
La información hidrológica entregada corresponde a datos recopilados en el año 1988,
directamente por INECEL, en una estación propia ubicada en el sitio de estudio, lo que
permitió la obtención de datos de caudales medios mensuales para 20 años.
A partir de dicha serie hidrológica se podrá establecer la altura de presa, la producción
energética y los distintos niveles y volúmenes de embalse.
Sin embargo; se debe aclarar que estos valores han sido sometidos a un análisis de
consistencia, validación y homogenización, adquiriéndose finalmente los que se
muestran en la tabla 1.
En cuanto al caudal para el diseño del aliviadero se ha adoptado el valor de 899 m3/s,
obtenido en el estudio previo correspondiente a una crecida máxima de diseño
estimada para 1000 años.
14
Tabla 1.
Caudales Medios Mensuales Río Machinaza (m3/s)
Elaborado por: Vanessa Valdivieso
1.3 Información sedimentológica
En cuanto a esta información relativamente necesaria para la determinación del nivel
y volumen muerto de embalse que permita almacenar el material sedimentario a lo
largo de los 50 años de vida útil establecidos para la obra, fue proporcionado el aporte
de sólido anual correspondiente a un valor de 252480000 kg.
AÑO ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC MEDIA
1964 26,55 26,02 28,04 27,76 33,64 29,5 24,06 29,85 27,37 25,89 23,45 21,41 26,96
1965 21,92 21,65 21,5 21,79 26,33 29,54 28,37 25,98 25,12 22,67 23,26 21,5 24,14
1966 24,97 22,34 24,11 25,48 23,61 21,83 21,55 25,13 27,65 21,66 20,27 20,67 23,27
1967 23,23 21,79 21,04 23,96 23,28 23,85 25,80 28,15 25,87 24,2 20,78 22,6 23,71
1968 25,78 21,26 24,82 25,37 22,77 25,02 29,16 28,7 26,53 24,14 22,47 20,77 24,73
1969 21,89 24,01 22,4 23,19 24,38 25,04 23,31 28,29 25,34 21,9 21,94 24,05 23,81
1970 27,14 26,81 25,72 26,49 25,19 28,62 20,88 24,42 24,33 24,14 24,01 24,05 25,15
1971 25,28 25,87 26,47 26,57 24,79 28,26 25,98 29,6 27,61 24,14 22,53 21,98 25,76
1972 27,15 23,94 25,24 27,21 25,47 27,58 29,14 27,18 28,15 23,52 23,02 23,28 25,91
1973 27,68 30,10 25,32 24,01 25,74 26,51 29,03 29,73 26,43 24,68 22,62 22,05 26,16
1974 22,66 21,66 21,1 23,04 23,32 24,77 23,96 27,15 26,78 24,75 25,12 26,02 24,19
1975 21,65 27,45 22,31 25,54 27,98 28,28 28,81 28,22 24,87 22,61 18,47 19,40 24,63
1976 24,76 18,89 24,54 22,91 27,11 28,76 25,15 29,28 27,06 21,74 23,16 21,15 24,54
1977 23,9 25,20 27,10 26,69 25,25 26,47 25,29 25,99 25,85 24,11 22,96 23,69 25,21
1978 27,01 23,50 22,26 22,64 28,13 25,04 25,1 27,93 26,11 23,90 18,85 22,76 24,44
1979 22,74 18,77 25,27 25,56 28,03 25,36 29,47 25,27 25,11 21,67 14,42 21,85 23,63
1980 23,34 23,09 27,34 25,75 27,59 26,04 26,76 25,93 24,78 25,22 20,90 22,04 24,90
1981 23,5 26,53 21,21 28,47 23,53 27,04 21,48 25,09 23,75 23,44 18,61 24,23 23,91
1982 23,07 22,00 22,14 23,83 24,25 24,00 23,76 25,96 25,97 24,93 22,42 24,22 23,88
1983 26,07 26,84 25,06 23,50 28,04 24,38 19,38 24,36 25,91 24,55 24,90 23,88 24,74
MEDIA 24,51 23,89 24,15 24,99 25,92 26,29 25,32 27,11 26,03 23,69 21,71 22,58 24,68
MAXIMO 27,68 30,10 28,04 28,47 33,64 29,54 29,47 29,85 28,15 25,89 25,12 26,02 26,96
MINIMO 21,65 18,77 21,04 21,79 22,77 21,83 19,38 24,36 23,75 21,66 14,42 19,40 23,27
TABLA DE CAUDALES MENSUALES (m3/s)
15
1.4 Información topográfica
Corresponde a la representación gráfica del área del proyecto ubicado en la Provincia
de Zamora Chinchipe, la misma que fue entregada en forma física con cotas cada 20
metros; sin embargo, esta información fue complementada con la obtenida en el
Instituto Geográfico Militar a escala 1:50.000 con cotas separadas 10 metros entre sí
y actualizada al año 2013.
Figura 1.Topografía del lugar del proyecto. Río Machinaza
Elaborado por: Vanessa Valdivieso
Además, la topografía ha sido utilizada para la construcción de las diferentes curvas
características de embalse, necesarias para la determinación de los respectivos niveles
de embalse.
1.5 Información climatológica
Los datos disponibles acerca de este parámetro fueron obtenidos de la Estación
Gualaquiza, ubicada en la provincia de Morona Santiago, sitio cercano al proyecto en
mención.
16
Las velocidades promedio actualizadas al año 2009 se muestran en el siguiente cuadro:
Tabla 2.
Velocidad del viento (m/s)
Fuente: INAMHI
Se estima que la velocidad de viento no indica grandes variaciones con el paso de los
años, por lo tanto, el valor promedio adoptado para establecer distintos parámetros
necesarios corresponderá a 21,53 km/h que es el equivalente a 5,98 m/s.
Periodo EN FEB MAR ABR MAY JUN JUL AG SEP OCT NOV DIC PROM
Media 1977-2009 6,4 6,5 5,9 5,8 6,1 6,5 5,4 5,7 5,5 6 5,8 6,2 5,98
Mínima 1977-2009 2 2 2 4 2 2 2 2 2 2 4 2 2,33
Máxima 1977-2009 10 10 10 8 10 21 10 10 8 10 10 10 10,58
VELOCIDAD DEL VIENTO (m/s)
ESTACIÓN GUALAQUIZA
17
CAPÍTULO 2
Formulación de alternativas preliminares
El diseño de la presa y restantes obras de embalse que permitan la regulación de los
caudales del río Machinaza para utilizarlos en el proyecto hidroeléctrico del mismo
nombre, será desarrollado en el marco de los procedimientos generales establecidos
por el US BUREAU OF RECLAMATION para el diseño de proyectos hidráulicos.
Considerando las condiciones topográficas, geológico - geotécnicas y de
disponibilidad de materiales, resulta razonable plantear dos alternativas del proyecto,
en relación a la presa de derivación:
ALTERNATIVA “A”, con una presa ciega de enrocado, provista de una pantalla de
impermeabilización de hormigón armado. La alternativa incluye un aliviadero con
pozo vertical para la evacuación de crecidas;
ALTERNATIVA “B”, con una presa de hormigón a gravedad con vertedero
incorporado, para la evacuación de crecidas.
La comparación técnico- económica de estas dos alternativas permitirá seleccionar la
mejor.
2.1 Presa de regulación y características del embalse
Esta obra sirve principalmente como una estructura de contención que dará lugar al
almacenamiento de las aguas del río Machinaza en un embalse; los tipos de presa de
regulación propuestas inicialmente como posibles alternativas para el presente
proyecto son dos: presa ciega de escollera con aliviadero o presa de hormigón a
gravedad con vertido incorporado, ésta última conocida también como presa vertedero
puede estar o no provista de compuertas. Sin embargo, es necesario indicar que se
descarta el análisis de la presa vertedero con compuertas considerando que el área de
18
inundación determinada a partir de la curva de áreas de espejo de aguas es
relativamente pequeña, con un valor inferior a 250 Ha.
Para el diseño de la presa en sus dos alternativas se parte de las condiciones físicas del
sitio y de los niveles característicos de embalse determinados para cumplir los
objetivos del proyecto en lo que tiene que ver con satisfacer el gráfico de demanda con
un nivel de garantía apropiado y disponer del volumen para acumular sedimentos
durante la vida útil del sistema.
En consecuencia, para llevar a cabo el dimensionamiento de la presa, es necesario
obtener inicialmente las curvas de embalse, así como sus distintos niveles y volúmenes
característicos referidos a continuación:
2.1.1 Curvas de embalse.
Las curvas de embalse son dos y permiten establecer una relación analítica del
volumen de embalse y el área de espejo de aguas con el nivel de embalse; la segunda
relación se construye a partir de la información topográfica del área del proyecto y
muestra la superficie del espejo de aguas en cada elevación; por su parte, la primera
curva se obtiene de la conformación de la curva área de espejo de aguas-elevación e
indica el volumen almacenado en cada cota.
2.1.2 Niveles y volúmenes característicos de embalse.
Tres son los niveles característicos de embalse:
Nivel muerto de embalse (NME)
Nivel normal de embalse (NNE)
Nivel forzado de embalse (NFE)
19
Entre los niveles característicos de embalse se ubican sus respectivos volúmenes
característicos de embalse:
Volumen muerto de embalse (VME)
Volumen útil de embalse (VUE)
Volumen forzado de embalse (VFE)
• Volumen muerto de embalse (VME) y nivel muerto (NME)de embalse
El VME y su correspondiente NME son aquellos que permiten cumplir dos
condiciones: a) Entregar el agua al usuario o usuarios del sistema con el nivel
piezométrica requerido en la abscisa inicial de la obra de conducción; y, b) posibilitar
la acumulación de sedimentos a lo largo de la vida útil del sistema que, en el presente
caso, es de 50 años.
Para satisfacer la segunda condición el VME es necesario determinar inicialmente el
peso volumétrico de suelo sumergido a partir del peso específico del agua, peso
específico volumétrico de sedimento seco y su porosidad; posteriormente el VME será
calculado dividiendo el aporte del sólido anual para el dicho peso sumergido y
multiplicado por el tiempo de vida útil.
• Volumen normal de embalse, VNE
Conocido también como volumen útil o volumen de operación del embalse, está
comprendido entre el nivel muerto y el nivel forzado de embalse, y se obtiene como
resultado de la simulación de la operación del embalse durante el periodo hidrológico
establecido para la formulación del proyecto de ingeniería.
20
• Nivel normal de embalse, NNE
Es aquel que delimita y permite contar con un volumen útil de embalse que sea capaz
de satisfacer los caudales requeridos por el usuario con la garantía en volumen y
tiempo previamente establecido; dicho nivel de garantía en el presente proyecto se
asume del 95%. En el proceso de operación del embalse, el NNE es considerado como
el máximo de operación y no puede ser excedido, salvo en situaciones especiales
durante los periodos de crecida en los cuales los volúmenes excedentes son evacuados
a través de las obras del aliviadero.
Dado que el volumen útil ya fue obtenido inicialmente, este nivel se obtiene de igual
forma que el nivel muerto, a partir de las curvas de embalse, cuya cota deberá
corresponder al volumen establecido.
• Volumen forzado de embalse
Es el volumen ubicado entre el nivel forzado y el nivel normal de embalse; tiene como
objeto almacenar temporalmente (laminar) el volumen de la crecida, para que sea
evacuado a través del aliviadero que, por este efecto (efecto de laminación) es diseñado
para un caudal inferior al pico de la crecida.
• Nivel forzado de embalse
Es el nivel extraordinario que se presenta de forma temporal durante la crecida de
diseño que corresponde a una probabilidad de ocurrencia o periodo de retorno
establecida previamente en función del nivel de importancia de la obra; para el
presenta proyecto en los términos de referencia se ha adoptado el periodo de retorno
de 1000 años. El NF
21
E genera la carga suficiente para descargar, a través del aliviadero de excedentes, el
caudal de diseño del aliviadero obtenido al considerar el efecto de laminación ya
referido. Dicha carga se encuentra en el rango de 2 a 5 metros para el tipo de aliviadero
considerado en el proyecto.
Para determinar el NFE, generalmente, se requiere de un proceso técnico-económico
en el que intervienen el costo de la presa, costo del aliviadero y de la indemnización
por inundación.
Figura 2. Niveles y volúmenes característicos de embalse.
Elaborado por: Vanessa Valdivieso
2.2 Alternativas a considerarse
2.2.1 Presa ciega de escollera con aliviadero
La presa de escollera será construida con materiales seleccionados que se encuentren
disponibles en el entorno del sitio de presa del proyecto Machinaza a fin de reducir la
distancia de su transporte, además el relleno del que está formado su cuerpo deberá
evitar la presencia de heterogeneidades granulométricas locales y deficientes
compactaciones que puedan provocar erosiones, deformaciones internas y por
consiguiente la total destrucción de la estructura.
VFE
Cresta de la presa
NME
NFE
VME
VNE
NNE
22
Una vez realizada la operación de embalse se concluyó que la presa será de 70 (m) de
altura. Además, dada la magnitud del impacto que tendrá en la seguridad y economía
de la sociedad por daño o salida de funcionamiento, y tomando en cuenta la altura del
frente de contención, material de la presa, la potencia instalada y el tipo de macizo de
cimentación, se asignó a la obra el nivel de importancia I. En el presente caso esta
asignación tendrá incidencia principalmente en la magnitud de los factores de
seguridad.
Tabla 3.
Nivel de importancia de presas en función de su altura y del macizo de cimentación
Fuente: (Ministerio de desarrollo regional Federación Rusa, 2012)
Se concluyó que la cresta de la presa tendrá un ancho total de 10 (m) en concordancia
con lo anteriormente indicado y estimando que se utilizará como vía carrozable. El
ancho de mínimo recomendado por el U.S. Army Corps of Engineers es de 7.5 metros
para lograr una adecuada compactación de la presa
Primordialmente por condiciones de estabilidad de taludes, el perfil transversal de la
presa de escollera tiene forma trapezoidal cuyos coeficientes de talud asumidos
inicialmente serán de 1,75 tanto aguas arriba como aguas abajo. Este coeficiente será
verificado en el análisis de estabilidad al deslizamiento.
I II III IV
A > 80 50-80 20-50 < 20
B > 65 35-65 15-35 < 15
C > 50 25-50 15-25 < 15
A > 100 60-100 25-60 < 25
B > 50 25-50 10-25 < 10
C > 25 20-25 10-20 < 10
A = Rocas
C = Suelos arcillosossaturados en estado plástico
TIPO DEL
MACIZO DE
CIMENTACI
ÓN
ESTRUCTURA
2) Presas de hormigón y hormigon armado;
estructuras bajo nivel de centrales
hidroeléctricas; exclusas de navegación y
otras estructuras que forman parte del
frente de contención
1) Presas de materiales de lugar
ALTURA DE LA PRESA (m), PARA SU
NIVEL DE IMPORTANCIA
NIVEL DE IMPORTANCIA DE PRESAS EN FUNCIÓN DE SU ALTURA Y DEL MACIZO DE
B = Suelos arenosos, suelos de granulometría gruesa, suelos arcillosos duros y semiduros
23
Como elemento de control de filtración, se incorporó una pantalla de hormigón armado
sobre el paramento aguas arriba de la presa.
• Análisis a los que debe ser sometido el perfil transversal de una presa de
escollera
Para llevar a cabo el proceso de diseño de este tipo de presas (Chugaev, 1988) afirma
que es necesario que se realicen los siguientes análisis:
a) Análisis de estabilidad de taludes. Tiene como finalidad comprobar la
estabilidad del talud para infinidad de superficies de deslizamiento, generalmente, de
forma circular, estableciendo para cada una su correspondiente factor de seguridad al
deslizamiento; es así que, para que el talud sea considerado estable, el valor mínimo
obtenido del factor de seguridad no debe ser inferior al factor de seguridad al
deslizamiento permisible, el mismo que depende tanto del nivel de importancia de la
obra como de la combinación de fuerzas básica y especiales. La práctica de diseño
permite de antemano establecer un área de centros de deslizamientos en la que se ubica
el centro crítico, es decir aquel al que corresponde el menor factor de seguridad.
Se descartó totalmente el análisis de filtración de la presa dado que se adoptó un
método de control indicado en el punto anterior.
Por otro lado, no cabe del análisis de deformaciones debido a que los asentamientos
producidos en el enrocado de la presa pueden ser excluidos gracias a un adecuado
proceso constructivo, mientras que, los producidos en el macizo de cimentación son
inexistentes, dado que se trata de roca.
24
2.2.2 Presa de hormigón a gravedad con vertido incorporado
Conocidas también como presa vertedero, permiten la evacuación del caudal de
crecida a través del perfil de la presa debido a su vertido incorporado. Se asignó a la
obra el nivel de importancia I por las mismas razones establecidas para presa de
escollera.
• Procedimiento para el diseño de una presa de hormigón a gravedad con
vertido incorporado
Se diseña para cumplir condiciones de estabilidad al deslizamiento y ausencia de
esfuerzos de tracción en el cuerpo de la presa, de tal manera que se convierta en la
opción más viable y económica a adoptarse.
Se evidencia que dichas condiciones son satisfechas a partir de un perfil teórico
preliminar con forma triangular y altura correspondiente a la que la presa alcanza hasta
su Nivel Normal de Embalse; además a partir de un conjunto de ecuaciones obtenidas
en base a las premisas indicadas se logra determinar el ancho de la base de la presa y
la ubicación del vértice superior del perfil.
Para el caso de presas vertedero cimentadas en suelo, el frente de la presa se determina
dividiendo el caudal de crecida máxima para un caudal unitario asumido como un
concepto técnico-económico que involucra los costos, por un lado, de la presa y, por
otro lado, de la obra de disipación aguas abajo de presa. La práctica de diseño evidencia
que para presas cimentadas en suelo el caudal unitario generalmente está en el rango
entre (10-30) m3/s*m y (50-60) m3/s*m, en tanto que para presas vertedero
cimentadas en roca el caudal unitario puede estar entre 100- 120 m3/s*m ; en caso de
rocas de excelente calidad los valores pueden ser mayores (Chugaev, 1988).
Se determina la carga necesaria para que se produzca la evacuación de la crecida
utilizando la ecuación del vertedero, con este valor se genera la configuración
25
hidráulica del vertedero (tipo Creaguer) cuyas coordenadas reales se obtienen
multiplicando las coordenadas Creager-Offizyerov para una carga H= 1 (m) por la
carga de diseño.
La cota de la cresta de la presa se calcula restando la carga de diseño del NFE, a partir
de este parámetro, de la cota del fondo del cauce en el sitio de implantación de la presa
y de los indicadores de corte del suelo de cimentación, cohesión y ángulo de fricción,
se elabora el perfil teórico triangular de la presa.
Por consiguiente, se obtiene el perfil preliminar de la presa sobreponiendo los perfiles
teórico triangular e hidráulico; por su parte éste se convierte en perfil constructivo al
configurar el contorno subterráneo con sus respectivos elementos horizontales y
verticales en el sitio de contacto del suelo de cimentación con la presa (Calahorrano,
2016). Esta modificación permitirá garantizar la resistencia del suelo de cimentación
a la filtración, así como disminuir la subpresión.
El perfil constructivo incluye además galerías, dentellones, etc.
• Procedimientos para verificar el perfil constructivo de la presa de hormigón
A diferencia del análisis del perfil teórico triangular, en este análisis es necesario que
se incluyan todas las fuerzas actuantes para combinación básica de fuerzas y
combinaciones especiales. Este perfil debe ser sometido a dos verificaciones:
1) Estabilidad al deslizamiento. Realizada por medio del factor de seguridad al
deslizamiento cuyo dato se obtiene dividiendo el valor calculado de la
multiplicación del coeficiente de fricción de la roca de cimentación por las fuerzas
normales sumado a la cohesión específica por la base de la presa, para las fuerzas
deslizantes; por lo tanto, dicho valor obtenido debe ser superior al permisible que
depende de la combinación de fuerzas y el nivel de importancia de la obra.
26
En el análisis de la combinación básica intervienen las fuerzas de gravedad, presión
hidrostática, presión de sedimentos, presión de empuje de suelo saturado aguas
arriba y subpresión; mientras que en la combinación especial son añadidas las
fuerzas sísmicas que actúan en el agua, cuerpo de la presa y sedimentos,
considerando un coeficiente sísmico (Ks) que establece la relación entre la
aceleración sísmica y la aceleración de gravedad, asumiendo además, la dirección
menos favorable de la aceleración sísmica, que en el presente caso es hacia la
desestabilización del talud.
Esta verificación incluye el análisis al deslizamiento plano y, de ser necesario, el
análisis al deslizamiento profundo.
2) Verificación de resistencias. Comprende la determinación de los esfuerzos
máximos y mínimos en la base de la presa, estableciéndose que el máximo no debe
ser superior al permisible y el mínimo tiene que ser mayor o igual que cero.
Por otro lado, en caso de no cumplirse las condiciones de resistencia respecto al
esfuerzo máximo y mínimo, será necesario realizar las modificaciones pertinentes
en la presa o en su contacto, hasta satisfacer dichas condiciones.
3) Análisis del flujo de filtración. Es otro análisis al que debe ser sometida esta presa,
se realiza por medio del método de coeficientes de resistencia, que establece que
la carga de trabajo de la obra es repartida en pérdidas de carga locales y
longitudinales en el flujo de filtración entre el contorno subterráneo y el nivel
impermeable. A partir de este modelo se construye el diagrama de subpresión y se
determina la gradiente máxima de salida del flujo de filtración; lo primero incide
en la verificación de estabilidad al deslizamiento y de resistencias, en tanto que lo
segundo permite diseñar el filtro invertido colindante con el drenaje horizontal que
evacua el caudal de filtración
27
Dicha gradiente puede ser calculada también por el método de la línea de contorno
desarrollado; además, con este método, se determina el caudal de filtración cuando
el espesor de la capa permeable del suelo de cimentación es alto, en cuyo caso el
método de coeficientes de resistencia no es recomendable para obtener dicho
caudal.
2.3 Aliviadero de excedentes
La alternativa de presa de escollera debe incluir un aliviadero, para el efecto se propone
un aliviadero cerrado con orificio superficial de entrada y pozo vertical capaz de
evacuar el caudal de diseño en cuya determinación se considera el efecto de laminación
del embalse.
• Procedimiento para determinar el caudal de diseño del aliviadero de
excedentes;
Tanto para el aliviadero independiente como para la presa vertedero este caudal se
diseña a partir de la crecida máxima y considerando la capacidad de laminación del
embalse, bajo la premisa que éste se encuentra lleno cuando empieza la crecida; para
el efecto se sobreponen los gráficos de conformación de la crecida (hidrograma de
crecida) y de trabajo del vertedero tipo creager de ingreso al aliviadero y que funciona
como no sumergido.
A partir de las operaciones correspondientes se obtiene el caudal de diseño del
aliviadero.
• Criterios para el diseño del aliviadero de excedentes
(Chugaev, 1988) afirma que el aliviadero de excedentes constituye la principal obra
de desagüe para la descarga de los volúmenes excedentes durante el periodo de crecida
y por lo tanto requiere de elementos que le permitan cumplir satisfactoriamente sus
funciones.
28
El elemento de ingreso estará formado por la excavación de acercamiento y el embudo
receptor con cresta que trabaja como vertedero circular, se plantea esta opción en lugar
de un vertedero superficial debido que la roca intrusiva que configura el sustrato del
sitio posee una capa meteorizada significativa. Con esta medida la restitución de las
aguas evacuadas no se efectúa en una zona cercana al pie de presa por lo que no existe
peligro que la erosión generada aquí pueda dañarla.
Para el dimensionamiento del radio del vertedero circular se parte de la información
obtenida anteriormente de caudal de diseño, cota del NNE y la cota del NFE, para
lograr establecer la carga H sobre la cresta del vertedero circular.
A continuación, se asume que el frente requerido es: y utilizando la fórmula
del vertedero rectangular no sumergido se determina el radio necesario y por
consiguiente el frente.
El ancho del canal de acercamiento al vertedero se determina bajo la condición de
tener la velocidad máxima permisible en éste (vmax.per. =2,5 m/s), para el efecto, se
considera que el caudal en las diferentes secciones del canal tiene distinta magnitud.
Al tratarse de una descarga a través de un vertedero-embudo es probable que se
originen los siguientes regímenes de trabajo del embudo, en caso de no existir
sumersión desde el trayecto subsiguiente (pozo-codo-túnel).
𝑏 = 2𝜋 𝑅𝑜
29
Tabla 4.
Régimen de trabajo del embudo
Fuente: (Chugaev, 1988)
Cuando R<2.2H, se produce el auto cubrimiento de la lámina; es por ello que adoptar
un radio del vertedero circular (sin cresta plana) inferior no es adecuado. La sumersión
puede también producirse debido a de la capacidad de descarga limitada en el trayecto
existente después del vertedero.
Por su parte el embudo puede ser sin cresta plana o con cresta plana, la primera
solución se produce cuando la relación del radio y la carga se encuentra en el rango de
2,2 y 5, mientras que la segunda se origina cuando está en el rango de 5 a 7.
En el primer caso, el perfil del embudo se construye por medio del método de cálculo
de la trayectoria de la lámina central, el eje de coordenadas se sitúa en el eje del flujo,
en la sección de la cresta, donde la profundidad corresponde al 75% de la carga. Se
determina la velocidad en la cresta, la velocidad media y el espesor de la lámina en
cualquier sección (h) y se configura el perfil de la superficie libre de dicha lámina
ubicando en las diferentes secciones en la normal, hacia la lámina central, la magnitud
del segmento 0,5 h y uniendo sus extremos.
En el segundo caso la construcción del perfil del embudo y de la superficie libre se
realiza de igual forma que en el primero, con la diferencia que sus parámetros son
obtenidos usando ecuaciones que presentan variaciones.
Relación
H/R
< 0,46 Vertedero no sumergido
O,46-1 Vertedero sumergido
1,0—1,6Lámina de agua parcialmente
cubierta
>1,6Lámina de agua totalmente
cubierta
Debido a la auto sumersión la capacidad de
descarga de vertedero disminuye; en caso
de H/R=0,8-1, sobre la lamina se establece
la superficie libre horizontal
El régimen es cercano al del flujo a través
de un orificio sumergido de fondo
Régimen de trabajo Observaciones
30
2.4 Criterios para el diseño de la obra de toma desde embalse
• Gráfico de demanda
A partir de la optimización de la operación del embalse para maximizar el efecto
energético con el nivel de garantía, en tiempo y volumen, previamente asumido (95%),
se obtiene el gráfico anual de demanda constituido por los caudales medios mensuales
que deben ser entregados a la central hidroeléctrica.
• Caudal de diseño
Es el caudal máximo del gráfico de demanda, que debe ser posible tomar con nivel
muerto de embalse y con todas las compuertas de la exclusa de captación abiertas.
• Características constructivas
Esta obra permite satisfacer la demanda por medio de la toma de caudales desde el
embalse; además (Chugaev, 1988) establece que debe cumplir ciertos requisitos para
su correcto funcionamiento, entre ellos están: evitar el ingreso de objetos flotantes
colocando, en el orificio de entrada, una rejilla metálica (en caso de considerarse
necesario); a través de compuertas regular el ingreso de los caudales, de tal manera
que, en casos especiales, sea posible detener el servicio; captar el caudal máximo de
demanda con NME y finalmente, no generar deslizamientos aguas abajo ni en los
taludes que se encuentran cerca al orificio de entrada.
Debido a que la altura de desembalse supera los 5(m) y para no recurrir a la
implantación de muros de gran altura, que incrementarían considerablemente los
costos, se adoptan orificios de captación sumergidos.
Es importante recalcar que el borde superior del conducto de captación debe ubicarse
bajo el NME con la finalidad de permitir que se originen vórtices para el transporte de
objetos flotantes.
31
2.5 Criterios para el diseño de túneles y conductos de carga
El túnel de carga conduce el agua desde el embalse de regulación hasta el tanque de
presión. Los conductos de carga de acero conducen el agua desde el tanque de presión
hasta las turbinas de la central.
El dimensionamiento del túnel y los conductos de carga es producto de un análisis
técnico económico en el que, por una parte, varían el diámetro de las conducciones
(por consiguiente, su costo) y, por otra parte, la pérdida de carga (por consiguiente, el
costo de la energía perdida considerando un valor de 10ctvs por KWh de acuerdo a
información de proyectos similares). El diámetro óptimo corresponde al menor costo
sumatorio.
La ecuación fundamental para el análisis es la Darcy-Weisbach. en este caso, el
modelo de análisis hidráulico del túnel y de los conductos de carga forma parte del
diagrama de flujo del modelo de operación de embalse (Chugaev, 1988).
2.6 Criterios para el diseño, selección del número de bloques, tipo y parámetros
de las turbinas
Para determinar el número de turbinas requeridas (Karelina & Kriuchenko, 1992)
señalan que se parte del análisis del régimen de operación de la central hidroeléctrica
en el sistema y de la magnitud de la potencia instalada, tomando en cuenta que el
número mínimo de bloques es dos; sin embargo, cuando en un sistema energético
principal se trabaja con una central de potencia realmente pequeña, se admite colocar
un solo bloque o turbina.
La selección del tipo de turbina se realiza, a partir de la potencia y la carga, en los
gráficos consolidados de los campos de aplicación.
32
Cuando se tiene turbinas Kaplan y diagonales con curva de trabajo ensanchada, la
presencia de dos bloques garantiza un elevado coeficiente de eficiencia (); por su
parte para cualquier turbina, tres o hasta cuatro bloques proporcionan coeficientes de
eficiencia dentro del rango aceptable con soluciones satisfactorias; finalmente se
concluye que un número de bloques superior a cuatro es justificable únicamente
cuando la potencia unitaria establecida a una turbina es mayor que el valor máximo
constante en la nomenclatura del tipo adoptado de máquina hidráulica o en caso del
complicado transporte o aplicación de los rodetes debido a sus dimensiones.
Para establecer la cantidad de turbinas se considera la potencia instalada, la eficiencia
del generador y la potencia mínima de la central con su respectiva duración,
esclareciendo que es peligroso que una turbina realice un trabajo continuo una con
potencia por debajo del 40% de su potencia nominal.
Una vez establecido el número de bloques a adoptarse a partir de la potencia instalada
de la central hidroeléctrica, se determina la potencia de cada una de las turbinas que
permitirán la posterior selección de su tipo y dimensiones.
A su vez, se establece la carga de cálculo (Hc) de la central que, para cálculos previos
es recomendable adoptar un valor medio ponderado (Hmp) o ligeramente inferior.
Tomando como referencia datos estadísticos de centrales hidroeléctricas que han sido
construidas y diseñadas, para las centrales de derivación; respecto al presente proyecto,
se puede asumir Hc= (0,95-1,0) Hmp.
La selección de las turbinas hidráulicas en los gráficos consolidados de los campos de
aplicación se lleva a cabo localizando en ellos el punto de encuentro de la potencia de
la turbina y la carga de cálculo. La ubicación de dicho punto en los límites de uno de
los campos del grafico consolidado indica el apropiado tipo y construcción de la
turbina (García & Nava, 2014).
33
Si el punto de cálculo se ubica en una zona correspondiente a dos campos
sobrepuestos, es necesario determinar los parámetros básicos de la turbina para cada
una de las posibilidades generadas, establecer una comparación y finalmente
seleccionar la variante favorable. Las turbinas a reacción grandes establecidas para
cargas de 3 a 500m. y potencia unitaria de hasta 800 MW son elaboradas con
dimensiones de 1,8 m a 10,5 m respecto a los diámetros de rodete.
Un gráfico consolidado que contenga los campos de aplicación de las turbinas grandes
tipo Francis y Kaplan de nomenclatura moderna está disponible en fuentes
bibliográficas especializadas.
El diámetro nominal (D1), frecuencia de rotación (n) y altura de aspiración (Hs) de
una turbina pueden ser obtenidos en una forma más confiable por medio de las
características universales incorporadas en la nomenclatura para cada tipo de turbina.
Para calcular el diámetro del rodete, el valor del coeficiente de eficiencia de la turbina
puede ser asumido de acuerdo al tipo de turbina: para las turbinas Kaplan n=0,86-0,89,
mientras que para las turbinas Francis n=0,88-091, estableciéndose que los mayores
valores de n corresponden a los mayores valores del diámetro D1.
Para las turbinas Francis, la magnitud del parámetro Q1 usado en la ecuación para
determinar el parámetro anterior, se logra de la característica universal en la línea 5%
de reserva de potencia, para la condición n= n’1opt, donde n’1opt es conocida como
la frecuencia ponderada de giro que, en la característica universal, corresponde al
punto de óptimo del coeficiente de eficiencia.
Para obtener el valor de la frecuencia de rotación (n’1), es preciso considerar el
aumento de la frecuencia ponderada de rotación de acuerdo con el aumento del
diámetro del rodete de la turbina en la relación (/M)0,5, donde corresponde al
coeficiente de eficiencia de la turbina y M es el coeficiente de eficiencia del modelo.
34
Se debe aclarar que el incremento de la frecuencia ponderada de rotación (1) se
establece para el punto óptimo.
Para decidir acerca de la adecuada selección del diámetro nominal del rodete de la
turbina D1 y su correspondiente frecuencia de rotación, en el régimen de operación del
sistema energético de la central hidroeléctrica, se requiere que en la característica
universal principal sea introducida la zona de trabajo de la turbina.
Se considera acertada la selección de los parámetros de la turbina si la zona de su
trabajo se sitúa en la región central de la característica, garantizando valores del
coeficiente de eficiencia lo suficientemente altos. Sin embargo, si el centro de la zona
de trabajo de la turbina se ubica en un sitio bastante desplazado respecto al centro de
la característica universal, se deberá realizar una nueva selección de los parámetros de
la turbina, cambiando los valores de D1 y n.
2.7 Criterios para el diseño de las restantes obras de desagüe
2.7.1 Desagüe de uso actual y/o ecológico
Se estimará un 5% del caudal medio mensual mínimo del año promedio obtenido de
la serie de los caudales medios mensuales previamente establecidos en el capítulo 1,
en el punto referente a información hidrológica como caudal de diseño de esta obra.
Será de acero y sección circular, mientras que la velocidad media asumida
corresponderá a un valor de 4 (m/s).
2.7.2 Desagüe de construcción
• Caudal de construcción
De acuerdo a la práctica de diseño se asumirá un caudal con probabilidad de ocurrencia
50-100 veces mayor a la probabilidad de la crecida para el aliviadero de excedentes.
35
• Túnel de desvío y ataguías
El dimensionamiento es producto de un análisis técnico-económico en el que, por una
parte, varía el diámetro del túnel y, por otra parte, el costo de las ataguías. El punto
óptimo corresponde al menor costo sumatorio.
2.8 Criterios para la evaluación ambiental
A través de una matriz, se realiza un análisis de los posibles impactos ambientales
negativos, positivos, permanentes o temporales que puedan producirse con la puesta
en marcha del proyecto, estableciendo la dimensión y grado de importancia con la que
éstos afectan a los componentes físicos o sociales del entorno que permitan determinar
las medidas necesarias para evitar, monitorear y mitigar dichos impactos.
2.9 Criterios para la evaluación económica.
2.9.1 Precios unitarios.
Se realizará el análisis de los precios unitarios correspondientes a los rubros más
representativos del proyecto. Para los restantes rubros se utilizarán precios unitarios
referenciales.
2.9.2 Costos
A partir de los precios unitarios y las cantidades de obra se obtendrán los costos para
todos los rubros del proyecto.
2.9.3 Presupuesto
A partir de los costos obtenidos e incluyendo gastos de ingeniería, administración e
imprevistos, se obtendrá el presupuesto del proyecto actualizado a la fecha de su
elaboración.
36
2.9.4 Gastos de operación y mantenimiento
A partir de información de proyectos similares se estimarán los gastos anuales de
operación y mantenimiento durante la vida útil del sistema.
2.9.5 Ingresos
A partir de la producción energética anual se establecerán los beneficios anuales.
2.9.6 Flujo de caja
Utilizando la correspondiente tasa de actualización se establecerá el flujo de gastos y
beneficios durante la vida útil del sistema.
2.9.7 Indicadores económicos
Con la información del flujo de gastos y beneficios actualizados se obtendrán los
indicadores económicos representativos: VAN, B/C; TIR; COSTO/KW
INSTALADO; COSTO/ KW-HORA PRODUCIDO.
37
CAPÍTULO 3
Comparación de alternativas planteadas y selección de la más favorable
Se han formulado dos alternativas para las obras de embalse del proyecto
hidroeléctrico Machinaza, la primera corresponde a una presa de escollera con
aliviadero y la segunda a una presa de hormigón a gravedad con vertido incorporado
sin compuertas, como se indicó anteriormente, la presa vertedero con compuertas fue
descartada para ser sometida a análisis debido a la reducida área de inundación.
3.1 Presa de escollera
Esta obra se construye utilizando el material disponible en el área colindante con el
sitio de implantación, estableciéndose, de preferencia, que el cuerpo de la presa debe
estar provisto de materiales de diferente granulometría para evitar su erosión interna.
Sin embargo, debido a la escasa información referente a la presencia de canteras
cercanas, fue necesario inclinarse por la opción de triturar in situ el material resultante
de los procesos de excavación, de conformidad con los requerimientos para la
construcción de la presa. Entre estos requisitos se detallan que las piedras pequeñas
de hasta 10 kg de peso deben constituir no más del 5% de la totalidad de la presa y las
que tengan un peso entre 10 y 30 kg no más del 25%, estableciéndose como exigencia
que la piedra más gruesa debe ubicarse en los taludes de la presa y la más pequeñas en
la parte central.
Su perfil es trapezoidal mientras que la base de su cimentación tiene forma rectangular,
estableciéndose como condición determinante que para su diseño exista ausencia de
esfuerzos a tracción en el cuerpo de la presa.
38
Tiene entre las principales ventajas que, durante su construcción las condiciones
climáticas no influyen y que los trabajos son casi totalmente mecanizados.
3.2 Presa de hormigón a gravedad con vertido incorporado
Llamada también presa vertedero debido a que a través del perfil de la presa se evacúa
la crecida de diseño, es de sección trapezoidal y para disminuir la presión en el cuerpo
de la presa se adopta el perfil práctico tipo Creager.
Es una estructura que cierra transversalmente el cauce del río para represar el agua
hasta el nivel definido en la operación de embalse; es importante destacar que este tipo
de presa, al igual que la presa ciega, debe cumplir condiciones de estabilidad al
deslizamiento y resistencia, excluyendo esfuerzos negativos y asegurando que el
máximo esfuerzo no supere la resistencia de la roca a la compresión. Estará limitada
por presas ciegas de hormigón a gravedad y separada por muros divisorios en cada uno
de sus extremos.
Las implantaciones de las alternativas 1 y 2 de presa para el presente proyecto se
pueden visualizar en las figuras 3 y 4 respectivamente.
Figura 3. Implantación de la presa ciega de escollera
Elaborado por: Vanessa Valdivieso
39
Figura 4.Implantación de la presa de hormigón a gravedad con vertido incorporado
Elaborado por: Vanessa Valdivieso
Posterior a la implantación de las distintas obras en la topografía entregada se
realizaron sus diseños y análisis respectivos evidenciados en los anexos 3, 4, 5, 6, 7 y
8; luego se obtuvieron los volúmenes de obra correspondientes a excavación y
hormigón que constituyen los rubros de mayor incidencia en la ejecución del proyecto,
por lo tanto, para tomar una decisión acerca de la alternativa más viable, se efectuó la
comparación técnico-económica de las mismas y se elaboró cada uno de sus
presupuestos estimativos mostrados en las tablas 4 y 5. Esta comparación incluye
exclusivamente los elementos no comunes a las dos alternativas, que son la presa y el
aliviadero de excedentes.
3.3 Presupuesto Estimativo presa de escollera
Tabla 5.
Presupuesto presa ciega de escollera
Elaborado por: Vanessa Valdivieso
RUBRO DESCRIPCIÓN Unidad Cantidad Precio Unitario Costo Total
1 OBRAS PRELIMINARES
1.1 Excavación abierta a máquina en roca m3 110.258,87 56,85 6268217,01
1.2 Excavación en túnel m3 27.283,97 182,52 4979871,04
1.3 Transporte del material (1 Km) m3/km 853.300,00 0,30 255990,00
1.4 Desalojo de material con volqueta (10 Km) m3 743.041,13 9,75 7244650,97
1.5 Trituración de material m3 853.300,00 15,00 12799500,00
2 ESTRUCTURA
2.2 Hormigones
2.2.1Hormigon premezclado f'c = 180 kg/cm2
(vaciado y vibrado)m3 1.360,00 108,61 147709,60
2.2.3Hormigon premezclado f'c = 280 kg/cm2
(vaciado y vibrado)m3 6.868,64 130,80 898418,11
32594356,74∑
40
3.4 Presupuesto Estimativo presa de hormigón con vertido incorporado
Tabla 6.
Presupuesto Presa de hormigón con vertido incorporado
Elaborado por: Vanessa Valdivieso
Una vez establecidos los costos estimados de los elementos no comunes, se concluyó
que la presa de escollera representará una inversión económica mayor que la presa
vertedero, esto debido al costo del aliviadero, al volumen de excavación y al proceso
mecánico de trituración de la roca, que indudablemente representan incrementos en el
costo de la obra; además se determinó que, como inicialmente se planteaba, no existe
la ventaja de utilizar el aliviadero cerrado con pozo vertical como túnel de
construcción, optándose finalmente por la alternativa de presa de hormigón con vertido
incorporado para el proyecto hidroeléctrico Machinaza.
RUBRO DESCRIPCIÓN Unidad Cantidad Precio Unitario Costo Total
1 OBRAS PRELIMINARES
1.1 Excavación abierta a máquina en roca m3 55.650,72 56,85 3163743,17
1.2 Desalojo de material con volqueta (10 Km) m3 55.650,72 9,75 542594,48
2 ESTRUCTURA
2.2 Hormigones
2.2.1Hormigon premezclado f'c = 180 kg/cm2
(vaciado y vibrado)m3 56074,34 108,70 6095280,69
2.2.2Hormigon premezclado f'c = 240 kg/cm2
(vaciado y vibrado)m3 94170,29 128,55 12105590,23
2.2.3Hormigon premezclado f'c = 280 kg/cm2
(vaciado y vibrado)m3 4715,39 130,80 616773,01
2.2.5 Encofrado con tabla de monte m2 5888,65 19,50 114828,73
22638810,32∑
41
CAPÍTULO 4
Diseños de las obras que componen la presa con vertido incorporado
Seleccionada la alternativa en el capítulo 3 del presente proyecto, se determinó que las
obras de embalse que formarán parte del sistema de regulación son las siguientes:
1) Presa de hormigón con vertido incorporado de 66 m de altura, 32,11 metros de
longitud, diseñada para un caudal de 899 m3/s y utilizando un caudal unitario
de 28 m3/m*s.
La obtención de los volúmenes y niveles característicos de embalse se detallan
en este capítulo.
2) Dos presas ciegas de hormigón a gravedad de 63m de altura ubicadas en cada
extremo de la presa vertedero.
3) Obra de toma que permita tomar desde el embalse los caudales que logren
satisfacer el gráfico de demanda, está formada por una galería de captación de
4m de ancho con dos compuertas para regular el ingreso de los caudales.
4) Túnel de desvío o construcción de 7,5m de diámetro y 477m de longitud
ubicado en la margen derecha del río Machinaza, que permitirá el desvío del
río durante la etapa de construcción.
5) Túnel de carga de hormigón de sección circular con diámetro de 3,5m y una
longitud de 5120m diseñado con flujo a presión, que permitirá el transporte del
caudal hacia la tubería de presión.
6) Una chimenea de equilibrio de 5m de diámetro y 83m de altura que tiene como
función absorber tanto las subpresiones como las sobrepresiones originadas por
el golpe de ariete en el túnel y tubería.
7) Tubería de presión de acero y sección circular con 3,10m de diámetro y
816,15m de longitud, que llevará el caudal hacia la casa de máquinas.
42
8) Casa de máquinas subterránea de sección tipo baúl que albergará 3 turbinas
Pelton, 3 generadores y 3 transformadores que serán los encargados de la
producción de energía eléctrica.
9) Túnel de restitución de 1562,81m de longitud y sección rectangular de 4m de
ancho y 2m de altura que se encarga de regresar el caudal turbinado al río.
10) Desagüe de uso actual y/o ecológico de 0,7m de diámetro y 142 m de longitud
ubicado en el muro divisorio entre la presa vertedero y la presa de hormigón a
gravedad sin vertido incorporado.
11) Dos muros divisorios de 142 m de longitud ubicados entre la presa vertedero y
la presa de hormigón a gravedad.
4.1 Cálculo de los volúmenes y niveles característicos del embalse
4.1.1 Volumen y nivel muerto de embalse
Para establecer el volumen y nivel muerto de embalse se utilizaron los siguientes
parámetros: aporte sólido anual (suelo tipo arena limosa), peso específico seco,
porosidad del material sedimentario y vida útil del proyecto, los mismos que se
detallan a continuación
Aporte sólido anual = 252480000 kg
Peso específico del agua gag= 9,81 kN/m3
Peso específico seco go= 16 KN/m3
Porosidad n = 0,40
Inicialmente se lleva a cabo el cálculo del peso específico, en estado sumergido, del
sedimento a través de la siguiente expresión.
𝛾𝑠 = 𝛾𝑜 − (1 − 𝑛) ∗ 𝛾𝑎𝑔
𝛾𝑠 = 10,114 𝐾𝑁/𝑚3
43
𝛾𝑠 = 1030,99 𝐾𝑔/𝑚3
A continuación, se calcula el volumen muerto de embalse de la siguiente manera:
𝑉𝑇 = 𝑆𝑒𝑑𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜𝑠
𝛾𝑠
𝑉𝑇 = 252480000
1030,99
𝑉𝑇 = 244891,12 𝑚3
VME = VT * Vida útil de la obra
VME = 12244556,06 m3
Una vez calculado el volumen muerto de embalse, se determina el nivel muerto de
embalse utilizando las curvas de embalse construidas en función de la topografía de la
zona del proyecto, como se muestra en la Tabla 7.
Tabla 7.
Nivel muerto de embalse
Elaborado por: Vanessa Valdivieso
De acuerdo a la tabla presentada y a sus cálculos correspondientes se ha determinado
que el nivel muerto de embalse requerido es de 1368,65 m; sin embargo, por fines
constructivos se trabajará con el valor de 1369 m indicado en la figura 5 y 6.
H Área Parcial Área Acumulada Volumen Parcial Volumen Acumulado Volumen Acumulado
(msnm) (Ha) (ha) (Hm3) (Hm3) (m3)
1324 0 0 0 0 0
1340 1,47 1,47 0 0 0
1350 13,24 14,71 2,35 2,35 2350000
1360 29,41 44,12 3,53 5,88 5880000
1368,65 25,44 69,56 6,36 12,24 12244556,06
1370 3,97 73,53 2,71 13,23 13230000
1380 91,18 164,71 16,18 29,41 29410000
1390 173,01 337,72 26,28 55,69 55690000
1400 220,85 558,57 44,31 100 100000000
1410 354,67 913,24 70,29 170,29 170290000
1420 586,76 1500 179,71 350 350000000
44
Figura 5. Curva de embalse volumen vs elevación (NME)
Elaborado por: Vanessa Valdivieso
Figura 6. Curva de embalse área vs elevación (NME)
Elaborado por: Vanessa Valdivieso
45
4.1.2 Volumen y nivel normal de embalse
El volumen útil fue obtenido a partir de la simulación de la operación del embalse
usando los caudales medios mensuales que ingresan y el de derivación, tomando en
cuenta que se cumplan los niveles de garantía volumétrico y en el tiempo
correspondientes al 95% establecidos para sistemas hidroeléctricos. Ver anexo 1
En dicho anexo se indica que el volumen normal de embalse es de 42394244 m3.
Posteriormente, se procede a determinar el nivel normal de embalse utilizando las
curvas características de embalse antes mencionadas como se indica en la tabla 8,
aclarándose que dicho valor se obtiene restando el volumen total (Acumulado) menos
el volumen muerto previamente establecido.
Tabla 8.
Nivel útil de embalse
Elaborado por: Vanessa Valdivieso
Se obtuvo como nivel útil de embalse el valor de 1389,6 m como se visualiza en las
figuras 7 y 8; sin embargo, se trabajará con el valor de 1390 m.
H Área Parcial Área Acumulada Volumen Parcial Volumen Acumulado Volumen Acumulado
(msnm) (Ha) (ha) (Hm3) (Hm3) (m3)
1324 0 0 0 0 0
1340 1,47 1,47 0 0 0
1350 13,24 14,71 2,35 2,35 2350000
1360 29,41 44,12 3,53 5,88 5880000
1368,65 25,44 69,56 6,36 12,24 12244556,06
1370 3,97 73,53 2,71 13,23 13230000
1380 91,18 164,71 16,18 29,41 29410000
1389,6 166,08 330,79 25,23 54,64 54638800,00
1390 6,93 337,72 1,0512 55,69 55690000
1400 220,85 558,57 44,31 100 100000000
1410 354,67 913,24 70,29 170,29 170290000
1420 586,76 1500 179,71 350 350000000
46
Figura 7. Curva de embalse volumen vs elevación (NNE)
Elaborado por: Vanessa Valdivieso
Figura 8. Curva de embalse área vs elevación (NNE)
Elaborado por: Vanessa Valdivieso
47
4.1.3 Volumen y nivel forzado de embalse
Con base en lo señalado en la metodología del capítulo 2 la determinación del nivel
forzado de embalse no es más que un proceso de optimización técnico-económica,
cuyo valor se obtiene sumando el NNE a la carga H necesaria para evacuar los caudales
de crecida.
Por su parte, fue adoptado un valor de H=3 (m) como carga del aliviadero,
estableciéndose como resultado:
NFE=NNE+H
NFE=1389,6+3
NFE=1392,6 (m).
Por fines constructivos se trabajará con un valor de 1393m, posteriormente el volumen
forzado de embalse se obtuvo de las curvas de embalse inicialmente establecidas,
tomando en cuenta que este valor es el comprendido entre el NNE y el NFE tal como
se muestra en la tabla 9.
Tabla 9.
Nivel forzado de embalse
Elaborado por: Vanessa Valdivieso
H Área Parcial Área Acumulada Volumen Parcial Volumen Acumulado Volumen Acumulado
(msnm) (Ha) (ha) (Hm3) (Hm3) (m3)
1324 0 0 0 0 0
1340 1,47 1,47 0 0 0
1350 13,24 14,71 2,35 2,35 2350000
1360 29,41 44,12 3,53 5,88 5880000
1370 29,41 73,53 2,71 13,23 13230000,00
1380 91,18 164,71 16,18 29,41 29410000
1389,6 166,08 330,79 25,2288 54,6388 54638800
1390 6,93 337,72 26,28 55,69 55690000,00
1393 66,255 403,975 13,293 68,983 68983000
1400 154,595 558,57 31,017 100 100000000
1410 354,67 913,24 70,29 170,29 170290000
1420 586,76 1500 179,71 350 350000000
48
Se determinó que el volumen forzado de embalse corresponde a un valor de 14344200
m3, indicado en las figuras 9 y 10.
Figura 9. Curva de embalse volumen vs elevación (NFE)
Elaborado por: Vanessa Valdivieso
Figura 10.Curva de embalse área vs elevación (NFE)
Elaborado por: Vanessa Valdivieso
49
Finalmente, los niveles y volúmenes característicos de embalse obtenidos para el
proyecto se visualizan en las figuras 11 y 12.
Figura 11. Niveles característicos de embalse curva área vs elevación
Elaborado por: Vanessa Valdivieso
Figura 12. Niveles característicos de embalse curva volumen vs elevación
Elaborado por: Vanessa Valdivieso
50
4.2 Cálculo del nivel aguas abajo de la presa vertedero
Para determinar el nivel aguas abajo de la presa vertedero primero fue necesaria la
construcción de la curva de descarga a partir de la topografía de la zona del proyecto
debido a la escasa información de campo acerca de los aforos realizados en la corriente
del río Machinaza, para ello se estableció el coeficiente de rugosidad de Manning para
roca n=0,038, la sección de interés con su respectivo perfil transversal y la pendiente
del cauce i= 0,0217, aplicándose dichos parámetros en la ecuación de Manning (Perez,
1969).
Los cálculos se llevaron a cabo como se indica en el Anexo 2 y la curva de descarga
generada se observa en la figura 13.
Figura 13. Curva de Descarga
Elaborado por: Vanessa Valdivieso
Por lo tanto, en consideración el caudal de diseño de 899 m3/s se obtuvo como
resultado un nivel aguas abajo de 3,66 (m).
51
4.3 Diseño de la presa de hormigón con vertido incorporado
La presa derivadora para el proyecto Machinaza tiene una altura de 66 m, cimentada
sobre roca de acuerdo a la información geológico-geotécnica disponible, diseñada con
un caudal de 899 m3/s correspondiente a la máxima crecida y un caudal unitario de 28
m3/m-s, éste último fue asumido desde el punto de vista energético para no tener carga
sin trabajar que provoque la reducción de generación de energía.
Una vez establecidos estos datos se procede al cálculo del frente preliminar del
vertedero (B), dividiendo el caudal de crecida máxima para el caudal unitario asignado
al proyecto; y de la carga de diseño preliminar para el vertedero tipo Creaguer
utilizando la ecuación del vertedero, obteniéndose como resultados los valores de
32,11 m y 5,48 m respectivamente; sin embargo, dado que inicialmente el coeficiente
de descarga m=0,504 y el coeficiente de contracción lateral =0,97 fueron asumidos,
se procedió al recalculo de todos los parámetros antes mencionados dando como
resultado final los siguientes valores:
Tabla 10.
Resultados carga total dinámica sobre el vertedero (Ho) y carga de diseño (H)
Elaborado por: Vanessa Valdivieso
Posteriormente se lleva a cabo la construcción del perfil teórico preliminar de forma
triangular a partir del peso específico del agua, peso volumétrico del hormigón y el
factor de seguridad al deslizamiento correspondiente al nivel de importancia de la obra
B= 32,11 m
m= 0,504
= 0,98
Ho= 5,49 m
H= 5,48 m
vo= 0,40 m/s
Resultados
52
fijado previamente. En la determinación de este perfil las interrogantes son la base (b)
y el parámetro ξ, evidenciados en la figura 14; cuyos valores fueron encontrados con
la aplicación de las expresiones referidas a continuación (Chugaev, 1988), éstas
formulan el cumplimiento de las condiciones de estabilidad y resistencia al someter al
perfil a la acción de las fuerzas de gravedad, subpresión y presión hidrostática.
Donde:
b= Ancho de la base de la presa (m)
H= Altura de la presa (m)
FSDp= Factor de seguridad al deslizamiento permisible
f= factor de fricción
𝛾𝐻 =Peso específico del hormigón (KN/m3)
𝛾𝑜 =Peso específico del agua (KN/m3)
𝛼1 =Coeficiente de efecto del elemento impermeabilizante
Después de una serie de iteraciones la base final calculada (b) es de 47,70 m y el
parámetro ξ de 0,1625, quedando establecido el perfil de la siguiente forma:
𝑏
𝐻=
𝐹𝑆𝐷𝑝
𝑓 ∗ [𝜉 + 𝛾𝐻𝛾0
− (1 − 𝛼1) − 𝑎𝑏]
𝑏
𝐻=
1
√[ 𝛾𝐻𝛾0
(1 − 𝜉) + 𝜉(2 − 𝜉) − 𝐸1]
53
Figura 14. Perfil teórico triangular presa derivadora
Elaborado por: Vanessa Valdivieso
La construcción del perfil hidráulico inicia con la formación de la configuración
hidráulica del vertedero (tipo Creaguer) cuyas coordenadas reales se establecen
multiplicando la carga de diseño por las coordenadas Creaguer-Offizyeron para una
carga H= 1m. Dicha carga de 5,48 (m) fue calculada anteriormente, mientras que las
coordenadas del perfil Creaguer fueron obtenidas en bibliografía especializada y se
detallan en la siguiente tabla:
b (1-)b
Hp
47,40 (m)b
7,70 (m) 39,70 (m)
66 (
m)
54
Tabla 11.
Coordenadas Creaguer-Offizyeron (Coordenadas Perfil Creaguer)
Fuente: (Chugaev, 1988)
x/H y/H H x y
0,00 0,13 5,48 0,00 0,69
0,10 0,04 5,48 0,55 0,20
0,20 0,01 5,48 1,10 0,04
0,30 0,00 5,48 1,64 0,00
0,40 0,01 5,48 2,19 0,03
0,50 0,03 5,48 2,74 0,15
0,60 0,06 5,48 3,29 0,33
0,70 0,10 5,48 3,83 0,55
0,80 0,15 5,48 4,38 0,80
0,90 0,20 5,48 4,93 1,08
1,00 0,26 5,48 5,48 1,40
1,10 0,32 5,48 6,03 1,76
1,20 0,39 5,48 6,57 2,16
1,30 0,48 5,48 7,12 2,60
1,40 0,56 5,48 7,67 3,09
1,50 0,66 5,48 8,22 3,62
1,60 0,76 5,48 8,77 4,19
1,70 0,87 5,48 9,31 4,78
1,80 0,99 5,48 9,86 5,41
1,90 1,11 5,48 10,41 6,07
2,00 1,24 5,48 10,96 6,77
2,10 1,37 5,48 11,50 7,50
2,20 1,51 5,48 12,05 8,26
2,30 1,65 5,48 12,60 9,06
2,40 1,85 5,48 13,15 10,12
2,50 1,96 5,48 13,70 10,74
2,60 2,12 5,48 14,24 11,63
2,70 2,29 5,48 14,79 12,54
2,80 2,46 5,48 15,34 13,49
2,90 2,64 5,48 15,89 14,46
3,00 2,82 5,48 16,44 15,47
3,10 3,01 5,48 16,98 16,51
3,20 3,21 5,48 17,53 17,57
3,30 3,41 5,48 18,08 18,65
3,40 3,61 5,48 18,63 19,77
3,50 3,82 5,48 19,17 20,92
3,60 4,03 5,48 19,72 22,08
3,70 4,25 5,48 20,27 23,28
Coordenadas Perfil Creaguer
55
El perfil hidráulico final quedo establecido de la siguiente forma:
Figura 15. Perfil hidráulico presa derivadora
Elaborado por: Vanessa Valdivieso
Por consiguiente, se obtiene el perfil preliminar de la presa colocando el perfil teórico
triangular sobre el perfil hidráulico.
Se determinó, además, si se requiere o no alguna obra de disipación al pie de la presa
vertedero, llevando a cabo el siguiente procedimiento:
Conociendo la altura de la presa, más los parámetros de carga y velocidad de
acercamiento calculados anteriormente se obtienen los resultados correspondientes a
energía específica, energía total específica, profundidad crítica y profundidad
contraída; asumiéndose ésta última como la primera conjugada, bajo la premisa de que
el resalto empieza en la sección de flujo, se obtiene el valor de la segunda conjugada
que permitirá establecer el tipo de resalto originado.
56
Los valores logrados se visualizan a continuación:
Tabla 12.
Valores flujo aguas abajo
Elaborado por: Vanessa Valdivieso
El nivel aguas abajo obtenido a partir de la curva de descarga y cuyo cálculo se detalla
en el punto 4.2, es sometido a comparación con la segunda conjugada, si la primera es
inferior a la segunda, el resalto será sumergido, caso contrario el resalto será
desplazado y se requiere una obra de disipación.
Dado que la profundidad aguas abajo es de 3,66 (m), se determinó que se trata de un
resalto desplazado por lo que se llevó a cabo el diseño de un pozo de disipación, que
consiste en un proceso iterativo respecto a la profundidad de dicho pozo hasta lograr
que este valor sumado al nivel aguas abajo sea superior a la segunda conjugada.
Los resultados obtenidos fueron los siguientes:
Tabla 13.
Diseño pozo de disipación
Elaborado por: Vanessa Valdivieso
E= 71,48 m
Eo= 81,19 m
hcr= 4,31 m
hc=h'= 0,84 m
h''= 13,38 m
Resultados
tp E Eo1 hcr hc h'= h'' hi'' h''<hi''
(m) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
9,160 71,48 80,639 4,307 0,844 0,844 13,35 12,82 no cumple
9,69 71,48 81,166 4,307 0,841 0,841 13,37 13,35 no cumple
9,71 71,48 81,19 4,31 0,84 0,84 13,38 13,38 si cumple
Pozo de disipación
57
Dada la considerable profundidad del pozo, en este caso será conveniente investigar
en modelo físico la combinación de un pozo de menor profundidad con rugosidad
artificial de la losa de disipación en forma de dados o muros.
Posteriormente para que el perfil preliminar de la presa se convierta en perfil
constructivo se conformó el contorno subterráneo con 70 y 3,30 m, de proyección
horizontal (lo) y vertical (So) respectivamente, asumiendo como infinito el espesor
real de la capa permeable del suelo debido a la insuficiente información.
Inicialmente se requiere conocer el espesor de cálculo a partir del espesor de la capa
activa del suelo permeable (Tact), el mismo que puede ser obtenido de cuatro posibles
formas, descritas a continuación:
Por lo tanto, el espesor de cálculo se fijará de acuerdo con las siguientes condiciones:
En el presente proyecto la relación lo/so arrojó un valor de 21,21, ubicándose en el
escenario d) descrito y dando como resultado 35 m de espesor de la capa activa, éste
al ser inferior al espesor real y tal como indica la expresión 2), es establecido como el
espesor de cálculo de la capa permeable del suelo de cimentación.
58
Se calculó además los espesores de capa activa para pérdidas de carga (Tact’),
gradiente máxima a la salida del flujo de filtración (Tact’’) y caudal de filtración
(Tact’’’), (éste último con finalidad didáctica pues se calcula únicamente cuando la
cimentación se realiza en suelo no en el caso de roca) con base en las siguientes
aseveraciones:
𝑇𝑎𝑐𝑡′′ = 2 ∗ 𝑇𝑎𝑐𝑡′
𝑇𝑎𝑐𝑡′′′ = 𝑇𝑎𝑐𝑡′
Luego, se realiza el análisis del flujo de filtración como se indicó en el punto 2.2.2, a
través del método de coeficientes de resistencia, los cuales se calculan con las
expresiones establecidas en la tabla 14.
Tabla 14.
Coeficientes de Resistencia
Elaborado por: Vanessa Valdivieso
Entrada
Elemento del contorno
subterráneoCoef. De resistencia
Escalón
Tabla-estaca
Elemento longitudinal
Escalón
Salida
𝑒𝑠𝑐1 =𝑎
𝑇1
𝑡𝑎𝑏 = 1,5 ∗𝑆
𝑇2+
0,5 ∗𝑆𝑇2
1 − 0, 5 ∗𝑆𝑇2
𝑜𝑛𝑔= 𝑜 − 0,5 ∗ (𝑠1+ 𝑠2)
𝑇2
𝑒𝑠𝑐2 = 𝑒𝑠𝑐1
𝑒𝑛𝑡 = 0,44
𝑠𝑎 = 0,44
𝑇𝑎𝑐𝑡′ = 𝑇𝑐𝑎
59
Las pérdidas de carga, gradiente máxima a la salida del flujo de filtración y caudal de
filtración se obtienen a partir de estas ecuaciones:
Los resultados de los cálculos realizados se muestran en las tablas 14 y 15, teniendo
en cuenta que el valor de 67,82 m obtenido como desnivel (z) fue calculado incluyendo
la carga de diseño.
Tabla 15.
Pérdidas de carga
Elaborado por: Vanessa Valdivieso
Tabla 16.
Gradiente máxima a la salida del flujo de filtración
Elaborado por: Vanessa Valdivieso
Caudal de filtración
Gradiente máxima a la
salida del flujo de filtración
Pérdidas de carga 𝑖 = i *
𝑠𝑎 𝑚 =
1∗
1
∗
q=
∗
0,44 14,43
0,094 3,09
1,000 32,79
0,094 3,09
0,44 14,43
2,069
Pérdida
de Carga
Coef. De
resistencia (xj)
Pérdida de Carga
∑
32,79
Elemento del
contorno
Entrada
Escalón
Elemento longitudinal
Escalón
Salida
0,44
0,046
1,049
0,046
0,44
2,022∑
Jsal.máx
1,75
Gradiente máxima a la salida del flujo de filtración
Elemento del
contorno
Entrada
Elemento longitudinal 33,05
Coef. De
resistencia ( j) α
Escalón
Salida
Escalón
60
Tabla 17.
Caudal de filtración
Elaborado por: Vanessa Valdivieso
Como se determinó en el punto 2.2.2 el perfil constructivo de la presa derivadora está
constituido por dentellones y cortina con drenaje vertical; el dentellón tiene una
profundidad de 3,30 m, la cortina de impermeabilización es de 5,28 m de espesor y
52,8 m de profundidad mientras que el drenaje vertical tiene una profundidad de 13,20
m; además se colocarán 3 galerías en toda la altura de la presa cuyas dimensiones son
de 2,5x3m asumiendo que será provista para transporte motorizado. Estos elementos
tienen como finalidad contrarrestar la fuerza de subpresión que en el presente caso dio
como resultado un valor de 16827,927 KN/m.
Una vez conocida la magnitud de la fuerza de subpresión fue posible determinar el
espesor de la losa del pozo de disipación calculado en 2,25m.
Finalmente, el escenario correspondiente a combinación básica con vertido, es
sometido al análisis de estabilidad al deslizamiento, obteniéndose como resultado un
FSD= 1,50 (Ver anexo 8) que es superior al FSDperm=1,3; de igual manera se constató
que en la base de la presa el esfuerzo mínimo calculado de 729,24 (KN/m2) no es
negativo y que el máximo de 1245,94 (KN/m2) no es mayor que la resistencia a la
compresión de la roca cuyo valor es de 7845,32 (KN/m2).
0,44
0,094
2,208
0,094
0,44
3,28∑
Entrada
1,00E-06 2,07E-05
Escalón
Elemento longitudinal
Escalón
Salida
Caudal de filtración
Elemento del
contorno
Coef. De
resistencia ( j)k
q
(m3/s*m)
61
Figura 16. Presa vertedero (Combinación básica con carga de diseño)
Elaborado por: Vanessa Valdivieso
Se realizó además el análisis de estabilidad al deslizamiento para combinación
especial, es decir cuando intervienen las distintas cargas sísmicas, cuyos cálculos
establecieron un FSD= 1,10 (Ver anexo 8) que es igual al FSDperm=1,10; de igual
manera se constató que en la base de la presa el esfuerzo mínimo calculado de 736,81
(KN/m2) no es negativo y que el máximo de 1238,37 (KN/m2) no es mayor que la
resistencia a la compresión de la roca señalada.
52
m
5,20m
P1
P3
A
H=
5,5
0m
W
PHE
66 m
P4
hs=
46 m
Ps
G1
tp=
9,7
1 m P2
N-9,71
N+0,00
62
Figura 17. Presa vertedero (Combinación especial con carga de diseño)
Elaborado por: Vanessa Valdivieso
Una vez verificado el cumplimiento de las distintas condiciones de estabilidad, flujo
de filtración y resistencia de la presa vertedero se aceptó la configuración del perfil
constructivo establecido.
Los cálculos correspondientes a esta obra se encuentran desarrollados en el Anexo 9.
4.4 Diseño de presa ciega de hormigón a gravedad
Estas presas serán ubicadas en los extremos de la presa vertedero, como reemplazo de
muros de enlace por cuestiones económicas.
Para calcular la altura de ola ha sido considerada la información meteorológica básica
del proyecto que indica que en la zona el viento tiene una velocidad de 23 km/h que
dio como resultado un valor C = 0,5, por lo tanto, el borde libre t es de 1 m.
Establecida la altura de la presa de acuerdo con las condiciones topográficas del sitio
de implantación, se construye el perfil teórico preliminar triangular de manera idéntica
52m
5,20m
A
Gs
P4
G1
66 m
PsH
H=
5,5
0m
tp=
9,7
1 m
P3
PHE
W
P1
N+0,00
Ps
hs=
45 m
P2N-9,71
63
al obtenido para la presa vertedero, dando como resultado final una base (b) de 49,88
m y un valor de 0,2525 para el parámetro ξ de, estableciéndose el perfil de la siguiente
manera:
Figura 18. Perfil teórico triangular presa ciega de hormigón primera configuración
Elaborado por: Vanessa Valdivieso
Luego, se transformó el perfil teórico en perfil constructivo añadiendo una cresta de
10m de ancho, incluyendo un dentellón en el pie aguas arriba de la presa, así como una
cortina de impermeabilización de 4,73m de espesor y 50,4m de profundidad, todo ello
con el objetivo de darle mayor seguridad y operatividad a la presa.
Se realizó al análisis de estabilidad al deslizamiento para combinación básica (ver
figura 19) que dio como resultado un FSD= 1,75 y los esfuerzos obtenidos cumplían
con las condiciones establecidas; sin embargo, para combinación especial aun cuando
el FSD=1,32 era superior al permisible, el esfuerzo principal menor es negativo, siendo
necesario establecer una nueva configuración de la presa con una base de mayor
magnitud.
b (1-)b
Hp
49,88 (m)b
12,59 (m) 37,28 (m)
63 (
m)
64
Figura 19.Diagrama de fuerzas, combinación básica, presa ciega de hormigón (Primer caso)
Elaborado por: Vanessa Valdivieso
Figura 20. Diagrama de fuerzas, combinación especial, presa ciega de hormigón (Primer caso)
Elaborado por: Vanessa Valdivieso
50,4m
4,64 m
4,73m
9,20m
P1V
27,28m
P1H
1,1
hola
6
hola
G3
W
10m
58,9
8m
11,79m
G2
12,59m
a
Psed
H
Psed
V
ß
45m
G1
W
1,1
hola
45m
G3
Psed H
50,4m
58,9
8m
11,79m
G2
ß
4,73m
Gs
6
hola
b
12,59m
9,20m
P1H
Psed
V
4,64 m
PsV
P1V
27,28m
PsH G1
a
G
65
Por su parte, la segunda configuración, es sometida a verificación de estabilidad al
deslizamiento, obteniéndose un factor de seguridad FSD= 1,83 superior al FSD perm
para combinación básica y nivel de importancia I, inmediatamente se analiza la
combinación especial que de igual manera cumple con la condición FSD ≥ FSDperm
al calcularse un FSD= 1,35. Se llevó acabo además la verificación de resistencias, cuyo
análisis determinó que el esfuerzo mínimo de 650,33 (KN/m2) y el máximo de 724,90
(KN/m2) se encuentran dentro de los rangos permisibles; de igual forma se obtuvo
como esfuerzo principal menor y mayor los valores de 280,05 (KN/m2) y 1109,13
(KN/m2) respectivamente, los mismos que cumplen las condiciones previamente
establecidas.
Figura 21. Diagrama de fuerzas, combinación básica, presa ciega de hormigón (Segundo caso)
Elaborado por: Vanessa Valdivieso
G1
45m
W
4,64 m
P1H
1,1
hola
58,9
8m
.
48
.
a
6
hola
4,73m
10m
.
G2
Psed H
50,4m
ß
.
66
Figura 22. Diagrama de fuerzas, combinación básica, presa ciega de hormigón (Segundo caso)
Elaborado por: Vanessa Valdivieso
Una vez comprobado que las condiciones de estabilidad y resistencia se han cumplido
se aceptó la configuración del perfil constructivo establecido de acuerdo a la figura 23.
Los cálculos correspondientes a esta obra se encuentran desarrollados en los anexos
10 y 11.
50,4m
G2
45m
10m
58,9
8m
ß
.
G1
1,1
hola
4,64 m
P1H
6
hola
W
.
PsH
4,73m
Psed H
.
a
48
.
67
Figura 23. Perfil constructivo presa ciega de hormigón
Elaborado por: Vanessa Valdivieso
4.5 Diseño del túnel de construcción
Con base en la práctica de diseño se asumió un caudal con probabilidad de ocurrencia
100 veces mayor a la probabilidad de la crecida para el aliviadero de excedentes que
corresponde a un valor de Qd= 343 m3/s. La cota del nivel aguas abajo fue obtenido
de la curva de descarga en función del caudal de diseño. Este túnel es de sección
circular, tiene una longitud de 477 m y su dimensionamiento es el resultado de un
análisis técnico-económico en el que, por una parte, varía el diámetro del túnel y, por
otra parte, el costo de las ataguías como se indica en la figura 24.
63 m
58m
50.4
m4
.73 m
4.72 m
10 m
68
Figura 24. Análisis técnico-económico del túnel de construcción
Elaborado por: Vanessa Valdivieso
El diámetro óptimo calculado es de 7,5m correspondiente al menor costo sumatorio.
Se inició con el cálculo de la sección geométrica, profundidad y sección de flujo; a
continuación, se estableció el radio hidráulico, coeficiente de Chezy, velocidad y la
pendiente del túnel. Se asumió un coeficiente de rugosidad de Manning n=0,015 en
función del tipo de hormigón y debido a que el agua acarrea gran cantidad de sólidos.
Con base en la información obtenida anteriormente se calcularon las pérdidas de carga
correspondiente, así como distintos parámetros respecto a niveles y desniveles en
distintas secciones a lo largo del túnel.
Posteriormente, se determinaron los volúmenes de las ataguías y del túnel para llevar
a cabo el análisis presupuestario del mismo considerando los rubros de excavación y
hormigón.
Finalmente se determinó la necesidad de colocar un pozo de disipación al final del
conducto con una profundidad de 5,24m, para evitar que el resalto a generarse sea
desplazado.
69
El espesor de revestimiento del túnel es de 0,60m calculado con base en la figura 25
tomada de bibliografía especializada en centrales hidroeléctricas.
Figura 25. Gráfico para determinar el revestimiento de túnel con superficie libre
Fuente: (Shavelyev, 2015)
Los cálculos de esta obra encuentran en los anexos 12 y 13, mientras que los resultados
finales obtenidos se detallan en la siguiente tabla:
Tabla 18.
Resultados túnel de construcción
Elaborado por: Vanessa Valdivieso
La longitud de este túnel se adoptó de la implantación realizada sobre la topografía
entregada en la información básica.
D [m]= 7,5
W [m2]= 44,18
w [m2]= 32,69
v [m/s]= 10,49
i[m/m]= 0,008
hl [m]= 4,01 Pérdidas de carga
pendiente
Velocidad de flujo
Nomenclatura Resultado Parámetro
Diámetro
Sección geométrica
Sección de flujo
70
4.6 Dimensionamiento de la obra de toma
Utilizando como información de entrada el diámetro del túnel de carga se ha propuesto
una chimenea de hormigón armado de 26,6m de altura y 4m de ancho que alojara dos
compuertas planas con su respectivo mecanismo de maniobra. Se colocarán dos muros
de acercamiento de 4m de altura, 4,70m de longitud y con un ángulo de
ensanchamiento hacia aguas arriba de 12°, los mismos que conducirán el caudal hacia
un orificio de entrada de 3,50m de altura ubicado en la misma obra (ver figura 26); es
importante destacar que su implantación está dada en la margen izquierda del embalse.
El revestimiento de las paredes tendrá un espesor de 0,40 m, mientras que la pantalla
de hormigón ubicada entre las compuertas tendrá un espesor de 0,20m.
El desarrollo de esta obra se encuentra detallado en el Anexo 14.
Figura 26. Obra de toma
Elaborado por: Vanessa Valdivieso
4.7 Diseño del túnel de carga
Este túnel tiene una longitud de 5120 m, es de sección circular de hormigón y permitirá
el transporte del respectivo caudal total de derivación; para ello se obtuvo un caudal
inicial a partir de la curva de duración general (ver figura 27) para una probabilidad de
71
ocurrencia del 95%. A este caudal le fue descontado el caudal ecológico, para
finalmente determinar el caudal total de diseño Qd= 27,93 m3/s.
Figura 27. Curva de duración general de caudales
Elaborado por: Vanessa Valdivieso
Para su diseño se llevó a cabo un análisis técnico-económico, es así que variando el
diámetro de las conducciones se logró estimar sus respectivos costos de construcción
y energía total perdida, tal como se visualiza en la figura 28.
Figura 28. Análisis técnico-económico del túnel de carga
Elaborado por: Vanessa Valdivieso
72
El diámetro óptimo correspondiente al menor costo sumatorio es de 3,50 (m).
Se realizó el cálculo de la sección de flujo y velocidad; a continuación, utilizando como
información de entrada la velocidad, diámetro y viscosidad cinemática del agua (Ʋ=
1x10 -6 (m2/s)) se estableció el número de Reynolds y con éste, el tipo de flujo a
originarse.
Con base en la rugosidad absoluta del hormigón (ε= 1,65 mm) y el diámetro calculado
se obtuvo la rugosidad relativa, la misma que dio lugar a la identificación de la zona
de turbulencia del flujo para el posterior cálculo del coeficiente de fricción λ. Es así
que, utilizando la información disponible y generada, se obtienen las pérdidas de carga
longitudinales, que sumadas a las puntuales (locales), permiten determinar las pérdidas
de carga totales producidas en esta obra.
Posteriormente, se determinó la potencia perdida usando un factor de eficiencia
=0,88 y con ello se calculó la cantidad de energía perdida para finalmente establecer
el costo que representa; se estableció además el costo del túnel incluyendo los rubros
principales de excavación y hormigón.
Se determinó un espesor de revestimiento del túnel de 0,40m, obtenido con la figura
29 tomada de bibliografía especializada en centrales hidroeléctricas.
Figura 29. Gráfico para determinar el revestimiento de túnel a presión
Fuente: (Shavelyev, 2015)
73
Los cálculos realizados se encuentran en los Anexos 15 y 16, mientras que los
resultados finales obtenidos se detallan en la tabla 19:
Tabla 19.
Resultados túnel de carga
Elaborado por: Vanessa Valdivieso
El espesor de revestimiento del túnel es de 0,40m basado en la misma premisa
establecida en el punto 4.5 para el túnel de construcción.
Se debe recalcar que la longitud correspondiente a este túnel fue adoptada de la
implantación realizada sobre la topografía entregada en la información básica y que el
borde superior del túnel se ubica bajo el NME con la finalidad de permitir que se
originen vórtices para el transporte de objetos flotantes.
4.8 Dimensionamiento del reservorio o chimenea de equilibrio
Para determinar si era necesaria la presencia de una chimenea de equilibrio ubicada al
final del conducto de carga inicialmente se realizó el análisis del golpe de ariete en las
tuberías, al obtenerse una constante inercial Tin= 4,00 (s) igual a 4 (s), valor
D [m]= 3,5
w [m2]= 9,63
v [m/s]= 2,90
Re = 10124849,89
Tipo de flujo= turbulento
εr= 0,000471
Zona de turbulencia= cuadrático
λ= 0,0165
hj [m]= 0,79
hl [m]= 10,33
hf [m]= 11,12
Potencia Perdida (KW) 2742,27
Energía perdida
(KWh/año)24022242,96
Costo energía perdida
($)2402224,30
Costo túnel ($) 11216365,78
Costo Total ($) 13618590,08
Rugosidad Relativa
Coeficiente de fricción
Nomenclatura Resultado Parámetro
Sección de flujo
Pérdidas de carga locales
Pérdidas de carga
longitudinales
Pérdida de carga total
Diámetro
Velocidad de flujo
Número de Reynolds
74
establecido como condición, se procedió al dimensionamiento de dicha obra (Kisilyov
, 1984).
En una primera aproximación realizada, el diámetro obtenido para el reservorio de
equilibrio D= 3,29m fue menor al del túnel de carga D=3,5m, lo cual no puede ser
aceptado, esto se dio en vista de que la constante inercial obtenida es igual al valor
para el cual no se requiere chimenea de equilibrio (<4s) es así que por razones
constructivas se asumió igual al diámetro; sin embargo con este valor los resultados
correspondientes al descenso mínimo y ascenso máximo de agua en la chimenea
fueron considerablemente altos por lo que se ejecutó un nuevo análisis que determinó
finalmente que la chimenea tendrá un diámetro de 5m y una altura de 83m.
El espesor de revestimiento por razones constructivas fue asumido de 0,80m. Los
cálculos correspondientes a esta obra se visualizan en el anexo 17.
Figura 30. Reservorio o chimenea de equilibrio
Elaborado por: Vanessa Valdivieso
3.5
m
83m
D=5m
75
4.9 Dimensionamiento de la tubería de presión
El conducto de carga se conecta al tanque de presión ubicado al final del túnel de carga.
Éste elemento por su parte será de sección circular, de acero con rugosidad ε= 0,050
mm, diseñado con flujo a presión.
Los cálculos correspondientes son, en su mayoría, idénticos al del túnel de carga, se
realizó un análisis técnico-económico variando el diámetro de las conducciones para
obtener los costos de construcción y energía perdida, generándose la curva mostrada
en la figura 31.
Figura 31. Análisis técnico-económico de la tubería de presión
Elaborado por: Vanessa Valdivieso
El proceso se inicia con el cálculo de la sección de flujo, para continuar con la
determinación del número de Reynolds, tipo de flujo y rugosidad relativa,
inmediatamente se identificó la zona de turbulencia y el valor correspondiente al
coeficiente de fricción para finalmente obtener las pérdidas de carga locales,
longitudinales y totales; se destaca que en las primeras se incluyó las pérdidas a la
entrada, salida de la tubería y por válvula abierta.
76
De igual manera se determinó la potencia y energía perdida con su costo
correspondiente, así como el costo del túnel incluyendo los rubros representativos de
excavación y hormigón.
La longitud establecida para esta obra l= 816,15m se adoptó de la implantación
realizada sobre la topografía entregada en la información básica.
La tubería de presión es blindada a lo largo de toda su longitud con un espesor de
35mm y se unirá al múltiple de distribución que a través de varios ramales alimentará
a las turbinas.
Los cálculos realizados se evidencian en los Anexos 18 y 19, por su parte los resultados
obtenidos se observan en la siguiente tabla:
Tabla 20.
Resultados tubería de presión
Elaborado por: Vanessa Valdivieso
D [m]= 3,1
w [m2]= 7,55
v [m/s]= 3,70
Re = 11436429,48
Tipo de flujo= turbulento
εr= 0,000016
Zona de turbulencia= precuadrático
λ= 0,0093
hj [m]= 1,29
hl [m]= 1,71
hf [m]= 3,00
Potencia Perdida (KW)724,12
Energía perdida
(KWh/año) 6343251,08
Costo energía perdida
($) 634325,11
Costo túnel ($) 1028766,47
Costo Total ($) 1663091,58
Velocidad de flujo
Nomenclatura Resultado Parámetro
Diámetro
Sección de flujo
Pérdida de carga total
Pérdidas de carga longitudinales
Número de Reynolds
Rugosidad Relativa
Coeficiente de fricción
Pérdidas de carga locales
77
4.10 Dimensionamiento del equipo Electromecánico
4.10.1 Tipo y número de turbinas
A partir de la información hidroenergética obtenida en la simulación de la operación
de embalse, tomando un factor de planta de 1 y estableciendo que serán necesarias 3
turbinas, se determinó una potencia instalada anual de 120557,05 KW al año, potencia
de cada turbina de 40185,68 y carga de diseño de 478,21 m, éstos parámetros
permitieron ingresar a los gráficos consolidados (ver figura 32) y determinar que, para
el buen funcionamiento del sistema, se requieren de turbinas hidráulicas Pelton con 4
chiflones.
Figura 32. Potencia de la turbina vs Carga de diseño
Fuente: (García & Nava, 2014)
El caudal para diseño de la turbina es de 9,73 m3/s. y el número de polos (p (2 p))
establecido es de 20, considerando que se recomienda que éste sea un número entero
y múltiplo de 4, es así que la velocidad de rotación y velocidad específica calculadas
78
es de 360 y 46,09 rpm respectivamente; con esta información fue posible determinar
el diámetro del rodete que dio como resultado 1,96 m.
Las dimensiones principales obtenidas de los cucharones, carcaza, distribuidor e
inyector (ver figuras 33 y 34) se observan a continuación:
Tabla 21.
Dimensiones principales de la turbina
Elaborado por: Vanessa Valdivieso
Figura 33. Dimensiones del rodete y carcaza
Elaborado por: Vanessa Valdivieso
Simbología Parámetro Valor Unidad
D1 Diámetro del rodete 1,96 m
dc Diámetro del chorro 0,18 m
H1 Dimensiones H1 de los cucharones 0,61 m
H2 Dimensiones H2 de los cucharones 0,56 m
D Diámetro relativo máximo de la carcaza 5,49 m
hTC Altura de la carcaza 3,41 m
B Ancho relativo del distribuidor 9,80 m
Dbx Diámetro relativo de entrada al distribuidor 1,18 m
dbx
Diámetro relativo en la sección de
entrada al inyector 0,69 m
hraab
Altura relativa máxima de ubicación
del rodete sobre el nivel aguas abajo 1,25 m
d Diámetro relativo de salida del inyector 0,10 m
Dimensiones principales
H1
H2
FG
Rodete
Carcaza
hra
ab
D
79
Figura 34. Dimensiones del distribuidor e inyector
Elaborado por: Vanessa Valdivieso
4.10.2 Generador y transformador
El generador constituye otra máquina importante dentro de una central hidroeléctrica,
ya que es el encargado de transformar la energía mecánica entregada por las turbinas,
en energía eléctrica; es así que en el presente proyecto se obtuvo inicialmente la
potencia de 36167,12 KW calculada asumiendo el 90% de eficiencia del generador y
la potencia nominal, en función de la primera, con un valor de 43838,93 KV-A.
Posteriormente se calcularon una serie de parámetros cuyos resultados pueden
observarse en la tabla 22, éstos que permitieron determinar las dimensiones finales del
equipo, la altura es de 5,31 m , el diámetro es de 6,95 m y el peso es de 2,55 MN.
D1
Distribuidor
Inyector
dbx
d
Dbx
80
Tabla 22.
Dimensiones principales del generador
Elaborado por: Vanessa Valdivieso
Respecto al transformador, con base en bibliografía especializada, se determinaron sus
dimensiones: base de 3m, largo de 6m y altura de 4m, con un peso total de 0,10 MN.
Este equipo es el encargado de incrementar la tensión para que la energía sea
transmitida con la menor cantidad de pérdidas posibles.
Los cálculos completos de las turbinas, generador y transformador se observan en el
anexo 20.
4.11 Dimensionamiento de la casa de máquinas subterránea
Esta obra es subterránea y está equipada con 3 unidades de generación, cada unidad
está formada por 1 turbina Pelton y un generador, el área de transformadores se ubica
en forma paralela a dichas unidades, las características de estos equipos fueron
detallados en el punto anterior, albergará además un puente grúa de 12 m de largo y 4
m de altura; y el patio de maniobra tendrá una longitud de 10,95m.
Finalmente, la caverna de la casa de máquinas tiene un ancho total de 17,45m, longitud
de 60m y una altura de 18,45m. (Ver figura 35). Los cálculos pueden ser observados
en el anexo 21.
Simbología Parámetro Valor Unidad
Pap Potencia aparente 2191,95 KV-A
t* Divisor de polos 0,64
Dirotor Diámetro del rotor 4,09 m
Da Diámetro del acero activo 5,00 m
PC Potencia de cálculo 47126,85 KV-A
CA Coeficiente específico 16,32
la Longitud del acero activo 1,20 m
GD2
Momento centrífugo 15,09 MN-m
Dimensiones principales
81
Figura 35. Dimensiones de la caverna de la casa de máquinas (Vista frontal)
Elaborado por: Vanessa Valdivieso
Figura 36. Dimensiones de la caverna de la casa de máquinas (Vista lateral)
Elaborado por: Vanessa Valdivieso
82
4.12 Dimensionamiento del túnel de restitución
El túnel de descarga tiene una sección rectangular de 4m de base por 2m de altura,
cuyo caudal será evacuado con una velocidad de 4,5 m3/s, será revestido con hormigón
armado en toda su longitud, correspondiente a 1562,81m.
Esta obra inicia en la cota 774,57 msnm y con una pendiente del 0,3% llega a la cota
de restitución 770 msnm. Los cálculos de esta obra pueden ser observados en el Anexo
22.
Figura 37. Dimensiones del túnel de descarga o restitución
Elaborado por: Vanessa Valdivieso
4.13 Diseño del desagüe de uso actual y/o ecológico
El desagüe de uso actual y/o ecológico será ubicado en el muro divisorio ubicado entre
la presa vertedero y la presa de hormigón a gravedad sin vertido incorporado, es
diseñado tomando como caudal al 5% del caudal medio mensual mínimo del año
promedio obtenido de la serie de los caudales medios mensuales cuyo valor es de
Qdiseño = 1,5 m3/s, conociendo la velocidad se establece el diámetro requerido (D)
=0,70m, la carga de diseño H=4,37m, la longitud de la tubería de 142,52m)y la
profundidad mínima por velocidad Smin = 1.16m. Además, se determinó un pozo de
mezcla al final del conducto cuyo canal tiene 1m de altura y 0,7m de base. Los cálculos
se muestran de forma detallada en el anexo 23.
83
CAPÍTULO 5
Evaluación económica
5.1 Presupuesto
El presupuesto tiene como finalidad reflejar el costo de la ejecución del proyecto
estableciendo el valor económico de las distintas obras de conformidad con los
objetivos de este trabajo corresponde al nivel de factibilidad, estimándose un margen
de error del 10%, es aproximado, confiable y constituye una herramienta dinámica
sujeta a actualización. Permite suponer un equilibrio entre gastos e ingresos para
cubrirlos en un periodo de tiempo fijado.
En este capítulo se determina el presupuesto de la alternativa seleccionada, los rubros
más importantes están fundamentados en el análisis de precios unitarios que incluyen
los costos de maquinaria, equipo, mano de obra y materiales, más el incremento del
margen de beneficio previsto.
Los precios unitarios correspondientes a los rubros del presente proyecto fueron
elaborados con base en los precios actualizados del boletín del mes de diciembre de
2016 emitido por la Cámara de Construcción de la ciudad de Quito.
En el anexo 24 puede visualizarse el análisis de cada uno de los rubros establecidos en
el presupuesto, así como los costos para turbinas (Aggidis, Widden, Howard, &
Timmis, 2007), compuertas (Free Construction Cost Data, 2004), generadores y
transformadores (Podio, Cavagnolo, & CIpriano, 2007).
Es importante aclarar que el costo final de los rubros 2.2 y 3.4 correspondiente a la
excavación subterránea y al hormigón premezclado usado en el revestimiento de obras
fue multiplicado por el factor geológico 1,6 debido a las características de la roca,
dicho valor fue entregado en la información básica.
Finalmente, el presupuesto establecido se muestra a continuación:
84
Tabla 23.
Presupuesto del proyecto
Elaborado por: Vanessa Valdivieso
RUBRO DESCRIPCIÓN UNIDAD CANTIDADPRECIO
UNITARIOCOSTO TOTAL
1 OBRAS PRELIMINARES
1.1 Limpieza y desbroce del terreno m2 79.494,00 $ 1,50 $ 119.241,00
1.2 Replanteo y nivelación con equipo topográfico m2 99.367,50 $ 2,86 $ 284.191,05
1.3Cerramiento provisional H=2,40 m con tabla de madera y
pingosml 24.553,00 $ 22,46 $ 551.460,38
1.4 Bodegas y oficinas de madera y cubierta metálica m2 50.000,00 $ 50,68 $ 2.534.000,00
2 EXCAVACIÓN Y MOVIMIENTO DE TIERRAS
2.1 Excavación abierta en roca con equipo liviano (compresor) m3 37.634,30 $ 56,85 $ 2.139.509,89
2.2 Excavación subterránea con fresadora y martillo m3 119.403,03 $ 182,52 $ 34.869.505,51
2.3 Desalojo de material con volqueta (transporte 10 km) m3 157.037,33 $ 9,27 $ 1.455.736,03
2.4 Trituración de material m3 27.471,32 $ 15,00 $ 412.069,87
3 ESTRUCTURA
3.1 Hormigón premezclado f'c=180 kg/cm2. (Vaciado y vibrado) m3 56.074,34 $ 155,58 $ 8.724.045,72
3.2 Hormigón premezclado f'c=240 kg/cm2. (Vaciado y Vibrado) m3 11.243,50 $ 179,40 $ 2.017.084,56
3.3 Hormigón premezclado f'c=280 kg/cm2. (Vaciado y vibrado) m3 172.452,19 $ 182,10 $ 31.403.543,80
3.4 Hormigón premezclado f'c=350 kg/cm2. (Vaciado y vibrado) m3 43.516,86 $ 184,31 $ 12.832.949,14
3.5 Bombeo de hormigón m3 240.582,99 $ 7,00 $ 1.684.080,95
3.6 Soportes con cerchas en túneles Ton 56,26 $ 4.781,21 $ 268.982,55
3.7 Pernos de anclaje 25 mm u 13.989,98 $ 162,49 $ 2.273.231,15
3.8 Encofrado/Desencofrado metálico para muros-dos caras m2 6.390,98 $ 13,80 $ 88.195,47
3.9 Perforaciones para inyecciones m 110,00 $ 51,21 $ 5.633,10
3.10 Inyecciones de consolidación hormigón-roca m3 23,56 $ 409,35 $ 9.645,08
3.11 Encofrado con tabla de monte m2 95.544,58 $ 18,15 $ 1.734.134,10
4 Equipos
4.1 Turbina Pelton 4 chiflones u 3,00 $ 893.389,00 $ 2.680.167,00
4.2 Generadores u 3,00 $ 644.831,73 $ 1.934.495,19
4.3 Transformadores u 3,00 $ 541.471,00 $ 1.624.413,00
4.4 Compuertas u 4,00 $ 201.653,55 806614,2
5 Otros
5.1 Limpieza final de la obra m2 95.000,12 $ 1,71 $ 162.450,21
$ 110.615.378,93
5.2 $ 8.849.230,31
5.3 $ 11.061.537,89
5.4 $ 37.200.462,18
5.5 $ 16.592.306,84
$ 184.318.916,16TOTAL
Senalización y equipo de protección personal
Imprevistos (10% del costo total)
Transporte, montaje e instalación de equipo electrómecánico
Ingeniería y administración (15% del costo total)
SUBTOTAL
85
El costo de obras preliminares correspondientes a vías de acceso y de desvío se
encuentran incluidos en los rubros del presupuesto detallado anteriormente.
5.2 Gastos de operación y mantenimiento
“Estos valores se obtienen como un porcentaje del costo de obra fundamentado en la
experiencia de los profesionales del área” (Sandoval & Erazo, 2003, pág. 200). Con
base en este criterio los gastos de operación y mantenimiento se observan en la tabla
24.
Tabla 24.
Gastos de operación y mantenimiento
Fuente: (Sandoval & Erazo, 2003)
Es importante destacar que el autor del texto no considera un valor respecto a seguros
de la planta que de acuerdo a proyectos con características similares este porcentaje
oscila entre el 1,8 y 2% del valor total de la obra.
Es así que “se obtiene un total de egresos por operación y mantenimiento del 5,50%
del costo total de la inversión, incluyendo operario, mantenimiento, administración y
seguros” (Salazar, 2007, pág. 130).
2% del costo del KW instalado
1% del costo del KW instalado
0,5% del costo del KW instalado
3,5% del costo del KW instalado
Reparación y mantenimiento anual de
la planta
Costo de operación anual
Insumos para administración anual
Total de egresos anuales del
proyecto
Costos de operación y mantenimiento
86
5.3 Costos de reposición de equipos
Se ha previsto realizar reposición de equipos de acuerdo al promedio de vida útil de
los sistemas y piezas de una central hidroeléctrica, los mismos que se evidencian en la
siguiente tabla:
Tabla 25.
Vida útil de piezas o sistemas de una central hidroeléctrica
Fuente: (Karelina & Kriuchenko, 1992)
5.4 Ingresos
Este parámetro financiero está basado principalmente en los ingresos obtenidos por la
venta de energía, en el que los datos de generación media anual y potencia instalada,
obtenidas como resultado de la operación de embalse, constituyen los factores
principales que permitirán determinar la viabilidad económica del proyecto.
Para este caso se tiene una potencia instalada de 120557,05 KW y generación media
de 1056,08 GWh/año.
Para establecer la tarifa de venta de energía se han establecido tres escenarios, con base
en proyectos similares y en la Resolución N° 07/10 aprobada por el Consejo Nacional
de Electricidad (CONELEC) en el 2010, en la que establece que la “remuneración de
la potencia para los meses de estiaje es de 5,70 USD/KWh y la tarifa de venta de la
energía a nivel de generación de 4,793 USD cent/KWh generado” (Solano, 2013, pág.
138). Por lo tanto, los precios analizados e ingresos obtenidos se pueden apreciar en la
siguiente tabla:
Rodetes de turbinas 10
Transformadores 40
PIEZA O SISTEMA DE LA
CENTRAL HIDROELÉCTRICA
VIDA ÚTIL
ESPERADA
(AÑOS)
Equipo principal de generación (turbinas
a excepción del rodete), generadores.40
87
Tabla 26.
Tarifa e ingresos por venta de energía
Elaborado por: Vanessa Valdivieso
5.5 Flujo de caja
Para realizar el flujo de caja se consideran diversos parámetros, entre ellos se
encuentran los 50 años de vida útil de la obra y la tasa de descuento que es “la tasa con
la que se descuentan o actualizan los flujos netos de caja proyectados, es la tasa de
oportunidad, rendimiento o rentabilidad mínima que se espera ganar con la inversión”
(Solano, 2013, pág. 139). Para el proyecto hidroeléctrico del río Machinaza se ha
establecido una tasa de descuento del 12%.
Además, se consideró el financiamiento para la construcción del proyecto pues el 80%
del valor total es parte de un crédito internacional estipulado a 10 años plazo, con 7%
como tasa de interés y un periodo de gracia de 3 años, el valor restante será cubierto
con recursos del Estado.
5.6 Indicadores económicos
5.6.1 Valor actual neto
Según un texto de ingeniería económica:
El valor actual neto (VAN) consisten en encontrar la diferencia entre el
valor actualizado de los flujos de beneficio y el valor, también
actualizado de las inversiones y otros egresos de efectivo. Si el valor
Escenario Ingreso anual
Escenario pesimista 0,02 USD/KWh $ 211.216,00
Escenario normal 0,04793 USD/KWh $ 506.179,14
Escenario optimista 0,057 USD/KWh $ 601.965,60
Precio de venta
Análisis de tarifa
88
actual neto de un proyecto es positivo, la inversión deberá realizarse y
si es negativo, deberá rechazarse.
(Jiménez, Espinoza, & Fonseca, 2007, pág. 81).
En el presento proyecto se realizó el análisis del VAN para los 3 casos expuestos y los
resultados obtenidos se observan en la tabla 27.
Tabla 27.
Valor actual neto
Elaborado por: Vanessa Valdivieso
5.6.2 Tasa interna de retorno
“La tasa interna de retorno (o rentabilidad), es aquella tasa de interés que hace igual a
cero el valor actual de un flujo de beneficios netos al final de la vida útil del proyecto”
(Bonta & Farber, 2002, pág. 76).
Para que un proyecto de inversión sea económicamente viable la tasa de descuento
fijada deber ser igual o menor que la tasa interna de retorno calculada.
Las tasas internas de retorno obtenidas (ver tabla 28) reflejan que, en el primer
escenario, el proyecto no tiene rentabilidad económica.
Tabla 28.
Tasa interna de retorno
Elaborado por: Vanessa Valdivieso
Escenario VAN
Escenario pesimista 0,02 USD/KWh -$ 112.000.039,10
Escenario normal 0,04793 USD/KWh $ 62.351.989,10
Escenario optimista 0,057 USD/KWh $ 118.971.140,40
Valor actual neto
Precio de venta de energía
Escenario TIR
Escenario pesimista 0,02 USD/KWh 3%
Escenario normal 0,04793 USD/KWh 17%
Escenario optimista 0,057 USD/KWh 21%
Tasa interna de retorno
Precio de venta de energía
89
5.6.3 Beneficio-costo
“La relación beneficio/costo (R B/C) se obtiene dividiendo el valor actualizado del
flujo de ingresos, por el valor actualizado del flujo de costos” (Salazar, 2007, pág.
139).
Una vez obtenido este parámetro se puede realizar el siguiente análisis: si la relación
B/C es inferior a 1 el proyecto no debería llevarse a cabo al ser negativo; si la relación
B/C es igual a 1 el proyecto puede aceptarse, aun cuando no tendría ningún atractivo
financiero; por el contrario, si la relación B/C es superior a 1 el proyecto presenta
rentabilidad económica para su puesta en marcha.
Los valores obtenidos para este indicador se pueden observar a continuación en la
siguiente tabla:
Tabla 29.
Relación Beneficio/Costo
Elaborado por: Vanessa Valdivieso
5.6.4 Costo por KW instalado
Para determinar este parámetro es necesario conocer el costo total de inversión y la
potencia instalada; los valores para el presente proyecto son de $ 184318916,16 y
120557,05 KW respectivamente. Por lo tanto, el costo por KW instalado es:
𝐶𝑜𝑠𝑡𝑜 𝑡𝑜𝑡𝑎 𝑑𝑒 𝑝𝑟𝑜𝑦𝑒𝑐𝑡𝑜
𝑃𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑖𝑛𝑠𝑡𝑎 𝑎𝑑𝑎= 184318916,16
12055 ,05 = $1528,89
Escenario B/C
Escenario pesimista 0,02 USD/KWh $ 0,53
Escenario normal 0,04793 USD/KWh $ 1,26
Escenario optimista 0,057 USD/KWh $ 1,50
Precio de venta de energía
Beneficio - Costo
90
El valor obtenido es aceptable y se encuentra dentro de los rangos establecidos para
proyectos similares.
Los cálculos correspondientes a los indicadores económicos pueden visualizarse en
los anexos 27, 28 y 29.
91
CAPÍTULO 6
Impactos ambientales
Con base en el acuerdo No 061 del Ministerio de Ambiente que clasifica los proyectos
por actividades y definición, es preciso llevar a cabo una serie de procedimientos para
obtener la correspondiente licencia ambiental que establece el cumplimiento de
normas para prevenir, mitigar o corregir los impactos que la obra autorizada pueda
producir en el medio ambiente; estos pasos se detallan a continuación:
• Registro en el SUIA
• Solicitar el Certificado de Intersección
• Solicitar la aprobación de los Términos de Referencia
• Solicitar la aprobación del Estudio de Impacto Ambiental (EIA) y el Plan de
Manejo Ambiental del proyecto (PMA)
Una vez aprobados el EIA y PMA se procede a la emisión del permiso necesario para
la ejecución del proyecto.
El diseño a nivel de factibilidad de las obras de embalse para el proyecto hidroeléctrico
Machinaza, al tratarse de un proyecto de interés nacional, requiere reconocer, describir
y evaluar los posibles impactos ambientales que puedan originarse durante las distintas
etapas que lo componen.
7.1 Análisis de los impactos significativos al medio ambiente
La calidad ambiental del área de influencia del presente proyecto puede verse afectada
en gran medida por todas las actividades indispensables para el correcto
funcionamiento del sistema diseñado; por lo tanto, a partir de la definición de las fases,
procesos y obras características, se ejecuta la selección de los factores físicos, bióticos
92
y socioculturales susceptibles a impactos, los que a su vez permitirán la estructuración
de la matriz de interacción y la creación de medidas de mitigación y control.
7.2 Metodología y criterios para la identificación y valoración de impactos
ambientales
Se realizó mediante el método de Batelle Columbus, que se encarga de la valoración
directa, a través de matrices, de los efectos ocasionados sobre los factores ambientales
derivados de la construcción de una obra, evaluando las interacciones proyecto-
ambiente de acuerdo a rangos previamente establecidos. Dicho método es de gran
utilidad para planificación y gestión de recursos hídricos.
Las cinco matrices utilizadas son las siguientes:
• Matriz de Interacción
• Matriz de Valoración
• Matriz de Importancia
• Matriz de Magnitud
• Matriz de Severidad
7.2.1 Matriz de Interacción
Es un método de amplio uso durante la evaluación de impacto ambiental, permite
vincular las actividades llevadas a cabo en un proyecto con los impactos ocurridos
sobre los factores ambientales identificados, resaltando atributos característicos
deseables que logren la transmisión de resultados claros y legítimos. Esta matriz se
encuentra desarrollada en el Anexo 30.
93
7.2.2 Matriz de Valoración
Permite valorar cada una de las interacciones establecidas en la matriz del punto 7.2.1
de acuerdo al significado positivo o negativo del impacto. (Alvaro, 2015) toma como
base los siguientes criterios de evaluación:
1) Tipo de Impacto. – Hace una evaluación cualitativa del impacto ambiental
estableciendo si es positivo o negativo según los resultados que éste genere antes
de la puesta en marcha del proyecto. Positivo (+) cuando tiene carácter benéfico;
negativo (-) cuando es considerado dañino en relación al estado inicial de la
acción.
2) Intensidad. - Establece la fuerza o efecto producido por el impacto sobre los
componentes ambientales debido a la implantación del proyecto con sus
respectivas obras; pudiendo ser:
• Alta: Si la modificación es obvia o notable, capaz de ser recuperada por
medio de la intervención humana.
• Moderada: Si la modificación es notable, pero con cierto grado de
dificultad para ser medida o monitoreada; requiere de mitigaciones
simples que representan bajos costos.
• Baja: Si la modificación es prácticamente imperceptible o sutil.
3) Duración. - Indica la cantidad de tiempo que va a mantenerse el efecto sobre el
componente analizado.
• Permanente: Si la alteración permanece a largo plazo.
• Temporal: Si la alteración sobre los componentes ambientales no se
mantiene en el tiempo, es decir es eventual.
94
• Intermitente: Si la alteración aparece únicamente mientras se realiza
determinada actividad.
4) Extensión. - Indica la extensión geográfica y espacial del impacto respecto al
área de influencia.
• Regional: Si el impacto se expande fuera del área del proyecto.
• Local: Si el impacto se consolida en los límites de área de influencia,
hasta 3 km alrededor del sitio donde se desarrollan las actividades.
• Puntual: Si el impacto se limita a al lugar donde se realiza la actividad.
5) Reversibilidad. – Determina la capacidad del medio para volver a una condición
similar a la inicial; puede expresarse también en periodos de tiempo de acuerdo.
a la cantidad de años que dura esta recuperación.
• Irreversible: Imposibilidad del medio para asimilar cualquier
alteración, debido a distintos mecanismos que impiden su recuperación.
• Reversible a corto plazo: El efecto puede ser asimilado por el propio
medio en el tiempo de 0 a 5 años.
• Reversible a largo plazo: El impacto es asimilado por el entorno en un
rango de tiempo considerable, mayor a 5 años.
6) Probabilidad. - Determina el grado de incertidumbre respecto a la manifestación
del impacto durante la vida útil del proyecto.
• Alto: Indica una elevada posibilidad de ocurrencia del impacto
• Medio: Indica una mediana posibilidad de ocurrencia del impacto
• Bajo: Indica una baja posibilidad de ocurrencia del impacto.
95
Tabla 30.
Variables y escala de calificación de impactos
Fuente: (Cóndor, 2016)
Esta matriz se encuentra desarrollada en el Anexo 31.
7.2.3 Matriz de Importancia
Está determinada de acuerdo con la relevancia del impacto ambiental sobre la calidad
del medio en el territorio afectado; los distintos análisis establecieron la necesidad de
diferenciar el peso de los indicadores de extensión, probabilidad y reversibilidad en
una fórmula integradora, para obtener mejores resultados. Para el cálculo de la
importancia (Duche, 2016) utiliza la siguiente ponderación:
Variable Símbolo Carácter Valor asignado
Alta 3
Moderada 2
Baja 1
Permanente 3
Temporal 2
Periódica 1
Regional 3
Local 2
Puntual 1
Irreversible 3Reversible a largo
plazo 2
Reversible a
corto plazo 1
Alto 3
Medio 2
Bajo 1
Para la Importancia (I)
Para la Magnitud (M)
Intensidad
Extensión
Duración d
i
e
Reversibilidad r
Probabilidad g
Peso del indicador de extensión 0,40
Peso del indicador de reversibilidad 0,35
Peso del indicador de probabilidad 0,25
96
La importancia será obtenida por medio de esta expresión:
Por su parte, el valor obtenido del impacto será interpretado con base en la tabla 31,
elaborada en función de una escala estimada de valores.
Tabla 31.
Valoración de importancia del impacto
Fuente: (Cóndor, 2016)
La matriz de importancia está detallada en el Anexo 32.
7.2.4 Matriz de Magnitud
“La magnitud en términos numéricos constituye la valoración del efecto de la acción,
por lo que su cálculo se basa en la sumatoria acumulada de los valores de las variables
intensidad, extensión y duración” (Duche, 2016, pág. 51).
Al igual que en el caso de la matriz de importancia, se recurre a una ponderación, pero
de acuerdo a los siguientes pesos:
La magnitud de cada interacción establecida será calculada usando la fórmula
mostrada a continuación:
𝐼 = (0,40 ∗ 𝑒) + (0,35 ∗ 𝑟) + (0,25 ∗ 𝑔)
1,0 - 1,6
1,7 - 2,3
2,4 - 3,0
Escala de valoresValoración de importancia
del impacto
Bajo
Medio
Alto
Identificación
cromática
Peso del indicador de intensidad 0,40
Peso del indicador de duración 0,30
Peso del indicador de extensión 0,30
𝑀 = (0,40 ∗ 𝑖)+ (0,30 ∗ 𝑑) + (0,30 ∗ 𝑒)
97
Finalmente, el resultado será valorado según las escalas detalladas en la tabla 32.
Tabla 32.
Valoración de magnitud del impacto
Fuente: (Cóndor, 2016)
La matriz de magnitud del presente proyecto se detalla en el Anexo 33.
7.2.5 Matriz de severidad
Indica la gravedad de los efectos ambientales que pueden ser producidos por el
impacto que se evalúa. Este valor se logra de la multiplicación entre la importancia y
la magnitud, que permitirá jerarquizar los impactos para tomar las medidas preventivas
o de mitigación necesarias.
Los resultados obtenidos (ver Anexo 34) son calificados con base en la presente tabla:
Tabla 33.
Valoración de severidad del impacto
Fuente: (Cóndor, 2016)
1,0 - 1,6
1,7 - 2,3
2,4 - 3,0
Escala de valoresValoración de magnitud del
impacto
Medio
Alto
Identificación
cromática
Bajo
0,1 - 0,9
1,0 - 3,0
3,1 - 6,0
6,1 - 9,0
Severo
Crítico
Escala de valoresValoración de severidad del
impacto
Leve
Moderado
Identificación
cromática
98
7.3 Impactos ambientales identificados en el proyecto
Si bien es cierto que la electricidad originada de forma hidráulica se ha determinado
como una opción energéticamente limpia, existen ciertos impactos ambientales
producidos por la construcción de presas, centrales hidroeléctricas, túneles y demás
infraestructuras. En el presente proyecto se han identificado los siguientes:
7.3.1 Impactos ambientales al factor físico
La dispersión de material particulado, los elevados niveles de ruido y vibraciones así
como las emisiones gaseosas, fueron calificados como impactos moderados dentro de
las actividades correspondientes a las distintas etapas del proyecto; sin embargo, la
alteración a la calidad del agua y suelo y la estabilidad de los taludes en el sitio de
implantación del proyecto, representan impactos de carácter severo, que requieren ser
analizados de manera primordial para elaborar un plan eficaz que permita mitigarlos.
7.3.2 Impactos ambientales al factor biótico
Estos impactos se identifican principalmente en la etapa de construcción del proyecto,
y en la actividad de disposición de desechos en las etapas subsiguientes; presentan un
carácter moderado en la afectación a la flora y fauna acuática así como a la tala de
árboles, además, es de gran importancia destacar la elevada severidad de los impactos
respecto al daño de la cubierta vegetal y afectación a la vida terrestre (fauna) por la
cantidad de obras que se requieren para el correcto funcionamiento del proyecto.
7.3.3 Impactos ambientales al económico y sociocultural
En este caso se evidencia que la afectación al bienestar poblacional, el aumento del
riesgo de enfermedades y accidentes y la alteración en el paisaje representan impactos
99
de tipo moderado a lo largo de las 3 etapas establecidas; por su parte la generación de
empleo varía desde lo moderado hasta lo severo, dependiendo de las actividades que
se lleven a cabo, calificándolo como un impacto netamente positivo para la población
del sector; sin embargo, el impacto de mayor importancia en este caso es la generación
de ingresos económicos que podría representar la venta de electricidad generada, el
mismo que descenderá totalmente en la etapa de cierre y demolición, lo que obligará
a las entidades pertinentes a desarrollar medidas que reemplacen esta pérdida
económica.
Los costos generados debido a los posibles impactos ambientales y sociales a
originarse pueden ser evitados o reducidos a un nivel admisible si dichos impactos son
evaluados a tiempo, de forma cuidadosa, precisa y objetiva, de tal manera que sea
posible la creación y aplicación de medidas preventivas o correctivas que permitan
llevar a cabo todas las actividades establecidas en el proyecto provocando el menor
daño posible al medio ambiente.
100
Conclusiones
• Se adoptó la información hidrológica determinística de 20 años generada para
etapas previas por el Instituto Nacional de Electrificación (INECEL) y
homogenizada en el desarrollo del presente proyecto; la actualización de la
información hidrológica presentó inconvenientes originados principalmente en
que desde el año 1983 no se cuenta con información pluviométrica ni
hidrométrica de las estaciones que originalmente existieron en el sector en el
marco del plan maestro de electrificación, las mismas que posiblemente fueron
desmanteladas. En estas condiciones la actualización de dicha información
requeriría de un modelo especifico que de por si constituiría tema de una tesis
de grado independiente.
• La información geotécnica elaborada por el Instituto Nacional de
Electrificación (INECEL), específicamente para el proyecto Machinaza,
permite evaluar a los macizos rocosos de implantación tanto de la presa como
de los túneles de carga y de desvío en relación a los siguientes criterios:
excavación, sustentación, hidrogeología, fundaciones, recubrimiento y
portales. Esta evaluación nos lleva a la conclusión que las condiciones de
cimentación corresponden a un granito de mediana calidad respecto a 5 de los
6 indicadores mencionados, en cambio, son condiciones de mala calidad las
condiciones geotécnicas, geomecánicas y geomorfológicas de los portales; esta
caracterización muestra contradicciones y no deja otra opción que asumir
macizos rocosos que por sus características de deformabilidad y dureza están
en el límite inferior de las rocas de mediana capacidad portante.
101
• Por su parte, la información topográfica fue suficiente para los objetivos de
este proyecto.
• La presa de hormigón a gravedad fue seleccionada en base a una comparación
técnico-económica con la alternativa de presa de escollera; esta opción que
técnicamente tiene ventajas importantes se vio afectada por no disponer de
canteras de material en el lugar del proyecto, requiriendo del tratamiento y
trituración in situ de la roca intrusiva y de la proveniente de la excavación de
los túneles de construcción, con un incremento considerable del costo respecto
a la alternativa de hormigón
• Debido a la incertidumbre anteriormente referida respecto a la condición
geológica-geotécnica de la roca, se optó por prever la excavación subterránea
utilizando fresadora y no voladura para evitar vibraciones y fisuramiento en el
macizo.
• Las presas vertedero y ciega de hormigón a gravedad se encuentran cimentadas
en roca intrusiva que debido a sus condiciones de fracturación y permeabilidad
requieren de tratamientos de consolidación, antes de la implantación de las
obras, con el fin de mejorar las condiciones de resistencia y deformabilidad
(Módulo de deformación E y coeficiente de dureza) por medio de inyecciones
de cemento e impermeabilización con cortinas de cemento; el sistema de
impermeabilización incluye además drenaje vertical parcial de la roca de
cimentación, aguas arriba de la cortina de impermeabilización.
102
• De acuerdo con los distintos análisis llevados a cabo se determinó que el
sistema hidráulico incluye una obra de toma con muros de 26,6m de altura, un
túnel de carga de diámetro D=3,5m y 5120m de longitud, una chimenea de
equilibrio cilíndrica de 5m de diámetro y 83m de altura, una tubería de presión
blindada de 3,1 m de diámetro y un túnel de descarga rectangular de 4x2 (m).
• El proyecto hidroeléctrico Machinaza tendrá una generación anual de 1056,08
GW/año y una potencia instalada de 120,56 MW utilizando tres turbinas tipo
Pelton, para un caudal de 9,68 m3/s cada una y una carga de 478,21m.
• Con base en el flujo de caja elaborado se puede determinar que la tarifa por
venta de electricidad de 0,4793 ctvs/kw establecida por el Consejo Nacional de
Electricidad en el reglamento aprobado en el año 2010 puede ser aceptado para
el proyecto hidroeléctrico Machinaza dado que los indicadores económicos
obtenidos son positivos.
• Con la tarifa mencionada en el punto anterior se obtuvo un valor actual neto de
$ 62351989,10, superior a uno; una tasa interna de retorno de 17% y 1,26 como
relación beneficio costo, valores que presentan rentabilidad económica para
que el proyecto pueda ser ejecutado.
• El presupuesto total de la obra de $ 184318916,16, así como el precio de $
1528,89 por kw instalado, obtenidos en el capítulo de evaluación económica,
103
se encuentran dentro de los rangos de costos aceptables de acuerdo a proyectos
con características similares.
• El presente proyecto ofrece una gran cantidad de beneficios económicos y
sociales a través de la venta de energía limpia a un costo razonable y la creación
de diversas fuentes de empleo, permitirá además una completa modificación
en la matriz energética de nuestro país.
• Los impactos ambientales que se generarán con la construcción de las obras de
embalse del proyecto hidroeléctrico Machinaza son en su mayoría tolerables;
sin embargo, los impactos encontrados de carácter severo serán evaluados a
tiempo, de manera precisa y objetiva, para que sea posible su mitigación a
través de la aplicación de un plan de manejo ambiental que incluya medidas
preventivas y correctivas.
104
Recomendaciones
• Para la etapa siguiente del proyecto es imprescindible disponer de resultados de
investigaciones geológico-geotécnico adicionales en las obras subterráneas,
principalmente para los túneles, debido a que el estudio disponible es aún
insuficiente y en algunos casos establece contradicciones que generan grados de
incertidumbre, cubiertos en buena parte por el factor geológico; dichos grados de
incertidumbre deben ser absueltos llevando a cabo ensayos in situ para obtener
indicadores geomecánicos más cercanos a la realidad.
• Es importante realizar un levantamiento topográfico con el grado de detalle
requerido para el diseño definitivo de las obras que componen el proyecto, tanto
más que la información disponible tiene varios años de antigüedad y la obtenida
del Instituto Geográfico Militar requiere mayor precisión y exactitud respecto a su
escala.
• Es necesario disponer de información de una estación climatológica en el área del
embalse y de estaciones hidrométrica y sedimentológica en el sitio de presa, lo que
permitiría la actualización de datos hidrológicos y podría sugerirse para futuros
temas tesis.
• Para la etapa de diseño definitivo se recomienda elaborar un plan de manejo
ambiental completo y apropiado tomando en cuenta los impactos ambientales
identificados en el presente proyecto, que permita minimizar la afectación al medio
físico, biótico y social del sitio de implantación de las diferentes obras.
105
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Internacional del Ecuador.
108
Anexos
Anexo 1. Operación de embalse del río Machinaza
42394244 VNE m3 turbina= 0,88Eficiencia de la
tubina
12244556,06 VME m3 Qderiv= 27,93 m3/s
27319400 VoE m3 Nivel aguas abajo Central Hidroeléctrica 770 m
24,68 Qmedio= m3/s Horas promedio en el mes= 730 h
64845900 Vmedio= m3 horas en el mes=
2628000 T= s horas en el mes=
Qe Qmedio Veoi Vefi Vefi2 NIVEL MEDIO Ventregado Vdeficit V excedente
m3/s m3/s m3 m3 m3 m m3 m3 m3
1 26,55 69773400 24,675 64845900 97092800 1395,937712 32246898,77 32246899 1372,60692 1384,272 500 64845900 1 0 0
2 26,02 68380560 24,675 64845900 100627458,8 1396,840442 35781557,53 35781558 1374,962049 1385,901 500 64845900 1 0 0
3 28,04 73689120 24,675 64845900 109470677,5 1398,871587 44624776,3 42394244 1380,368248 1389,620 500 64845900 1 0 2230532
4 27,76 72953280 24,675 64845900 117578056,3 1400,426803 52732155,06 42394244 1383,558248 1391,993 500 64845900 1 0 10337911
5 33,64 88405920 24,675 64845900 141138075,1 1403,841229 76292173,83 42394244 1384,940732 1394,391 500 64845900 1 0 33897930
6 29,5 77526000 24,675 64845900 153818173,8 1405,69071 88972272,6 42394244 1384,940732 1395,316 500 64845900 1 0 46578029
7 24,06 63231725,33 24,675 64845900 152203997,9 1405,548442 87358096,7 42394244 1384,940732 1395,245 500 64845900 1 0 44963853
8 29,85 78445800 24,675 64845900 165803896,7 1407,540191 100957995,5 42394244 1384,940732 1396,240 500 64845900 1 0 58563752
9 27,37 71928360 24,675 64845900 172886355,5 1408,536065 108040454,2 42394244 1384,940732 1396,738 500 64845900 1 0 65646210
10 25,89 68038920 24,675 64845900 176079374,2 1408,962868 111233473 42394244 1384,940732 1396,952 500 64845900 1 0 68839229
11 23,45 61626600 24,675 64845900 172860073 1408,678333 108014171,8 42394244 1384,940732 1396,810 500 64845900 1 0 65619928
12 21,41 56265480 24,675 64845900 164279651,8 1407,397923 99433750,53 42394244 1384,940732 1396,169 500 64845900 1 0 57039507
1 21,92 57605760 24,675 64845900 157039510,5 1406,402049 92193609,29 42394244 1384,940732 1395,671 500 64845900 1 0 49799365
2 21,79 57264120 24,675 64845900 149457729,3 1405,406174 84611828,06 42394244 1384,940732 1395,173 500 64845900 1 0 42217584
3 21,5 56502000 24,675 64845900 141113828,1 1404,268032 76267926,83 42394244 1384,940732 1394,604 500 64845900 1 0 33873683
4 21,79 57264120 24,675 64845900 133532046,8 1403,272158 68686145,59 42394244 1384,940732 1394,106 500 64845900 1 0 26291902
5 26,33 69195240 24,675 64845900 137881385,6 1403,841229 73035484,36 42394244 1384,940732 1394,391 500 64845900 1 0 30641240
6 29,54 77631120 24,675 64845900 150666604,4 1405,69071 85820703,12 42394244 1384,940732 1395,316 500 64845900 1 0 43426459
7 28,37 74551532,98 24,675 64845900 160372236,1 1407,113387 95526334,87 42394244 1384,940732 1396,027 500 64845900 1 0 53132091
8 25,98 68275440 24,675 64845900 163801774,9 1407,682458 98955873,64 42394244 1384,940732 1396,312 500 64845900 1 0 56561630
9 25,12 66015360 24,675 64845900 164971233,6 1407,824726 100125332,4 42394244 1384,940732 1396,383 500 64845900 1 0 57731088
10 22,67 59576760 24,675 64845900 159702092,4 1407,113387 94856191,17 42394244 1384,940732 1396,027 500 64845900 1 0 52461947
11 23,26 61127280 24,675 64845900 155983471,2 1406,686584 91137569,94 42394244 1384,940732 1395,814 500 64845900 1 0 48743326
12 21,5 56502000 24,675 64845900 147639569,9 1405,548442 82793668,7 42394244 1384,940732 1395,245 500 64845900 1 0 40399425
1 24,97 65621160 24,675 64845900 148414828,7 1405,69071 83568927,47 42394244 1384,940732 1395,316 500 64845900 1 0 41174684
2 22,34 58709520 24,675 64845900 142278447,5 1404,837103 77432546,23 42394244 1384,940732 1394,889 500 64845900 1 0 35038302
3 24,11 63361080 24,675 64845900 140793626,2 1404,694836 75947725 42394244 1384,940732 1394,818 500 64845900 1 0 33553481
4 25,48 66961440 24,675 64845900 142909165 1404,979371 78063263,77 42394244 1384,940732 1394,960 500 64845900 1 0 35669020
5 23,61 62047080 24,675 64845900 140110343,8 1404,694836 75264442,53 42394244 1384,940732 1394,818 500 64845900 1 0 32870199
6 21,83 57369240 24,675 64845900 132633682,5 1403,698961 67787781,3 42394244 1384,940732 1394,320 500 64845900 1 0 25393537
7 21,55 56644768,29 24,675 64845900 124432549,6 1402,509026 59586648,36 42394244 1384,940732 1393,725 500 64845900 1 0 17192404
8 25,13 66041640 24,675 64845900 125628288,4 1402,718398 60782387,13 42394244 1384,940732 1393,830 500 64845900 1 0 18388143
9 27,65 72664200 24,675 64845900 133446587,1 1403,869948 68600685,89 42394244 1384,940732 1394,405 500 64845900 1 0 26206442
10 21,66 56922480 24,675 64845900 125523165,9 1402,781958 60677264,66 42394244 1384,940732 1393,861 500 64845900 1 0 18283021
11 20,27 53269560 24,675 64845900 113946824,7 1401,174276 49100923,42 42394244 1384,940732 1393,058 500 64845900 1 0 6706679
12 20,67 54320760 24,675 64845900 103421683,4 1399,549714 38575782,19 38575782 1381,531515 1390,541 500 64845900 1 0 0
1 23,23 61048440 24,675 64845900 99624222,19 1398,754968 34778320,96 34778321 1380,191515 1389,473 500 64845900 1 0 0
2 21,79 57264120 24,675 64845900 92042440,96 1397,106166 27196539,72 27196540 1375,795712 1386,451 500 64845900 1 0 0
3 21,04 55293120 24,675 64845900 82489659,72 1395,012544 17643758,49 17643758 1370,06219 1382,537 500 64845900 1 0 0
4 23,96 62966880 24,675 64845900 80610638,49 1394,650757 15764737,26 15764737 1367,95584 1381,303 500 64845900 1 0 0
5 23,28 61179840 24,675 64845900 76944577,26 1393,885665 12098676,02 12098676 1363,343432 1378,615 500 64845900 1 0 0
6 23,85 62677800 24,675 64845900 74776476,02 1393,458637 9930574,789 9930575 1360,769065 1377,114 500 64845900 1 0 0
7 25,80 67793802,98 24,675 64845900 77724377,77 1394,186203 12878476,54 12878477 1365,155246 1379,671 500 64845900 1 0 0
8 28,15 73978200 24,675 64845900 86856676,54 1396,30948 22010775,3 22010775 1373,613934 1384,962 500 64845900 1 0 0
9 25,87 67986360 24,675 64845900 89997135,3 1397,080502 25151234,07 25151234 1375,72543 1386,403 500 64845900 1 0 0
10 24,2 63597600 24,675 64845900 88748834,07 1396,861057 23902932,84 23902933 1375,124466 1385,993 500 64845900 1 0 0
11 20,78 54609840 24,675 64845900 78512772,84 1394,613231 13666871,6 13666872 1367,729613 1381,171 500 64845900 1 0 0
12 22,6 59392800 24,675 64845900 73059671,6 1393,444835 8213770,369 8213770 1360,685858 1377,065 500 64845900 1 0 0
1 25,78 67749840 24,675 64845900 75963610,37 1394,162479 11117709,14 11117709 1369,523228 1381,843 500 64845900 1 0 0
2 21,26 55871280 24,675 64845900 66988989,14 1392,199338 2143087,902 2143088 1343,682152 1367,941 500 64845900 1 0 0
3 24,82 65226960 24,675 64845900 67370047,9 1392,347611 2524146,668 2524147 1346,477896 1369,413 500 64845900 1 0 0
4 25,37 66672360 24,675 64845900 69196506,67 1392,822087 4350605,434 4350605 1353,611064 1373,217 500 64845900 1 0 0
5 22,77 59839560 24,675 64845900 64190165,43 1391,754517 -655735,7997 0 1340 1365,877 500 0 0 64845900 0
6 25,02 65752560 24,675 64845900 65096824,2 1392,02141 250922,9665 250923 1340,327258 1366,174 500 64845900 1 0 0
7 30,16 79259987,45 24,675 64845900 79510910,42 1395,336694 14665009,19 14665009 1370,949897 1383,143 500 64845900 1 0 0
8 28,7 75423600 24,675 64845900 90088609,19 1397,786173 25242707,95 25242708 1377,657956 1387,722 500 64845900 1 0 0
9 26,53 69720840 24,675 64845900 94963547,95 1398,948638 30117646,72 30117647 1380,518057 1389,733 500 64845900 1 0 0
10 24,14 63439920 24,675 64845900 93557566,72 1398,693607 28711665,49 28711665 1380,088057 1389,391 500 64845900 1 0 0
11 22,47 59051160 24,675 64845900 87762825,49 1397,448109 22916924,25 22916924 1376,732147 1387,090 500 64845900 1 0 0
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5 23,32 61284960 24,675 64845900 183986722,1 1411,82731 119140820,8 42394244 1384,940732 1398,384 500 64845900 1 0 76746577
6 24,77 65095560 24,675 64845900 184236380,8 1411,856557 119390479,6 42394244 1384,940732 1398,399 500 64845900 1 0 76996236
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8 30,14602338 79223749,44 24,675 64845900 196735207,8 1412,582767 131889306,6 42394244 1384,940732 1398,762 500 64845900 1 0 89495063
9 26,77917761 70375678,76 24,675 64845900 202264985,3 1412,905827 137419084,1 42394244 1384,940732 1398,923 500 64845900 1 0 95024840
10 24,75034983 65043919,35 24,675 64845900 202463003,4 1412,932201 137617102,2 42394244 1384,940732 1398,936 500 64845900 1 0 95222858
11 25,12 66015360 24,675 64845900 203632462,2 1413,01263 138786561 42394244 1384,940732 1398,977 500 64845900 1 0 96392317
12 26,02 68380560 24,675 64845900 207167121 1413,224672 142321219,7 42394244 1384,940732 1399,083 500 64845900 1 0 99926976
Energia
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OPERACIÓN DE EMBALSE (ENERGÉTICO)
Potencia Media
120557,052
Ve Vmedio Nivel de Veoi Nivel de Vfmi2 HBMESESAÑO
OPERACIÓN DE EMBALSE
Volumen Normal de Embalse
Volumen Muerto de Embalse
Volumen Inicial de Embalse
Caudal medio
Volumen medio
1971
1968
1969
1970
Tiempo
1964
1965
1966
1967
Tdéficit
1972
1973
1974
𝑃 = ∗ 𝛾𝑜 ∗ ∗ 𝐻
109
1 21,76 57185280 24,675 64845900 199506499,7 1412,81375 134660598,5 42394244 1384,940732 1398,877 500 64845900 1 0 92266355
2 27,45 72138600 24,675 64845900 206799198,5 1413,234908 141953297,3 42394244 1384,940732 1399,088 500 64845900 1 0 99559053
3 22,31444227 58642354,28 24,675 64845900 200595651,5 1412,905066 135749750,3 42394244 1384,940732 1398,923 500 64845900 1 0 93355506
4 25,53707157 67111424,08 24,675 64845900 202861174,4 1413,046486 138015273,2 42394244 1384,940732 1398,994 500 64845900 1 0 95621029
5 27,98 73531440 24,675 64845900 211546713,2 1413,545149 146700811,9 42394244 1384,940732 1399,243 500 64845900 1 0 104306568
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11 18,47 48539160 24,675 64845900 234695209,6 1414,925381 169849308,4 42394244 1384,940732 1399,933 500 64845900 1 0 127455064
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10 21,74272804 57139889,28 24,675 64845900 235355559,3 1415,131029 170509658 42394244 1384,940732 1400,036 500 64845900 1 0 128115414
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3 22,13858261 58180195,11 24,675 64845900 181845785,4 1413,151529 116999884,2 42394244 1384,940732 1399,046 500 64845900 1 0 74605640
4 23,82855559 62621444,09 24,675 64845900 179621328,3 1413,043104 114775427 42394244 1384,940732 1398,992 500 64845900 1 0 72381183
5 24,2506349 63730668,53 24,675 64845900 178506095,5 1412,996401 113660194,3 42394244 1384,940732 1398,969 500 64845900 1 0 71265950
6 24,00490679 63084895,04 24,675 64845900 176745089,4 1412,913764 111899188,1 42394244 1384,940732 1398,927 500 64845900 1 0 69504944
7 23,76 62441280 24,675 64845900 174340468,1 1412,795313 109494566,9 42394244 1384,940732 1398,868 500 64845900 1 0 67100323
8 25,96169267 68227328,33 24,675 64845900 177721895,2 1412,998828 112875994 42394244 1384,940732 1398,970 500 64845900 1 0 70481750
9 25,9749174 68262082,93 24,675 64845900 181138076,9 1413,204277 116292175,7 42394244 1384,940732 1399,073 500 64845900 1 0 73897932
10 24,932987 65523889,83 24,675 64845900 181816065,5 1413,257359 116970164,3 42394244 1384,940732 1399,099 500 64845900 1 0 74575920
11 22,42239089 58926043,27 24,675 64845900 175896207,5 1412,943302 111050306,3 42394244 1384,940732 1398,942 500 64845900 1 0 68656062
12 24,21844081 63646062,44 24,675 64845900 174696368,7 1412,891892 109850467,5 42394244 1384,940732 1398,916 500 64845900 1 0 67456224
1 26,06697735 68504016,47 24,675 64845900 178354484 1413,110803 113508582,7 42394244 1384,940732 1399,026 500 64845900 1 0 71114339
2 26,83830873 70531075,35 24,675 64845900 184039658,1 1413,442511 119193756,9 42394244 1384,940732 1399,192 500 64845900 1 0 76799513
3 25,06287743 65865241,88 24,675 64845900 185058998,7 1413,514587 120213097,5 42394244 1384,940732 1399,228 500 64845900 1 0 77818854
4 23,50386025 61768144,73 24,675 64845900 181981242,2 1413,358679 117135341 42394244 1384,940732 1399,150 500 64845900 1 0 74741097
5 28,0393651 73687451,47 24,675 64845900 190822792,5 1413,866024 125976891,2 42394244 1384,940732 1399,403 500 64845900 1 0 83582647
6 24,3796646 64069758,56 24,675 64845900 190046649,8 1413,83819 125200748,6 42394244 1384,940732 1399,389 500 64845900 1 0 82806505
7 19,38 50930640 24,675 64845900 176131388,6 1413,079227 111285487,3 42394244 1384,940732 1399,010 500 64845900 1 0 68891243
8 24,3647531 64030571,15 24,675 64845900 175316058,5 1413,049213 110470157,3 42394244 1384,940732 1398,995 500 64845900 1 0 68075913
9 25,91142317 68095220,1 24,675 64845900 178565377,4 1413,245377 113719476,1 42394244 1384,940732 1399,093 500 64845900 1 0 71325232
10 24,55298385 64525241,57 24,675 64845900 178244717,7 1413,242888 113398816,5 42394244 1384,940732 1399,092 500 64845900 1 0 71004573
11 24,89851266 65433291,26 24,675 64845900 178832107,7 1413,290929 113986206,5 42394244 1384,940732 1399,116 500 64845900 1 0 71591963
12 23,88320688 62765067,68 24,675 64845900 176751274,2 1413,190495 111905372,9 42394244 1384,940732 1399,066 500 64845900 1 0 69511129
95,00 % 1056,08 GWh/año
95,00 %
88,007
88,007
88,007120557,052
120557,052
120557,052
120557,052
120557,052
120557,052
120557,052
120557,052
120557,052
120557,052
120557,052
120557,052
120557,052
120557,052
120557,052
120557,052
120557,052
120557,052
120557,052
120557,052
120557,052
120557,052
120557,052
120557,052
120557,052
120557,052
120557,052
120557,052
120557,052
120557,052
120557,052
120557,052
120557,052
120557,052
120557,052
120557,052
120557,052
120557,052
120557,052
120557,052
120557,052
120557,052
120557,052
120557,052
120557,052
120557,052
120557,052
120557,052
120557,052
120557,052
120557,052
120557,052
120557,052
120557,052
120557,052
120557,052
120557,052
120557,052
120557,052
120557,052
120557,052
120557,052
120557,052
120557,052
120557,052
120557,052
120557,052
120557,052
120557,052
120557,052
120557,052
120557,052
120557,052
120557,052
120557,052
120557,052
120557,052
120557,052
120557,052
120557,052
120557,052
120557,052
120557,052
120557,052
120557,052
120557,052
120557,052
120557,052
120557,052
120557,052
120557,052
120557,052
120557,052
120557,052
120557,052
120557,052
120557,052
120557,052
120557,052
120557,052
120557,052
120557,052
120557,052
120557,052
120557,052
120557,052
120557,052
120557,052
88,007
88,007
88,007
88,007
88,007
88,007
88,007
88,007
88,007
88,007
88,007
88,007
88,007
88,007
88,007
88,007
88,007
88,007
88,007
88,007
88,007
88,007
88,007
88,007
88,007
88,007
88,007
88,007
88,007
88,007
88,007
88,007
88,007
88,007
88,007
88,007
88,007
88,007
88,007
88,007
88,007
88,007
88,007
88,007
88,007
88,007
88,007
88,007
88,007
88,007
88,007
88,007
88,007
88,007
88,007
88,007
88,007
88,007
88,007
88,007
88,007
88,007
88,007
88,007
88,007
88,007
88,007
88,007
88,007
88,007
88,007
88,007
88,007
88,007
88,007
88,007
88,007
88,007
88,007
88,007
88,007
88,007
88,007
88,007
88,007
88,007
88,007
88,007
88,007
88,007
88,007
88,007
88,007
88,007
88,007
88,007
88,007
88,007
88,007
88,007
88,007
88,007
88,007
88,007
88,007
Generación media anual primaria=
15563016000 24692374197240 15647602269 14784865200 228 778150800 16326878704∑
NIVEL DE GARANTÍA TIEMPO (N.G. tiempo)
NIVEL DE GARANTÍA VOLUMEN (N.G. volumen)
1983
1975
1976
1977
1978
1979
1980
1981
1982
𝑁 𝑜 = 𝑜 𝑔𝑎 𝑜
100𝑁 𝑜=
𝑠 𝑠 100
110
Anexo 2. Curva de descarga
n= 0,04
i= 0,0217
COTA h W AWac X Xac Rh Q
m m m2 m2 m m m m3/S
1324 25,86
1 25,86 33,405 33,405 0,774 80,36
1325 33,31
2 59,17 2,31 35,715 1,657 305,36
1326 34,59
3 93,76 2,38 38,095 2,461 629,98
1327 35,87
4 129,63 2,38 40,475 3,203 1038,14
1328 51,92
6 181,55 3,11 43,585 4,165 1732,37
1330 203,83
11 385,38 11,603 55,188 6,983 5189,49
1335 230,71
16 616,09 11,033 66,221 9,304 10044,98
1340 252,15
21 868,24 10,91 77,131 11,257 16073,84
1345 274,21
26 1142,45 10,998 88,129 12,963 23237,47
1350 296,5
31 1438,95 10,934 99,063 14,526 31574,84
1355 318,26
36 1757,21 10,909 109,972 15,979 41088,86
1360 339,92
41 2097,13 10,904 120,876 17,349 51803,00
1365 361,91
46 2459,04 10,965 131,841 18,652 63745,33
1370 384,12
51 2843,16 10,944 142,785 19,912 76987,43
1375 405,91
56 3249,07 10,827 153,612 21,151 91591,33
1380 427,47
61 3676,54 10,941 164,553 22,343 107498,15
1385 450,68
66 4127,22 11,073 175,626 23,500 124808,13
1390 473,91
71 4601,13 11,066 186,692 24,646 143624,90
1395 497,36
76 5098,49 11,105 197,797 25,776 163981,75
1400 535,48
81 5633,97 14,607 212,404 26,525 184694,99
1405 589,75
86 6223,72 14,939 227,343 27,376 208369,93
1410 644,008
91 6867,728 13,696 241,039 28,492 236140,04
1415 694,64
96 7562,368 14,208 255,247 29,628 266887,74
1420 744,93
101 8307,298 14,161 269,408 30,835 301091,64
1425 794,7
106 9101,998 14,058 283,466 32,110 338922,14
1430 844,097
=1
𝑛 ∗ ∗ 𝑅
3 ∗ 𝑖
1
111
112
Anexo 3. Diseño de presa de escollera, opción 1
H [
m]=
70
b[m
]=1
0
X1
[m]=
12
2,5
X2
[m]=
12
2,5
no
me
ncl
atu
raC
IME
NT
AC
IÓN
n
om
en
cla
tura
Ma
teri
al
Pv
[K
N/m
3]=
25
Pv
p2
5,5
1P
vc
n =
0,3
50
np
0,3
00
nc
C [
KN
/m2
] =
50
Cp
20
0C
c
j [
°]=
28
,81
φp
38
,66
φc
f=0
,55
0,8
0
Ps
[KN
/m3
]1
8,6
21
8,6
4P
sc
ɣo(KN/m
3)
R[m
]=R
ad
io d
e f
all
a
bf
(m)
An
cho
de
la
fra
nja
N°
DO
VE
LAh
'i (
m)
hi'
'p(m
)h
i''c
(m)
h''
2T
(m
)g
'i (
KN
/m)
g''
ip (
KN
/m)
g''
ic (
KN
/m)
gT
(K
N/m
)α
iα
i (°
)g
ni
gti
Cp
(K
pa
)C
c(K
pa
)j
p (
°)j
c (
°)g
ni*
tgj
li (
m)
C*
lix
i (m
)x
i (m
)g
i*x
i
92
,55
0,0
00
,00
0,0
08
36
,72
0,0
00
,00
83
6,7
2-6
46
4,0
03
66
,79
75
2,0
45
00
28
,81
02
01
,74
15
,84
79
2,0
0-1
18
,13
11
8,1
39
88
41
,59
83
1,5
70
,00
0,0
00
,00
10
35
8,9
10
,00
0,0
01
03
58
,91
-53
53
,00
62
34
,15
82
72
,99
50
02
8,8
10
34
28
,78
22
,04
11
02
,00
-10
5,0
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''ip
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𝑔 ∗
113
Anexo 4. Diseño de presa de escollera, opción 2
H [
m]=
70
b[m
]=1
0
X1
[m]=
12
2,5
X2
[m]=
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114
Anexo 5. Diseño del aliviadero de excedentes de la presa de escollera
Qcrec máx= 899 m3
To= 100 horas
NNE= 1390 m
NFE= 1393 m
VFE= 14344200 m3
H= 3 m
1) Cálculo del caudal de diseño del aliviadero
14344200 = 161820000 - 180000 Qdis
Qdis= 819,31 m3/s
2) Cálculo del Radio del vertedero circular
Asumiendo m= 0,44
ε= 0,9
no= 1
s= 1
Ro= 14,47 m
2) Cálculo de la longitud circular del vertedero (Lv)
Lve= 90,89 m
DATOS
𝑉𝐹𝐸 = 𝐶 − 𝐷𝐶
𝑉𝐹𝐸 = 1
2 ∗ 𝑇𝑜 ∗ −
1
2 ∗ 𝑇𝑜 ∗ 𝑠
𝑅𝑜 =
𝑑𝑖𝑠
∗ ∗ 2𝑔 ∗ 𝐻3/
2
𝐻𝑜 𝐻
𝑒 = 2𝜋 𝑅𝑜
= 𝑚 ∗ ∗ 2 ∗ 𝑅𝑜−𝑛𝑜 ∗ 𝑠 ∗ 2𝑔 ∗ 𝐻3/
Qcrec máx.
899
C
Qdis
DVFE
Qcre máx(m3/s)
A E
Toto
t (h)
B
VFE
115
4) Recálculo de coeficiente de descarga
Asumido
p= 1,5
m= 0,44
5) Cálculo del caudal en cada sección del canal de acercamiento
vmáx perm= 2,5 m/s
α (°C) Qab (m3/S)
0 0,00
15 34,14
30 68,28
45 102,41
60 136,55
75 170,69
90 204,83
105 238,97
120 273,10
135 307,24
150 341,38
165 375,52
180 409,65
195 375,52
210 341,38
225 307,24
240 273,10
255 238,97
270 204,83
285 170,69
300 136,55
315 102,41
330 68,28
345 34,14
6) Cálculo de las secciones de acercamiento bo
𝑎 = 𝑑𝑖𝑠
360 ∗ 𝛼
𝑚 = 0,49− 0,068 𝐻
𝑅𝑜
1/
−0,03 1−𝑝
𝑅𝑜
/3
𝑝 = 0,5 𝐻
𝑖 = 𝑖
𝑎
𝑖 = 𝑝 +𝐻 ∗ 𝑏
b1 =bo+((p+H)*m)*2 b1=bo+(1,5H)
𝑖 = 1,5𝐻 ∗ (bo+(0,75*H))
𝑖
𝑎 = 1,5𝐻 ∗ ( o ( ∗ )) bo=
∗(1, 𝐻)−0, 5(𝐻)
𝑏 =𝑏1 + 𝑏𝑜
2
b
b1
m=0,5 m=0,5
bo
116
α (°C) bo (m)
15 0,78
30 3,82
45 6,85
60 9,89
75 12,92
90 15,96
105 18,99
120 22,03
135 25,06
150 28,09
165 31,13
180 34,16
195 31,13
210 28,09
225 25,06
240 22,03
255 18,99
270 15,96
285 12,92
300 9,89
315 6,85
330 3,82
345 0,78
Capacidad de descarga del vertedero circular
Determinación del régimen de trabajo del embudo
0,21
Se trata de un vertedero no sumergido
Determinación del tipo de embudo a considerarse
4,82
2,2 < 4,82 < 5 Embudo sin cresta plana
𝐻
𝑅𝑜=
𝑅𝑜
𝐻=
b
Ro
Qab
pabo
y
x
Ro
xvcr
y
h
H
117
Cálculo de la velocidad media en la cresta
vcre= 4,01 m/s
Ecuación de la lámina central
x y
0 0
1 0,31
2 1,22
3 2,75
4 4,89
5 7,64
6 11,00
7 14,97
8 19,56
9 24,75
10 30,56
11 36,98
12 44,01
13 51,65
14,47 63,95
Velocidad media de la lámina de agua
v0= 4,01 m/s
v1= 4,70 m/s
v2= 6,33 m/s
v3= 8,37 m/s
v4= 10,58 m/s
v5= 12,88 m/s
v6= 15,23 m/s
v7= 17,60 m/s
v8= 19,99 m/s
v9= 22,40 m/s
v10= 24,81 m/s
v11= 27,23 m/s
v12= 29,66 m/s
v13= 32,08 m/s
v14,64= 35,65 m/s
Espesor de la lámina de agua
h0= 2,25 m
h1= 2,06 m
h2= 1,65 m
h3= 1,36 m
h4= 1,18 m
h5= 1,07 m
h6= 1,01 m
h7= 0,99 m
h8= 1,01 m
h9= 1,07 m
h10= 1,18 m
h11= 1,38 m
h12= 1,78 m
h14,64= 2,77 m
𝑐𝑟𝑒 =
2𝜋 ∗ 𝑅 ∗ 0, 5 ∗ 𝐻
𝑦 =𝑔 ∗
2 ∗
= +2𝑔𝑦
𝑎 =
2𝜋 𝑅 − ∗
118
-60,00
-50,00
-40,00
-30,00
-20,00
-10,00
0,00
10,00
0 2 4 6 8 10 12 14
Lámina de agua
119
Qd= 819,31 (m3/s) Caudal de derivación
L= 484 m Longitud
bs= 6,00 m Ancho de solera
n= 0,012 Coeficiente de Manning
1) Cálculo de la profundidad crítica
q= 136,552 m3/s*m
2) Cálculo de la sección de crítica (wcr), velocidad crítica (Vcr), pendiente crítica ( icr )
wcr= 74,32 m2
Vcr= 11,02 m/s
Xcr= 30,77 m
Rhcr= 2,42 m
icr= 0,01 m/m
3) Cálculo de la profundidad de flujo (h), sección de flujo (w), perímetro mojado (X), Radio hidráulico ( Rh )
DIMENSIONAMIENTO DEL TÚNEL DE RESTITUCIÓN (ALIVIADERO)
hcr= 12,387m
Sección propuesta
w = ∗ 𝑏 X= b + 2h 𝑅 =w
𝑐𝑟=
𝑔
= 𝑑
𝑏
wcr = 𝑐𝑟 ∗ 𝑏
V =
Xcr = b + 2hcr
𝑖𝑐𝑟 =𝑔 ∗ 𝑛 ∗
𝑐𝑟𝑏
𝑅 𝑐𝑟13
Rh = w
D
h
b= 6m
3 m
6 m
0.40 m 0.40 m
120
i h w (m2) X (m) Rh (m) f(Q) V (m/s) a= h/D
0,03 6,0257 36,1542 18,0514 2,00 829,16 22,66 0,67
0,02 7,1254 42,7524 20,2508 2,11 829,16 19,16 0,79
0,025 6,4948 38,9688 18,9896 2,05 829,16 21,02 0,72
0,023 6,7228 40,34 19,4456 2,07 829,16 20,31 0,75
∴ i= 0,023 m/m
h= 6,723 m
w= 40,337 m2
V= 20,312 m/s
9) Cálculo de la cota de inicio del túnel
Cota final túnel= 1312,15 msnm
Cota inicio túnel= 1323,28 msnm
10) Cálculo de la profundidad del pozo
Cota inicio pozo 1390 msnm
Cota final pozo 1323,28 msnm
Profundidad de
pozo66,72
m
𝑑 =1
𝑛∗w ∗ 𝑅
3 ∗ 𝑖
1
f(Q)
121
Anexo 6. Diseño preliminar de la presa de hormigón con vertido incorporado
Qcrec.máx= 899 m3/s Caudal de crecida máxima
Tipo de suelo de cimentación Roca
j c= 38,66 ° Ángulo de fricción interna suelo de cimentación
C= 200 Kpa Cohesión
q= 28 m3/m*s Caudal unitario
j s= 12 Ángulo de fricción interna de sedimentos
γH= 24 KN/m3 Peso específico del Hormigón
γo= 9,81 KN/m3 Peso específico del agua
γss= 16 KN/m3 Peso específico seco de los sedimentos
n sed= 0,4 Porosidad sedimentos
Vv= 23 km/h Velocidad del viento
f= 0,80 Factor de fricción
NNE= 66 m Nivel Normal de embalse
α1= 0,8
1) Cálculo del frente preliminar del vertedero
B= 32,11 m
2) Cálculo de Cs
NNE= Cs= 66,00 m
3) Cálculo de la carga de diseño preliminar para el vertedero tipo Creaguer
m= 0,504
= 0,97
Ho= 5,51 m
vo= 0,39 m/s
H= 5,50 m
4) Recálculo de la carga total dinamica sobre el vertedero (Ho) y carga de diseño (H)
kf= 1 Por fines prácticos
km= 1 Por fines prácticos
11,98
m= 0,5040
ξm = 0,7
= 0,98
DATOS
B= 𝑎
𝑚 = 0,48− 0,52
= 0,95− 0,9
= 𝑚 ∗ ∗ ∗ 𝑏 ∗ 2𝑔 ∗ 𝐻𝑜3/
𝐻𝑜 =
𝑚 ∗ ∗ 𝑏 ∗ 2𝑔
/3
𝐻𝑜 =
𝑚∗ ∗ 2𝑔
/3
H= 𝐻𝑜− 𝑜
𝑔
𝑚 = 𝑚 ∗ 𝑓 ∗ 𝑚
𝑚 = 𝑚
0,15 𝐶𝑠
𝐻 3
𝑚 = 0,504 − 0,012 𝐻𝑜
𝐶𝑠
= 1−0,2 ∗ 𝜉𝑚 * 𝐻𝑜
𝑜 =
(𝐶𝑠 +𝐻) ∗ 𝑏
𝐶𝑠
𝐻=
122
Ho= 5,49 m
H= 5,48 m
Vo= 0,39 m/s
Cs= 66,00 m
Nivel de Importancia I
Combinación de fuerzas Básica
FSDperm= 1,3
Hp= 66,00 m
γH= 2,4 T/m3 ó 23,5 KN/m3
γo= 1 T/m3
j c= 38,66
f= 0,8
a/b= 0,1
α1= 0,8
1= 0,37
Para condición de estabilidad al deslizamiento
I) II)
I) ξ b/H II) b/H
0 0,7738 0 0,7019
0,25 0,6915 0,25 0,7318
0,3 0,6771 0,3 0,7412
0,1625 0,7182 0,1625 0,7182
ξ= 0,1625
I) b= 47,40 m
II) b= 47,40 m
2.1) Determinación del perfil teórico triangular
Hp= 66,00 m
ξ = 7,70 m
(1-ξ) = 39,70 m
b= 47,40 m
b= 47,40 m
2) PERFIL TEÓRICO TRIANGULAR
DATOS
=
𝐻𝑜 =
𝑚∗ ∗ 2𝑔
/3
H= 𝐻𝑜− 𝑜
𝑔
1 = 1− 1−𝑎
∗ (𝛼1 −
𝑎
)
𝑏
𝐻𝑝=
𝐹𝑆𝐷𝑝
𝑓 ∗ + 𝛾𝐻𝛾0 − 1−𝛼1 −
𝑎𝑏
𝑏
𝐻𝑝=
1
𝛾𝐻𝛾0 1 − + 2 − − 𝐸1
𝑜 =
(𝐶𝑠 +𝐻) ∗ 𝑏
b (1-)b
Hp
b
NNE
123
2.2) Configuración Vertedero Tipo Creaguer
x/H y/H H x y
0 0,126 5,48 0,00 0,69
0,1 0,036 5,48 0,55 0,20
0,2 0,007 5,48 1,10 0,04
0,3 0 5,48 1,64 0,00
0,4 0,006 5,48 2,19 0,03
0,5 0,027 5,48 2,74 0,15
0,6 0,06 5,48 3,29 0,33
0,7 0,1 5,48 3,83 0,55
0,8 0,146 5,48 4,38 0,80
0,9 0,198 5,48 4,93 1,08
1 0,256 5,48 5,48 1,40
1,1 0,321 5,48 6,03 1,76
1,2 0,394 5,48 6,57 2,16
1,3 0,475 5,48 7,12 2,60
1,4 0,564 5,48 7,67 3,09
1,5 0,661 5,48 8,22 3,62
1,6 0,764 5,48 8,77 4,19
1,7 0,873 5,48 9,31 4,78
1,8 0,987 5,48 9,86 5,41
1,9 1,108 5,48 10,41 6,07
2 1,235 5,48 10,96 6,77
2,1 1,369 5,48 11,50 7,50
2,2 1,508 5,48 12,05 8,26
2,3 1,653 5,48 12,60 9,06
2,4 1,847 5,48 13,15 10,12
2,5 1,96 5,48 13,70 10,74
2,6 2,122 5,48 14,24 11,63
2,7 2,289 5,48 14,79 12,54
2,8 2,462 5,48 15,34 13,49
2,9 2,64 5,48 15,89 14,46
3 2,824 5,48 16,44 15,47
3,1 3,013 5,48 16,98 16,51
3,2 3,207 5,48 17,53 17,57
3,3 3,405 5,48 18,08 18,65
3,4 3,609 5,48 18,63 19,77
3,5 3,818 5,48 19,17 20,92
3,6 4,031 5,48 19,72 22,08
3,7 4,249 5,48 20,27 23,28
124
3.1) Cálculo de la profundidad contraída
j= 0,95 Asumido
E = 71,48 m
Eo= 71,49 m
Eo (m2) hc(m)
277,126 0,4
492,257 0,3
69,981 0,8000
54,588 0,9082
∴ hc= 0,91 m
3.2) Cálculo de la profundidad crítica
hcr= 4,31 m
3.3) Cálculo de la primera conjugada
4,31 > 0,91
h'= 0,91 m
3.4) Cálculo de la segunda conjugada
h''= 12,82 m
3.5) Comparación con la profundidad aguas abajo (ho)
ho= 3,66 m
12,82 > 3,66 Resalto desplazado,es necesario pozo de disipación
Para evitar el resalto desplazado se repetirá el procedimiento hasta que h"£ h0
3.6) Profundidad del pozo
Primera Iteración
tp= 9,160 m
Eo1= 80,64 m
3) OBRA DE DISIPACIÓN
Se asume igual a la profundidad contraída
𝐸𝑜 = 𝑐 +
𝑐 ∗ ∗ 2𝑔
𝐸 = 𝐻+𝐶 i
𝑐𝑟 =
𝑔
𝑐𝑟 𝑐
′′ = ′
∗ 1 + 8 ∗
′
3- 1
′′ 𝑜
𝑡𝑝 = ( ′′− 𝑜)
𝐸𝑜1 = 𝐸𝑜 + 𝑡p
Eo= 𝐸 + 𝑜
𝑔
125
j= 0,95 Asumido
Eo1 (m2) hc(m)
4427,715 0,1
492,257 0,3
708,668 0,25
63,030 0,8438
∴ hc= 0,84 m
h'= 0,844 m
tp E Eo1 hcr hc h'= h'' hi'' h''<hi''
(m) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
9,160 71,48 80,639 4,307 0,844 0,844 13,35 12,82 no cumple
9,69 71,48 81,166 4,307 0,841 0,841 13,37 13,35 no cumple
9,71 71,48 81,193 4,307 0,841 0,841 13,38 13,38 si cumple
3.7) Cálculo de la longitud del resalto hidráulico (Lr)
Lr= 62,68 m
3.8) Cálculo de la longitud del pozo de disipación
Lp = 62,68 m
3.9) Cálculo del espesor de la losa del pozo
k= 1,50 Factor de mayoración
d= 2,24 m
Cuadro de Iteraciones
4) PERFIL CONSTRUCTIVO
𝐸𝑜1 = 𝑐 +
𝑐 ∗ ∗ 2𝑔
𝑟 = 5 ( ′′ − ′)
= 𝑟
So
T1T1 (sa)
s
tpozo
lo
T2
a
= ∗
*K
126
lo= 70 m
hden1 (a)= 3,30 m
bdent1= 2 m
hdent2= 1 m
bdent2= 2 m
htab (s)= 0 m
tp= 9,71 m
Treal=
Hp= 66,00 m
So= 3,30 m
Cimentación de la presa
td= (5%-10%)*H Profundidad del dentellón
td= 5%*H
td= 3,30 m
Se asume la profundidad de la cortina de impermeabilización igual Al 80% de la altura de la presa
hcort= 52,8 m
J= 10 - 15 Asumo promedio
J= 12,5
Espesor de la cortina
δcort= 5,28 m
hdren= 0.20 * Hpresa
hdren= 13,2 m
Asumo que la galería esta provista para transporte motorizado
Base de la galería bg= 2,5
Altura de la galería hg= 3
DATOS
DENTELLÓN
CORTINA DE IMPERMEABILIZACIÓN
DRENAJE VERTICAL
GALERÍAS LONGITUDINALES
𝑐𝑜𝑟𝑡 = 1
tdh
co
rt
d
d
hdre
n
127
Separación de galerías 10 - 15 m
sg= 15 m
Total de galerías longitudinales= 3,00
4.1) Cálculo del desnivel (z)
z= 67,82 m
4.2) Cálculo de la Subpresión
a= Distancia desde la cara aguas arriba de la presa hasta el drenaje vertical
δcor= 5,28
d= 2,75 Asumido
a= 8,03
W= 16827,27 KN/m
4.3) Cálculo del espesor de la capa activa para filtración
21,21
Condiciones:
Tact= 35,00 m
Tcal= 35,00 m
T1= 35,00 m
T2= 70,00 m
T3= 35 m
4.4) Cálculo de espesor de la capa activa para pérdidas de carga
T1'= 35,00
T2'= 31,70
4,40
𝑜
𝑆𝑜=
𝐶 𝑎𝑛𝑑𝑜 𝑜
𝑆𝑜 5 𝑇𝑎𝑐𝑡 = 0,5 ∗ 𝑜
𝐶 𝑎𝑛𝑑𝑜 3,4 𝑜
𝑆𝑜 5 𝑇𝑎𝑐𝑡 = 2,5 ∗ 𝑆𝑜
𝐶 𝑎𝑛𝑑𝑜 1 𝑜
𝑆𝑜 3,4 𝑇𝑎𝑐𝑡 = 0,8 ∗ 𝑆𝑜 + 0,5 ∗ 𝑜
𝐶 𝑎𝑛𝑑𝑜 0 𝑜
𝑆𝑜 1 𝑇𝑎𝑐𝑡 = 𝑆𝑜 + 0,3 ∗ 𝑜
1) 𝑇𝑐𝑎 = 𝑇𝑟𝑒𝑎 𝑐 𝑎𝑛𝑑𝑜 𝑇𝑟𝑒𝑎 𝑇𝑎𝑐𝑡
2) 𝑇𝑐𝑎 = 𝑇𝑎𝑐𝑡 𝑐 𝑎𝑛𝑑𝑜 𝑇𝑟𝑒𝑎 𝑇𝑎𝑐𝑡
= 𝐶𝑠 +𝐻 − 𝑜
𝑎 = 𝑐𝑜𝑟𝑡 + 𝑑
= 𝑜 ∗ 𝑜 ∗ 𝛾𝑜 + 1
2 ∗ 𝑜 ∗ 1 − 𝛼1 ∗ +
1
2∗ ∗ 𝑎 ∗ 𝛾𝑜
128
4.5) Cálculo de los coeficientes de resistencia
ξent= 0,440
ξesc1= 0,094
ξlong= 1,000
ξesc2= 0,094
ξsal= 0,440
∑ξ = 2,07
4.6) Cálculo de las pérdidas de carga
hent= 14,43 m
hesc1= 3,09 m
hlong= 32,79 m
hesc2= 3,09 m
hsal= 14,43 m
∑h = 67,82 m
4.7) Cálculo del espesor de la capa activa para la gradiente máxima a la salida del flujo de filtración
T1''= 70 m
T2''= 66,7 m
𝑒𝑠𝑐1 =𝑎
𝑇1=
𝑜𝑛𝑔 = 𝑜 − 0,5 ∗ (𝑠1+ 𝑠2)
𝑇2
𝑒𝑠𝑐2 = 𝑒𝑠𝑐1
𝑖 = i *
𝑇𝑎𝑐𝑡′′ = 2 ∗ 𝑇𝑎𝑐𝑡′
3,25
70
T1'=35,00
So
T2'=31,75
T1''=70,00
70
T2''=66,75
So 3,25
129
4.8) Cálculo de los coeficientes de Resistencia
ξent= 0,440
ξesc1= 0,047
ξlong= 1,049
ξesc2= 0,047
ξsal= 0,440
∑ξ = 2,02
4.9) Cálculo de la gradiente máxima a la salida del flujo de filtración
Jsalmáx= 1,76
4.10) Cálculo del Caudal de filtración
T1'''= 35 m
T2'''= 31,7 m
4.11) Cálculo de los coeficientes de Resistencia
ξent= 0,440
ξesc1= 0,094
ξlong= 2,208
ξesc2= 0,094
ξsal= 0,440
∑ξ = 3,28
Caudal de filtración
k= 1,00E-06
qf= 2,07E-05 m3/s*m
= 0,272 rad
𝑒𝑠𝑐1 =𝑎
𝑇1=
𝑜𝑛𝑔 = 𝑜 − 0,5 ∗ (𝑠1+ 𝑠2)
𝑇2
𝑒𝑠𝑐2 = 𝑒𝑠𝑐1
𝑇1′′′ = 𝑇𝑎𝑐𝑡
𝑒𝑠𝑐1 =𝑎
𝑇1=
𝑜𝑛𝑔 = 𝑜 − 0,5 ∗ (𝑠1+ 𝑠2)
𝑇2
𝑒𝑠𝑐2 = 𝑒𝑠𝑐1
q =
∗
𝑠𝑎 𝑚 =
1∗
1
∗
𝛼 = 𝜋
2 ∗
𝑠
𝑇1′ −
𝑇2′
𝑇1′+1
T1'''=35,00
70
T2'''=31,75
So 3,25
130
Cálculo de las fuerzas que actúan sobre el perfil constructivo para combinación básica de fuerzas
Datos
Área= 2396,24 m
G1= 57509,76 KN/m
VERIFICACIÓN DE LA ESTABILIDAD AL DESLIZAMIENTO
Fuerzas de Gravedad
1 = 𝑟𝑒𝑎 ∗ 𝛾
G1
77,9
6 m
9,7
1 m
66 m
N-9,71
N+0,00
lo=70 m
N+0,00
52,8
m
5,28m
P1
P3
A
H=
5,5
0m
W
PHE
66 m
P4
hs=
46 m
Ps
G1
tp=
9,7
1 m P2
N-9,71
N+0,00
131
P1= 21366,18 KN
P2= 877,42 KN
P3= 4623,94 KN
P4= 1508,58 KN
β1= 90,00
𝜉 = 1
hs= 45,00 m
ϒs= 10,11 KN/m3
Ps= 10240,43 KN/m
Fuerzas de Presión Hidrostática
Fuerza de Presión de Sedimentos
P1 = 1
∗ 𝛾𝑜 ∗ 𝐻𝑝
𝛾𝑠 𝛾𝑠 𝑜 𝑠 𝛾𝑜 ∗(1 )
𝑃𝑠 = 𝜉 ∗ 𝛾𝑠 ∗ 𝑠
2
P2 = 1
∗ 𝛾𝑜 ∗ ( 𝑜 + 𝑡𝑝)
P3= 𝑟𝑒𝑎3 ∗ 𝛾𝑜
P4= 𝑟𝑒𝑎4 ∗ 𝛾𝑜
Ps
N-9,71
hs=
45 m
N+0,00N+0,00
lo=70 m
P4
P35,5
0m
P2
P1
lo=70 m
66
m9
,71 m
N-9,71
G1
77,9
6 m
N+0,00
132
γs= 10,11 KN/m3
PHE= 477,25 KN/m
W= 16827,27 KN/m
Análisis de la presa vertedero para combinación básica
N T x y
KN/m KN/m m m
G1 57509,76 13,30 -764879,81
P1 21366,18 22,00 470055,96
P2 -877,42 4,46 3911,72
P3 4623,94 8,11 -37500,18
P4 1508,58 27,66 41727,37
PHE 477,25 3,24 1545,45
Ps 10240,43 15,00 153606,38
W -16827,27 12,94 217744,87
Σ con subpresión 46815,02 31206,44 86211,76
Σ sin subpresión 63642,29 31206,44 -131533,11
Fuerza Σmo
Fuerza de Subpresión
Fuerza de Presión de empuje de suelo saturado aguas arriba
PHE= ∗ ∗
lo=70 m
PHE N-9,71
N+0,00
tp=
9,7
1 m
N+0,00
N-9,71
lo=70 m
N+0,00N+0,00
W
133
Verificación de la estabilidad al deslizamiento
FSD= 1,50
cumple
Verificación de Resistencias
Considerando subpresión
e= 2,07 m
Esfuerzo mínimo y máximo
σy′= s2''= 729,24 KN/m2
σy''= s''= 1245,94 KN/m2
Resistencia a la compresión de la roca 7845,32 KN/m2
1245,94 < 7845,32 cumple
Combinación de fuerzas Especial
FSDp= 1,1
COMBINACIÓN ESPECIAL
𝐹𝑆𝐷 = 𝑓 ∗ 𝑁 +𝐶 ∗ 𝑏
𝑇
𝐹𝑆𝐷 𝐹𝑆𝐷𝑝𝑒𝑟𝑚
𝑒 = 𝑀
𝑁
𝑦′ = 𝑁
𝑏∗ 1−
6 ∗ 𝑒
𝑏
𝑦′′ = 𝑁
𝑏∗ 1+
6 ∗ 𝑒
𝑏
52m
5,20m
A
Gs
P4
G1
66 m
PsH
H=
5,5
0m
tp=
9,7
1 m
P3
PHE
W
P1
N+0,00
Ps
hs=
45 m
P2N-9,71
134
Cálculo de las Fuerzas sísmicas
G1= 57509,76 KN/m
0,10
Gs = 8626,46 KN/m
Cálculo de las Fuerzas sísmicas en el agua
PsH= 2136,62 KN/m
Psv = 0,00 KN/m
Brazo de palanca respecto al punto A
YPsH= 28,05 m
XPsv= 0,00 m
Análisis de la presa vertedero para combinación especial
N T x y
KN/m KN/m m m
G1 57509,76 13,30 -764879,81
P1 21366,18 22,00 470055,96
P2 877,42 4,46 -3911,72
P3 4623,94 8,11 -37500,18
P4 1508,58 27,66 41727,37
PHE 477,25 3,24 1545,45
Ps 10240,43 15,00 153606,38
Gs 8626,46 24,01 207101,56
Psv 0,00 0,00 0,00
PsH 2136,62 28,05 59932,13
W -16827,27 12,94 217744,87
Σ con subpresión 46815,02 43724,36 345422,02
Σ sin subpresión 63642,29 43724,36 127677,15
Verificación de la estabilidad al deslizamiento
FSD= 1,1
Cumple
Fuerza Σmo
𝑠 = 1,5 ∗ 𝐾𝑠 ∗ 1
= 𝛾𝐻 ∗
𝐾𝑆 = 𝑎𝑠
𝑔
𝑃𝑠𝐻 = 0,5 ∗ 𝐾𝑠 ∗ 𝛾𝑜 ∗ ∗ 𝑐𝑜𝑠 (90− 𝛼)
𝑃𝑠 =m * 𝑃𝑠𝐻
𝑠𝐻 = 0,425 ∗Hp
𝑠 = 𝑠 ∗𝑚
𝐹𝑆𝐷 = 𝑓 ∗ 𝑁 +𝐶 ∗ 𝑏
𝑇
𝐹𝑆𝐷 𝐹𝑆𝐷𝑝𝑒𝑟𝑚
135
Verificación de Resistencias
Considerando subpresión
e= 2,01 m
Esfuerzo mínimo y máximo
σy′= s2''= 736,81 KN/m2
σy''= s''= 1238,37 KN/m2
Resistencia a la compresión de la roca 7845,32 KN/m2
1238,37 < 7845,32 cumple
𝑒 = 𝑀
𝑁
𝑦′ = 𝑁
𝑏∗ 1−
6 ∗ 𝑒
𝑏
𝑦′′ = 𝑁
𝑏∗ 1+
6 ∗ 𝑒
𝑏
136
Anexo 7. Diseño preliminar de la presa ciega de hormigón, primera
configuración.
γ = 2,4 T/m3 o 23,544 KN/m3
γo= 9,81 KN/m3
γseco sed men= 16 KN/m3
a/b= 0,1 adoptado
α1= 0,5 Coef. De efecto del elemento impermeabilizante
Nivel de Importancia I
Combinación de fuerzas Básica
FSDp= 1,3 Depende del nivel de importancia
ø= 38,66
= 12 Sedimentos
f= 0,80
c= 200 Kpa Cohesión entre la roca de cimentación y el hormigón de la presa
n sedimentos= 0,4
base presa= 10 m
Wviento= 23 km/h
m1= 0,20 m
m2= 0,43 m
Hpresa= 63 m
H= 4 m
29,74
Cálculo del borde libre t
k Factor entre 1,2 y 1,3
k= 1,2
C Altura de la ola
C= 0,47 m
t= 1,02 m
h1= 57,98
h2= 0,00 m
hs= 46,00 m
1) Cálculo del ancho de la base "b" del perfil teórico triangular
I) II)
E1= 0,64
I) I)
n b/H n b/H
0,2 0,8125 0,55 0,8989
0,25 0,7927 0,25 0,7912
0,258 0,7896 0,258 0,7930
0,2525 0,7917 0,2525 0,7917
n= 0,2525
I) b= 49,88 b= 49,88 m
II) b= 49,88
COMBINACIÓN BÁSICA
DATOS
=
𝑏
𝐻=
𝐹𝑆𝐷𝑝
𝑓 ∗ 𝑛 + 𝛾𝐻𝛾0 − 1 − 𝛼1 −
𝑎𝑏
α1= Cortinas de impermeabilización
α1= 8 Cort nas con drenaje vertical
𝑏
𝐻=
1
𝛾𝐻𝛾0 1 − 𝑛 + 𝑛 2− 𝑛 − 𝐸1
𝐸1 = 1 − 1 −𝑎
∗ (𝛼1 −
𝑎
)
𝑡 = 3,2 𝐾 ∗ 𝐶 ∗
C = 0,073 * Vv
137
Construcción del perfil teórico preliminar
h1= 57,98 m
nb= 12,59 m
(1-n)b= 37,28 m
b= 49,88 m
Transformación del perfil teórico a constructivo
α= 1,37 78,69
β= 1,16 66,58
Cimentación de la presa
td= (5%-10%)*H Profundidad del dentellón
td= 7,5%*H
td= 4,73 m
Se asume la profundidad de la cortina de impermeabilización igual al 80% de la altura de la presa
hcort= 50,4 m
J= 10 - 15 Asumo promedio
J= 12,5
Espesor de la cortina
δcort= 4,64 m
CORTINA DE IMPERMEABILIZACIÓN
DENTELLÓN
𝑐𝑜𝑟𝑡 = 1
b
NNE nb (1-n)b
H1
ß
b=10m
49,88 m
37,28 m
63 m
a
12,59 m
hcort
d
td
Para
mento
aguas a
rrib
a
138
Asumo que la galería esta provista para transporte motorizado
Base de la galería bg= 2,5
Altura de la galería hg= 3
Separación de galerías 10 - 15 m
sg= 15 m
Total de galerías longitudinales= 3,00
Cálculo de las fuerzas que actúan sobre el perfil constructivo para combinación básica de fuerzas
GALERÍAS LONGITUDINALES
#¡REF!
50,4m
4,64 m
4,73m
9,20m
P1V
27,28m
P1H
1,1
hola
6
hola
G3
W
10m
58,9
8m
11,79m
G2
12,59m
a
Psed
H
Psed
V
ß
45m
G1
50.4
m4
.73 m
4.64 m
10 m
63 m
139
nb=c1= 12,59 m
b= 10,00 m
(1-n)b= c3= 27,28 m
G1= 9340,35 KN/m G2= 14832,72 KN/m
G3= 20234,77 KN/m
x1= 11,59 m
P1H= 16487,23 KN/m
P1v= 3296,00 KN/m
β1= α1= 78,69
𝜉 = 0,71
hs= 45,00 m
ϒsum= 10,11 KN/m3
x3= 9,00 m
PsedH= 7248,52 KN/m
Psv= 1449,07 KN/m
Datos
Fuerzas de Gravedad
Fuerzas de Presión Hidrostática
Fuerza de Presión de Sedimentos
= 𝑟𝑒𝑎 ∗ 𝛾H
1 =𝑐1 ∗ 𝐻𝑝𝑟𝑒𝑠𝑎
2 ∗ 𝛾
2 = (𝑏 ∗ 𝐻𝑝𝑟𝑒𝑠𝑎) ∗ 𝛾
3 =𝑐3 ∗ 𝐻𝑝𝑟𝑒𝑠𝑎
2 ∗ 𝛾
1 = 1
( )
P1 = 1
∗ 𝛾𝑜 ∗ 1
P1v = 1
∗ 𝛾𝑜 ∗ 1 ∗ 1
𝜉 = 𝐶𝑜𝑠
1+ 2
𝐶𝑜𝑠 1− 2
𝛾𝑠 𝛾𝑠 𝑜 𝑠 𝛾𝑜 ∗(1 )
3 = 𝑠
𝑡𝑔 1
𝑃𝑠𝑒𝑑𝐻 = 𝜉 ∗ 𝛾𝑠 ∗ 𝑠
2
𝑃𝑠𝑒𝑑𝑉 = 𝜉 ∗ 𝛾𝑠 ∗ 𝑠 ∗ 3
2
140
Condición
h ola = c = 0,47 m
Verificación de la condición
1) h1 ⩾ 5* h ola
57,9768119 2,33 cumple
2) h1 ⩾ 10* h ola
57,9768119 4,66 cumple
Ω= 0,40 m2
P ola= 3,90 KN/m
δcor= 4,64 m
a= 2,32 m
z= 57,98 m
W= 7751,58 KN/m
N T x y
KN/m KN/m m m
G1 9340,35 16,54 -154516,82
G2 14832,72 7,34 -108944,21
G3 20234,77 6,75 136580,59
P1H 16487,23 19,33 318625,66
P1v 3296,00 21,08 -69465,37
PsedH 7248,52 15,00 108727,76
PsedV 1449,07 21,94 -31793,12
P ola 3,90 57,20 223,36
W -7751,58 10,79 83639,54
Σ con subpresión 41401,32 23739,65 283077,38
Σ sin subpresión 49152,90 23739,65 199437,84
Verificación de la estabilidad al deslizamiento
FSD= 1,82
cumple
Fuerza de Subpresión
Fuerza Σmo
Fuerza de Presión de Oleaje
1 5−8 𝑜 𝑎
𝑜 𝑎 = 𝑐 = 0,0 8 ∗ 𝑉
1 5 𝑜 𝑎
1 8 𝑜 𝑎
𝑃𝑜 𝑎 = 𝛾𝑜 ∗
= 5+ 1,1 ∗ 𝑜 𝑎 ∗ 0,6 ∗ 𝑜 𝑎
2
𝑎 = 𝑐𝑜𝑟𝑡
2
= 1 − 2
= 𝑏′ ∗ ∗ 𝛾𝑜 + 1
2 ∗ 𝑏′ ∗ 1 − 𝛼1 ∗ +
1
2∗ ∗ 𝑎 ∗ 𝛾𝑜
𝐹𝑆𝐷 = 𝑓 ∗ 𝑁 +𝐶 ∗ 𝑏
𝑇
𝐹𝑆𝐷 𝐹𝑆𝐷𝑝𝑒𝑟𝑚
141
Verificación de Resistencias
e= 4,057499052 m
Esfuerzo mínimo y máximo
σy′= 424,9110121 KN/m2
σy''= 1235,185399 KN/m2
Resistencia a la compresión de la roca 7845,32 KN/m2
1235,19 < 7845,32 cumple
Coeficiente de talud aguas arriba y aguas abajo
m1= 0,20
m2= 0,43
Esfuerzos principales menor y mayor
Esfuerzo principal menor
σ2''= 63,34 KN/m2 Cumple
Esfuerzo principal mayor
E2= 0,04
σ1''= 1034,58 KN/m2 Cumple
𝐹𝑆𝐷 𝐹𝑆𝐷𝑝𝑒𝑟𝑚
𝑒 = 𝑀
𝑁
𝑦′ = 𝑁
𝑏∗ 1−
6 ∗ 𝑒
𝑏
𝑦′′ = 𝑁
𝑏∗ 1+
6 ∗ 𝑒
𝑏
𝑚1 =1
𝑡𝑔 𝛼1𝑚2 =
1
𝑡𝑔 𝛼2
2''=(1+𝑚1 ) ∗ ( 𝑦′-E1*h1*go)
1''=(1+𝑚2 ) ∗ ( 𝑦′′ +E2*h1*go))
𝐸2 =𝑎
𝑏∗ 𝛼1 −
𝑎
𝑏
142
Combinación de fuerzas Especial
FSDperm= 1,1
Fuerzas sísmicas en el cuerpo de la presa
G= 44407,84 KN/m
0,10
Gs = 6661,18 KN/m
Fuerzas sísmicas en el agua
m= 0,20
PsH= 1585,364106 KN/m
Psv = 317,0728213 KN/m
hs= 24,64014506
xs= 4,928029013
Fuerza Sísmica
COMBINACIÓN ESPECIAL
𝑠 = 1,5 ∗ 𝐾𝑠 ∗
= 𝛾𝐻 ∗
𝐾𝑆 = 𝑎𝑠
𝑔
𝑃𝑠𝐻 = 0,5 ∗ 𝐾𝑠 ∗ 𝛾𝑜 ∗ 1 ∗ 𝑐𝑜𝑠 (90− 𝛼)
𝑚 = 𝑐𝑡𝑔
𝑃𝑠 =m * 𝑃𝑠𝐻
𝑠 = 0,425 ∗ 1
𝑠 = 𝑠 ∗ 𝑚
W
1,1
hola
45m
G3
Psed H
50,4m
58
,98m
11,79m
G2
ß
4,73m
Gs
6
hola
b
12,59m
9,20m
P1H
Psed
V
4,64 m
PsV
P1V
27,28m
PsH G1
a
G
143
N T x y
KN/m KN/m m m
G1 9340,35 16,54 -154516,82
G2 14832,72 7,34 -108944,21
G3 20234,77 6,75 136580,59
P1H 16487,23 19,33 318625,66
P1v 3296,00 21,08 -69465,37
PsedH 7248,52 15,00 108727,76
PsedV 1449,07 21,94 -31793,12
P ola 3,90 57,20 223,36
W -7751,58 10,79 83639,54
Gs 6661,18 24,01 159934,83
PsH 1585,36 24,64 39063,60
PsV 317,07 4,93 -1562,54
Σ con subpresión 41718,39 31986,19 480513,26
Σ sin subpresión 49469,97 31986,19 396873,73
Verificación de la estabilidad al deslizamiento
FSD= 1,36
cumple
Verificación de Resistencias
e= 8,022517702 m
Esfuerzo mínimo y máximo
σy′= 29,23005121 KN/m2
σy''= 1643,580241 KN/m2
Resistencia a la compresión de la roca 7845,32 KN/m2
1643,58 < 7845,32 Cumple
Coeficiente de talud aguas arriba y aguas abajo
m1= 0,20
m2= 0,43
Esfuerzos principales menor y mayor
Esfuerzo principal menor
σ2''= -348,15 KN/m2 No cumple
Esfuerzo principal mayor
E2= 0,04
σ1''= 1951,85 KN/m2 Cumple
Fuerza Σmo
𝐹𝑆𝐷 = 𝑓 ∗ 𝑁 +𝐶 ∗ 𝑏
𝑇
𝐹𝑆𝐷 𝐹𝑆𝐷𝑝𝑒𝑟𝑚
𝑒 = 𝑀
𝑁
𝑦′ = 𝑁
𝑏∗ 1−
6 ∗ 𝑒
𝑏
𝑦′′ = 𝑁
𝑏∗ 1+
6 ∗ 𝑒
𝑏
𝑚1=1
𝑡𝑔 𝛼𝑚2=
1
𝑡𝑔
2''=(1+𝑚1 ) ∗ ( 𝑦′-E1*h1*go)
1''=(1+𝑚2 ) ∗ ( 𝑦′′ +E2*h1*go))
𝐸2 =𝑎
𝑏∗ 𝛼1 −
𝑎
𝑏
144
Anexo 8. Diseño preliminar de la presa ciega de hormigón, segunda
configuración
γ = 2,4 T/m3 o 23,544 KN/m3
γo= 9,81 KN/m3
γseco sed men= 16 KN/m3
a/b= 0,1 adoptado
α1= 0,5 Coef. De efecto del elemento impermeabilizante
Nivel de Importancia I
Combinación de fuerzas Básica
FSDp= 1,3 Depende del nivel de importancia
ø= 38,66
= 12 Sedimentos
f= 0,80
c= 200 Kpa Cohesión entre la roca de cimentación y el hormigón de la presa
n sedimentos= 0,4
base presa= 10 m Ancho de la base de la presa
Wviento= 23 km/h
m1= 0 m
m2= 0,76 m
Hpresa= 63 m
α= 0,00 90,0
β= 0,76 52,70
H= 4 m
29,74
Cálculo del borde libre t
k Factor entre 1,2 y 1,3
k= 1,2
C Altura de la ola
C= 0,47 m
t= 1,02 m
h1= 57,98
h2= 0,00 m
hs= 46,00 m
1) Incremento el ancho de la base "b" del perfil teórico triangular
b= 58,00 m
b/H= 0,921
E1= 0,64
n b/H
0,9 0,6019
0,4 0,7386 \ n= 0,00
0,1 0,8553
0,001 0,9023
Construcción del perfil teórico preliminar
h1= 57,98 m
nb= 0,00 m
(1-n)b= 58,00 m
b= 58,00 m
COMBINACIÓN BÁSICA
DATOS
α1= Cortinas de impermeabilización
α1= 8 Cort nas con drenaje vertical
𝑡 = 3,2 𝐾 ∗ 𝐶 ∗
C = 0,073 * Vv
b
NNE nb (1-n)b
H1
𝑏
𝐻=
𝐹𝑆𝐷𝑝
𝑓 ∗ 𝑛 + 𝛾𝐻𝛾0 − 1 − 𝛼1 −
𝑎𝑏
𝐸1 = 1 − 1 −𝑎
∗ (𝛼1 −
𝑎
)
145
Transformación del perfil teórico a constructivo
α= 1,57 90,0 °
β= 0,92 52,70 °
Cimentación de la presa
td= (5%-10%)*H Profundidad del dentellón
td= 7,5%*H
td= 4,73 m
Se asume la profundidad de la cortina de impermeabilización igual al 80% de la altura de la presa
hcort= 50,4 m
J= 10 - 15 Asumo promedio
J= 12,5
Espesor de la cortina
δcort= 4,64 m
Asumo que la galería esta provista para transporte motorizado
Base de la galería bg= 2,5
Altura de la galería hg= 3
CORTINA DE IMPERMEABILIZACIÓN
DENTELLÓN
GALERÍAS LONGITUDINALES
𝑐𝑜𝑟𝑡 = 1
a ß
b=10m
58 m
48 m
63
m
td
d
hco
rt
146
Separación de galerías 10 - 15 m
sg= 15 m
Total de galerías longitudinales= 3,00
Cálculo de las fuerzas que actúan sobre el perfil constructivo para combinación básica de fuerzas
#¡REF!
G1
45m
W
4,64 m
P1H
1,1
hola
58,
98m
.
48
.
a
6
hola
4,73m
10m
.
G2
Psed H
50,4m
ß
.
58m
63
m5
0.4
m4
.73 m
4.64 m
10 m
147
b= 10,00 m
(1-n)b= c1= 48,00 m
G1= 14832,72 KN/m G2= 35598,53 KN/m
P1= 16487,23 KN/m
α1= 90,01 𝜉 = 0,66
hs= 46,00 m
ϒsum= 10,11 KN/m3
PsedH= 7016,33 KN/m
h ola = c = 0,47 m
Verificación de la condición
1) h1 ⩾ 5* h ola
57,9768119 2,33 cumple
2) h1 ⩾ 10* h ola
57,9768119 4,66 cumple
Ω= 0,40 m2
P ola= 3,90 KN/m
Datos
Fuerzas de Gravedad
Fuerzas de Presión Hidrostática
Fuerza de Presión de Sedimentos
Fuerza de Presión de Oleaje
Condición
= 𝑟𝑒𝑎 ∗ 𝛾H
1 = (𝑏 ∗𝐻𝑝𝑟𝑒𝑠𝑎) ∗ 𝛾 2 =
𝑐1 ∗ 𝐻𝑝𝑟𝑒𝑠𝑎
2 ∗ 𝛾
P1 = 1
∗ 𝛾𝑜 ∗ 1
𝜉 = 𝐶𝑜𝑠
1+ 2
𝐶𝑜𝑠 1− 2
𝛾𝑠 𝛾𝑠 𝑜 𝑠 𝛾𝑜 ∗(1 )
𝑃𝑠𝑒𝑑𝐻 = 𝜉 ∗ 𝛾𝑠 ∗ 𝑠
2
1 5− 8 𝑜 𝑎
𝑜 𝑎 = 𝑐 = 0,0 8 ∗ 𝑉
1 5 𝑜 𝑎
1 8 𝑜 𝑎
𝑃𝑜 𝑎 = 𝛾𝑜 ∗
= 5+ 1,1 ∗ 𝑜 𝑎 ∗ 0,6 ∗ 𝑜 𝑎
2
148
a= Distancia desde la cara aguas arriba de la presa hasta el drenaje vertical
δcor= 4,64 m
d= 2,75 m
a= 7,39 m
z= 57,98 m
W= 10347,92 KN/m
N T x y
KN/m KN/m m m
G1 14832,72 24,00 -355985,28
G2 35598,53 -3,00 -106795,58
P1H 16487,23 19,33 318625,66
Ps 7016,33 15,33 107583,75
P ola 3,90 57,20 223,36
W -10347,92 11,13 115172,40
Σ con subpresión 40083,32 23507,47 78824,31
Σ sin subpresión 50431,25 23507,47 -36348,09
Verificación de la estabilidad al deslizamiento
FSD= 1,86
cumple
Verificación de Resistencias
e= 0,72 m
Esfuerzo mínimo y máximo
σy′= 639,5640676 KN/m2
σy''= 742,6194959 KN/m2
Resistencia a la compresión de la roca 7845,32 KN/m2
742,62 < 7845,32 cumple
Fuerza Σmo
Fuerza de Subpresión
𝑎 = 𝑐𝑜𝑟𝑡 + 𝑑
= 1 − 2
= 𝑏′ ∗ ∗ 𝛾𝑜 + 1
2 ∗ 𝑏′ ∗ 1 − 𝛼1 ∗ +
1
2∗ ∗ 𝑎 ∗ 𝛾𝑜
𝐹𝑆𝐷 = 𝑓 ∗ 𝑁 +𝐶 ∗ 𝑏
𝑇
𝐹𝑆𝐷 𝐹𝑆𝐷𝑝𝑒𝑟𝑚
𝑒 = 𝑀
𝑁
𝑦′ = 𝑁
𝑏∗ 1−
6 ∗ 𝑒
𝑏
𝑦′′ = 𝑁
𝑏∗ 1+
6 ∗ 𝑒
𝑏
149
Coeficiente de talud aguas arriba y aguas abajo
m1= 0,00
m2= 0,76
Esfuerzos principales menor y mayor
Esfuerzo principal menor
σ2''= 275,56 KN/m2 Cumple
Esfuerzo principal mayor
E2= 0,04
σ1''= 1137,75 KN/m2 Cumple
𝑚2=1
𝑡𝑔
2''=(1+𝑚1 ) ∗ ( 𝑦′-E1*h1*go)
1''=(1+𝑚2 ) ∗ ( 𝑦′′ +E2*h1*go))
𝐸2 =𝑎
𝑏∗ 𝛼1 −
𝑎
𝑏
150
Combinación de fuerzas Especial
FSDperm= 1,1
Fuerzas sísmicas en el cuerpo de la presa
G= 50431,25 KN/m
0,10
Gs = 7564,69 KN/m
Fuerzas sísmicas en el agua
m= 0,20
PsH= 1648,72 KN/m
N T x y
KN/m KN/m m m
G1 14832,72 24,00 -355985,28
G2 35598,53 -3,00 -106795,58
P1 16487,23 19,33 318625,66
Ps 7016,93 15,33 107592,90
P ola 3,90 57,20 223,36
W -8906,40 11,13 99128,24
Gs 7564,69 24,09 182233,31
PsH 1648,72 24,64 40624,77
Σ con subpresión 41524,85 32721,47 285647,38
Σ sin subpresión 50431,25 32721,47 186519,14
Fuerza Σmo
Fuerza Sísmica
COMBINACIÓN ESPECIAL
𝑠 = 1,5 ∗ 𝐾𝑠 ∗
= 𝛾𝐻 ∗
𝐾𝑆 = 𝑎𝑠
𝑔
𝑃𝑠𝐻 = 0,5 ∗ 𝐾𝑠 ∗ 𝛾𝑜 ∗ 1 ∗ 𝑐𝑜𝑠 (90− 𝛼)
𝑚 = 𝑐𝑡𝑔
𝑠 = 0,425 ∗ 1
𝑠 = 𝑠 ∗ 𝑚
a
48W
G2
10m
ß
G1
50,4m
.
.
.
.
6
hola
1,1
hola
46m
58,9
8m
Psed H
P1H
4,73m
4,64 m
PsH
151
Verificación de la estabilidad al deslizamiento
FSD= 1,37
cumple
Verificación de Resistencias
e= 3,70 m
Esfuerzo mínimo y máximo
σy′= 442,02 KN/m2
σy''= 989,87 KN/m2
Resistencia a la compresión de la roca 7845,32 KN/m2
989,87 < 7845,32 Cumple
Coeficiente de talud aguas arriba y aguas abajo
m1= 0,00
m2= 0,76
Esfuerzos principales menor y mayor
Esfuerzo principal menor
σ2''= 78,02 KN/m2 cumple
Esfuerzo principal mayor
E2= 0,04
σ1''= 1564,48 KN/m2 Cumple
𝐹𝑆𝐷 = 𝑓 ∗ 𝑁 +𝐶 ∗ 𝑏
𝑇
𝐹𝑆𝐷 𝐹𝑆𝐷𝑝𝑒𝑟𝑚
𝑒 = 𝑀
𝑁
𝑦′ = 𝑁
𝑏∗ 1−
6 ∗ 𝑒
𝑏
𝑦′′ = 𝑁
𝑏∗ 1+
6 ∗ 𝑒
𝑏
2''=(1+𝑚1 ) ∗ ( 𝑦′-E1*h1*go)
1''=(1+𝑚2 ) ∗ ( 𝑦′′ +E2*h1*go))
𝐸2 =𝑎
𝑏∗ 𝛼1 −
𝑎
𝑏
𝑚2=1
𝑡𝑔
152
Anexo 9. Diseño definitivo de la presa de hormigón con vertido incorporado
Qcrec.máx= 899 m3/s Caudal de crecida máxima
Tipo de suelo de cimentación Roca
j c= 38,66 ° Ángulo de fricción interna suelo de cimentación
C= 200 Kpa Cohesión
q= 28 m3/m*s Caudal unitario
j s= 12 Ángulo de fricción interna de sedimentos
γH= 24 KN/m3 Peso específico del Hormigón
γo= 9,81 KN/m3 Peso específico del agua
γss= 16 KN/m3 Peso específico seco de los sedimentos
n sed= 0,4 Porosidad sedimentos
Vv= 23 km/h Velocidad del viento
f= 0,80 Factor de fricción
NNE= 66 m Nivel Normal de embalse
α1= 0,5
1) Cálculo del frente preliminar del vertedero
B= 32,11 m
2) Cálculo de Cs
NNE= Cs= 66,00 m
3) Cálculo de la carga de diseño preliminar para el vertedero tipo Creaguer
m= 0,504
= 0,97
Ho= 5,51 m
vo= 0,39 m/s
H= 5,50 m
4) Recálculo de la carga total dinamica sobre el vertedero (Ho) y carga de diseño (H)
kf= 1 Por fines prácticos
km= 1 Por fines prácticos
11,98
m= 0,5040
ξm = 0,7
= 0,98
DATOS
B= 𝑎
𝑚 = 0,48− 0,52
= 0,95− 0,9
= 𝑚 ∗ ∗ ∗ 𝑏 ∗ 2𝑔 ∗ 𝐻𝑜3/
𝐻𝑜 =
𝑚 ∗ ∗ 𝑏 ∗ 2𝑔
/3
𝐻𝑜 =
𝑚∗ ∗ 2𝑔
/3
H= 𝐻𝑜− 𝑜
𝑔
𝑚 = 𝑚 ∗ 𝑓 ∗ 𝑚
𝑚 = 𝑚
0,15 𝐶𝑠
𝐻 3
𝑚 = 0,504 − 0,012 𝐻𝑜
𝐶𝑠
= 1−0,2 ∗ 𝜉𝑚 * 𝐻𝑜
𝑜 =
(𝐶𝑠 +𝐻) ∗ 𝑏
𝐶𝑠
𝐻=
153
Ho= 5,49 m
H= 5,48 m
Vo= 0,39 m/s
Cs= 66,00 m
Nivel de Importancia I
Combinación de fuerzas Básica
FSDperm= 1,3
Hp= 66,00 m
γH= 2,4 T/m3 ó 23,5 KN/m3
γo= 1 T/m3
j c= 38,66
f= 0,8
a/b= 0,1
α1= 0,8
1= 0,37
Para condición de estabilidad al deslizamiento
I) II)
I) ξ b/H II) b/H
0 0,7738 0 0,7019
0,25 0,6915 0,25 0,7318
0,3 0,6771 0,3 0,7412
0,1625 0,7182 0,1625 0,7182
ξ= 0,1625
I) b= 47,40 m
II) b= 47,40 m
2.1) Determinación del perfil teórico triangular
Hp= 66,00 m
ξ = 7,70 m
(1-ξ) = 39,70 m
b= 47,40 m
b= 47,40 m
2) PERFIL TEÓRICO TRIANGULAR
DATOS
=
𝐻𝑜 =
𝑚∗ ∗ 2𝑔
/3
H= 𝐻𝑜− 𝑜
𝑔
1 = 1− 1−𝑎
∗ (𝛼1 −
𝑎
)
𝑏
𝐻𝑝=
𝐹𝑆𝐷𝑝
𝑓 ∗ + 𝛾𝐻𝛾0 − 1−𝛼1 −
𝑎𝑏
𝑏
𝐻𝑝=
1
𝛾𝐻𝛾0 1 − + 2 − − 𝐸1
𝑜 =
(𝐶𝑠 +𝐻) ∗ 𝑏
b (1-)b
Hp
b
NNE
154
2.2) Configuración Vertedero Tipo Creaguer
x/H y/H H x y
0 0,126 5,48 0,00 0,69
0,1 0,036 5,48 0,55 0,20
0,2 0,007 5,48 1,10 0,04
0,3 0 5,48 1,64 0,00
0,4 0,006 5,48 2,19 0,03
0,5 0,027 5,48 2,74 0,15
0,6 0,06 5,48 3,29 0,33
0,7 0,1 5,48 3,84 0,55
0,8 0,146 5,48 4,38 0,80
0,9 0,198 5,48 4,93 1,08
1 0,256 5,48 5,48 1,40
1,1 0,321 5,48 6,03 1,76
1,2 0,394 5,48 6,57 2,16
1,3 0,475 5,48 7,12 2,60
1,4 0,564 5,48 7,67 3,09
1,5 0,661 5,48 8,22 3,62
1,6 0,764 5,48 8,77 4,19
1,7 0,873 5,48 9,31 4,78
1,8 0,987 5,48 9,86 5,41
1,9 1,108 5,48 10,41 6,07
2 1,235 5,48 10,96 6,77
2,1 1,369 5,48 11,51 7,50
2,2 1,508 5,48 12,05 8,26
2,3 1,653 5,48 12,60 9,06
2,4 1,847 5,48 13,15 10,12
2,5 1,96 5,48 13,70 10,74
2,6 2,122 5,48 14,24 11,63
2,7 2,289 5,48 14,79 12,54
2,8 2,462 5,48 15,34 13,49
2,9 2,64 5,48 15,89 14,46
3 2,824 5,48 16,44 15,47
3,1 3,013 5,48 16,98 16,51
3,2 3,207 5,48 17,53 17,57
3,3 3,405 5,48 18,08 18,65
3,4 3,609 5,48 18,63 19,77
3,5 3,818 5,48 19,18 20,92
3,6 4,031 5,48 19,72 22,08
3,7 4,249 5,48 20,27 23,28
155
3.1) Cálculo de la profundidad contraída
j= 0,95 Asumido
E = 71,48 m
Eo= 71,49 m
Eo (m2) hc(m)
277,126 0,4
492,257 0,3
69,981 0,8000
54,588 0,9082
∴ hc= 0,91 m
3.2) Cálculo de la profundidad crítica
hcr= 4,31 m
3.3) Cálculo de la primera conjugada
4,31 > 0,91
h'= 0,91 m
3.4) Cálculo de la segunda conjugada
h''= 12,82 m
3.5) Comparación con la profundidad aguas abajo (ho)
ho= 3,66 m
12,82 > 3,66 Resalto desplazado,es necesario pozo de disipación
Para evitar el resalto desplazado se repetirá el procedimiento hasta que h"£ h0
3.6) Profundidad del pozo
Primera Iteración
tp= 9,160 m
Eo1= 80,64 m
3) OBRA DE DISIPACIÓN
Se asume igual a la profundidad contraída
𝐸𝑜 = 𝑐 +
𝑐 ∗ ∗ 2𝑔
𝐸 = 𝐻+𝐶 i
𝑐𝑟 =
𝑔
𝑐𝑟 𝑐
′′ = ′
∗ 1 + 8 ∗
′
3- 1
′′ 𝑜
𝑡𝑝 = ( ′′− 𝑜)
𝐸𝑜1 = 𝐸𝑜 + 𝑡p
Eo= 𝐸 + 𝑜
𝑔
156
j= 0,95 Asumido
Eo1 (m2) hc(m)
4427,715 0,1
492,257 0,3
708,668 0,25
63,030 0,8438
∴ hc= 0,84 m
h'= 0,844 m
tp E Eo1 hcr hc h'= h'' hi'' h''<hi''
(m) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m)
9,160 71,48 80,639 4,307 0,844 0,844 13,35 12,82 no cumple
9,69 71,48 81,166 4,307 0,841 0,841 13,37 13,35 no cumple
9,71 71,48 81,193 4,307 0,841 0,841 13,38 13,38 si cumple
3.7) Cálculo de la longitud del resalto hidráulico (Lr)
Lr= 62,68 m
3.8) Cálculo de la longitud del pozo de disipación
Lp = 62,68 m
3.9) Cálculo del espesor de la losa del pozo
k= 1,50 Factor de mayoración
d= 2,24 m
Cuadro de Iteraciones
4) PERFIL CONSTRUCTIVO
𝐸𝑜1 = 𝑐 +
𝑐 ∗ ∗ 2𝑔
𝑟 = 5 ( ′′ − ′)
= 𝑟
So
T1T1 (sa)
s
tpozo
lo
T2
a
= ∗
*K
157
lo= 70 m
hden1 (a)= 3,30 m
bdent1= 2 m
hdent2= 1 m
bdent2= 2 m
htab (s)= 0 m
tp= 9,71 m
Treal=
Hp= 66,00 m
So= 3,30 m
Cimentación de la presa
td= (5%-10%)*H Profundidad del dentellón
td= 5%*H
td= 3,30 m
Se asume la profundidad de la cortina de impermeabilización igual Al 80% de la altura de la presa
hcort= 52,8 m
J= 10 - 15 Asumo promedio
J= 12,5
Espesor de la cortina
δcort= 5,28 m
hdren= 0.20 * Hpresa
hdren= 13,2 m
Asumo que la galería esta provista para transporte motorizado
Base de la galería bg= 2,5
Altura de la galería hg= 3
DATOS
DENTELLÓN
CORTINA DE IMPERMEABILIZACIÓN
DRENAJE VERTICAL
GALERÍAS LONGITUDINALES
𝑐𝑜𝑟𝑡 = 1
tdhcort
d
d
hdre
n
158
Separación de galerías 10 - 15 m
sg= 15 m
Total de galerías longitudinales= 3,00
4.1) Cálculo del desnivel (z)
z= 67,82 m
4.2) Cálculo de la Subpresión
a= Distancia desde la cara aguas arriba de la presa hasta el drenaje vertical
δcor= 5,28
d= 2,75 Asumido
a= 8,03
W= 16827,27 KN/m
4.3) Cálculo del espesor de la capa activa para filtración
21,21
Condiciones:
Tact= 35,00 m
Tcal= 35,00 m
T1= 35,00 m
T2= 70,00 m
T3= 35 m
4.4) Cálculo de espesor de la capa activa para pérdidas de carga
T1'= 35,00
T2'= 31,70
4,40
𝑜
𝑆𝑜=
𝐶 𝑎𝑛𝑑𝑜 𝑜
𝑆𝑜 5 𝑇𝑎𝑐𝑡 = 0,5 ∗ 𝑜
𝐶 𝑎𝑛𝑑𝑜 3,4 𝑜
𝑆𝑜 5 𝑇𝑎𝑐𝑡 = 2,5 ∗ 𝑆𝑜
𝐶 𝑎𝑛𝑑𝑜 1 𝑜
𝑆𝑜 3,4 𝑇𝑎𝑐𝑡 = 0,8 ∗ 𝑆𝑜 + 0,5 ∗ 𝑜
𝐶 𝑎𝑛𝑑𝑜 0 𝑜
𝑆𝑜 1 𝑇𝑎𝑐𝑡 = 𝑆𝑜 + 0,3 ∗ 𝑜
1) 𝑇𝑐𝑎 = 𝑇𝑟𝑒𝑎 𝑐 𝑎𝑛𝑑𝑜 𝑇𝑟𝑒𝑎 𝑇𝑎𝑐𝑡
2) 𝑇𝑐𝑎 = 𝑇𝑎𝑐𝑡 𝑐 𝑎𝑛𝑑𝑜 𝑇𝑟𝑒𝑎 𝑇𝑎𝑐𝑡
= 𝐶𝑠 +𝐻 − 𝑜
𝑎 = 𝑐𝑜𝑟𝑡 + 𝑑
= 𝑜 ∗ 𝑜 ∗ 𝛾𝑜 + 1
2 ∗ 𝑜 ∗ 1 − 𝛼1 ∗ +
1
2∗ ∗ 𝑎 ∗ 𝛾𝑜
159
4.5) Cálculo de los coeficientes de resistencia
ξent= 0,440
ξesc1= 0,094
ξlong= 1,000
ξesc2= 0,094
ξsal= 0,440
∑ξ = 2,07
4.6) Cálculo de las pérdidas de carga
hent= 14,43 m
hesc1= 3,09 m
hlong= 32,79 m
hesc2= 3,09 m
hsal= 14,43 m
∑h = 67,82 m
4.7) Cálculo del espesor de la capa activa para la gradiente máxima a la salida del flujo de filtración
T1''= 70 m
T2''= 66,7 m
𝑒𝑠𝑐1 =𝑎
𝑇1=
𝑜𝑛𝑔 = 𝑜 − 0,5 ∗ (𝑠1+ 𝑠2)
𝑇2
𝑒𝑠𝑐2 = 𝑒𝑠𝑐1
𝑖 = i *
𝑇𝑎𝑐𝑡′′ = 2 ∗ 𝑇𝑎𝑐𝑡′
3,25
70
T1'=35,00
So
T2'=31,75
T1''=70,00
70
T2''=66,75
So 3,25
160
4.8) Cálculo de los coeficientes de Resistencia
ξent= 0,440
ξesc1= 0,047
ξlong= 1,049
ξesc2= 0,047
ξsal= 0,440
∑ξ = 2,02
4.9) Cálculo de la gradiente máxima a la salida del flujo de filtración
Jsalmáx= 1,76
4.10) Cálculo del Caudal de filtración
T1'''= 35 m
T2'''= 31,7 m
4.11) Cálculo de los coeficientes de Resistencia
ξent= 0,440
ξesc1= 0,094
ξlong= 2,208
ξesc2= 0,094
ξsal= 0,440
∑ξ = 3,28
Caudal de filtración
k= 1,00E-06
qf= 2,07E-05 m3/s*m
= 0,272 rad
𝑒𝑠𝑐1 =𝑎
𝑇1=
𝑜𝑛𝑔 = 𝑜 − 0,5 ∗ (𝑠1+ 𝑠2)
𝑇2
𝑒𝑠𝑐2 = 𝑒𝑠𝑐1
𝑇1′′′ = 𝑇𝑎𝑐𝑡
𝑒𝑠𝑐1 =𝑎
𝑇1=
𝑜𝑛𝑔 = 𝑜 − 0,5 ∗ (𝑠1+ 𝑠2)
𝑇2
𝑒𝑠𝑐2 = 𝑒𝑠𝑐1
q =
∗
𝑠𝑎 𝑚 =
1∗
1
∗
𝛼 = 𝜋
2 ∗
𝑠
𝑇1′ −
𝑇2′
𝑇1′+1
T1'''=35,00
70
T2'''=31,75
So 3,25
161
Cálculo de las fuerzas que actúan sobre el perfil constructivo para combinación básica de fuerzas
Datos
Área= 2396,24 m
G1= 57509,76 KN/m
VERIFICACIÓN DE LA ESTABILIDAD AL DESLIZAMIENTO
Fuerzas de Gravedad
1 = 𝑟𝑒𝑎 ∗ 𝛾
G1
77
,96 m
9,7
1 m
66
m
N-9,71
N+0,00
lo=70 m
N+0,00
52,8
m
5,28m
P1
P3
A
H=
5,5
0m
W
PHE
66 m
P4
hs=
46 m
Ps
G1
tp=
9,7
1 m P2
N-9,71
N+0,00
162
P1= 21366,18 KN
P2= 877,42 KN
P3= 4623,94 KN
P4= 1508,58 KN
β1= 90,00
𝜉 = 1
hs= 45,00 m
ϒs= 10,11 KN/m3
Ps= 10240,43 KN/m
Fuerzas de Presión Hidrostática
Fuerza de Presión de Sedimentos
P1 = 1
∗ 𝛾𝑜 ∗ 𝐻𝑝
𝛾𝑠 𝛾𝑠 𝑜 𝑠 𝛾𝑜 ∗(1 )
𝑃𝑠 = 𝜉 ∗ 𝛾𝑠 ∗ 𝑠
2
P2 = 1
∗ 𝛾𝑜 ∗ ( 𝑜 + 𝑡𝑝)
P3= 𝑟𝑒𝑎3 ∗ 𝛾𝑜
P4= 𝑟𝑒𝑎4 ∗ 𝛾𝑜
Ps
N-9,71
hs=
45 m
N+0,00N+0,00
lo=70 m
P4
P35,5
0m
P2
P1
lo=70 m
66
m9
,71 m
N-9,71
G1
77,9
6 m
N+0,00
163
γs= 10,11 KN/m3
PHE= 477,25 KN/m
W= 16827,27 KN/m
Análisis de la presa vertedero para combinación básica
N T x y
KN/m KN/m m m
G1 57509,76 13,30 -764879,81
P1 21366,18 22,00 470055,96
P2 -877,42 4,46 3911,72
P3 4623,94 8,11 -37500,18
P4 1508,58 27,66 41727,37
PHE 477,25 3,24 1545,45
Ps 10240,43 15,00 153606,38
W -16827,27 12,94 217744,87
Σ con subpresión 46815,02 31206,44 86211,76
Σ sin subpresión 63642,29 31206,44 -131533,11
Fuerza de Subpresión
Fuerza de Presión de empuje de suelo saturado aguas arriba
Fuerza Σmo
PHE= ∗ ∗
lo=70 m
PHE N-9,71
N+0,00
tp=
9,7
1 m
N+0,00
N-9,71
lo=70 m
N+0,00N+0,00
W
164
Verificación de la estabilidad al deslizamiento
FSD= 1,50
cumple
Verificación de Resistencias
Considerando subpresión
e= 2,07 m
Esfuerzo mínimo y máximo
σy′= s2''= 729,24 KN/m2
σy''= s''= 1245,94 KN/m2
Resistencia a la compresión de la roca 7845,32 KN/m2
1245,94 < 7845,32 cumple
Combinación de fuerzas Especial
FSDp= 1,1
COMBINACIÓN ESPECIAL
𝐹𝑆𝐷 = 𝑓 ∗ 𝑁 +𝐶 ∗ 𝑏
𝑇
𝐹𝑆𝐷 𝐹𝑆𝐷𝑝𝑒𝑟𝑚
𝑒 = 𝑀
𝑁
𝑦′ = 𝑁
𝑏∗ 1−
6 ∗ 𝑒
𝑏
𝑦′′ = 𝑁
𝑏∗ 1+
6 ∗ 𝑒
𝑏
52m
5,20m
A
Gs
P4
G1
66 m
PsH
H=
5,5
0m
tp=
9,7
1 m
P3
PHE
W
P1
N+0,00
Ps
hs=
45 m
P2N-9,71
165
Cálculo de las Fuerzas sísmicas
G1= 57509,76 KN/m
0,10
Gs = 8626,46 KN/m
Cálculo de las Fuerzas sísmicas en el agua
PsH= 2136,62 KN/m
Psv = 0,00 KN/m
Brazo de palanca respecto al punto A
YPsH= 28,05 m
XPsv= 0,00 m
Análisis de la presa vertedero para combinación especial
N T x y
KN/m KN/m m m
G1 57509,76 13,30 -764879,81
P1 21366,18 22,00 470055,96
P2 877,42 4,46 -3911,72
P3 4623,94 8,11 -37500,18
P4 1508,58 27,66 41727,37
PHE 477,25 3,24 1545,45
Ps 10240,43 15,00 153606,38
Gs 8626,46 24,01 207101,56
Psv 0,00 0,00 0,00
PsH 2136,62 28,05 59932,13
W -16827,27 12,94 217744,87
Σ con subpresión 46815,02 43724,36 345422,02
Σ sin subpresión 63642,29 43724,36 127677,15
Verificación de la estabilidad al deslizamiento
FSD= 1,1
Cumple
Fuerza Σmo
𝑠 = 1,5 ∗ 𝐾𝑠 ∗ 1
= 𝛾𝐻 ∗
𝐾𝑆 = 𝑎𝑠
𝑔
𝑃𝑠𝐻 = 0,5 ∗ 𝐾𝑠 ∗ 𝛾𝑜 ∗ ∗ 𝑐𝑜𝑠 (90− 𝛼)
𝑃𝑠 =m * 𝑃𝑠𝐻
𝑠𝐻 = 0,425 ∗Hp
𝑠 = 𝑠 ∗𝑚
𝐹𝑆𝐷 = 𝑓 ∗ 𝑁 +𝐶 ∗ 𝑏
𝑇
𝐹𝑆𝐷 𝐹𝑆𝐷𝑝𝑒𝑟𝑚
166
Verificación de Resistencias
Considerando subpresión
e= 2,01 m
Esfuerzo mínimo y máximo
σy′= s2''= 736,81 KN/m2
σy''= s''= 1238,37 KN/m2
Resistencia a la compresión de la roca 7845,32 KN/m2
1238,37 < 7845,32 cumple
𝑒 = 𝑀
𝑁
𝑦′ = 𝑁
𝑏∗ 1−
6 ∗ 𝑒
𝑏
𝑦′′ = 𝑁
𝑏∗ 1+
6 ∗ 𝑒
𝑏
167
Anexo 10. Diseño definitivo de la presa ciega de hormigón, primera
configuración
γ = 2,4 T/m3 o 23,544 KN/m3
γo= 9,81 KN/m3
γseco sed men= 16 KN/m3
a/b= 0,1 adoptado
α1= 0,5 Coef. De efecto del elemento impermeabilizante
Nivel de Importancia I
Combinación de fuerzas Básica
FSDp= 1,3 Depende del nivel de importancia
ø= 38,66
= 12 Sedimentos
f= 0,80
c= 200 Kpa Cohesión entre la roca de cimentación y el hormigón de la presa
n sedimentos= 0,4
base presa= 10 m
Wviento= 23 km/h
m1= 0,20 m
m2= 0,43 m
Hpresa= 63 m
H= 3 m
29,74
Cálculo del borde libre t
k Factor entre 1,2 y 1,3
k= 1,2
C Altura de la ola
C= 0,47 m
t= 1,02 m
h1= 58,98
h2= 0,00 m
hs= 46,00 m
1) Cálculo del ancho de la base "b" del perfil teórico triangular
I) II)
E1= 0,64
I) I)
n b/H n b/H
0,2 0,8125 0,55 0,8989
0,25 0,7927 0,25 0,7912
0,258 0,7896 0,258 0,7930
0,2525 0,7917 0,2525 0,7917
n= 0,2525
I) b= 49,88 b= 49,88 m
II) b= 49,88
COMBINACIÓN BÁSICA
DATOS
=
𝑏
𝐻=
𝐹𝑆𝐷𝑝
𝑓 ∗ 𝑛 + 𝛾𝐻𝛾0 − 1 −𝛼1 −
𝑎𝑏
α1= Cortinas de impermeabilización
α1= 8 Cort nas con drenaje vertical
𝑏
𝐻=
1
𝛾𝐻𝛾0 1 − 𝑛 + 𝑛 2− 𝑛 − 𝐸1
𝐸1 = 1 − 1 −𝑎
∗ (𝛼1 −
𝑎
)
𝑡 = 3,2 𝐾 ∗ 𝐶 ∗
C = 0,073 * Vv
168
Construcción del perfil teórico preliminar
h1= 58,98 m
nb= 12,59 m
(1-n)b= 37,28 m
b= 49,88 m
Transformación del perfil teórico a constructivo
α= 1,37 78,69
β= 1,16 66,58
Cimentación de la presa
td= (5%-10%)*H Profundidad del dentellón
td= 7,5%*H
td= 4,73 m
Se asume la profundidad de la cortina de impermeabilización igual al 80% de la altura de la presa
hcort= 50,4 m
J= 10 - 15 Asumo promedio
J= 12,5
Espesor de la cortina
δcort= 4,72 m
CORTINA DE IMPERMEABILIZACIÓN
DENTELLÓN
𝑐𝑜𝑟𝑡 = 1
b
NNE nb (1-n)b
H1
ß
b=10m
49,88 m
37,28 m
63 m
a
12,59 m
hcort
d
td
Para
mento
aguas a
rrib
a
169
Asumo que la galería esta provista para transporte motorizado
Base de la galería bg= 2,5
Altura de la galería hg= 3
Separación de galerías 10 - 15 m
sg= 15 m
Total de galerías longitudinales= 3,00
Cálculo de las fuerzas que actúan sobre el perfil constructivo para combinación básica de fuerzas
GALERÍAS LONGITUDINALES
#¡REF!
50,4m
4,64 m
4,73m
9,20m
P1V
27,28m
P1H
1,1
hola
6
hola
G3
W
10m
58,9
8m
11,79m
G2
12,59m
a
Psed
H
Psed
V
ß
45m
G1
63 m
50.4
m4.7
3 m
4.72 m
10 m
170
nb=c1= 12,59 m
b= 10,00 m
(1-n)b= c3= 27,28 m
G1= 9340,35 KN/m G2= 14832,72 KN/m
G3= 20234,77 KN/m
x1= 11,79 m
P1H= 17060,89 KN/m
P1v= 3410,68 KN/m
α1= 78,69
𝜉 = 0,71
hs= 46,00 m
ϒsum= 10,11 KN/m3
x3= 9,20 m
PsedH= 7574,25 KN/m
Psv= 1514,18 KN/m
Condición
h ola = c = 0,47 m
Datos
Fuerzas de Gravedad
Fuerzas de Presión Hidrostática
Fuerza de Presión de Sedimentos
Fuerza de Presión de Oleaje
= 𝑟𝑒𝑎 ∗ 𝛾H
1 =𝑐1 ∗ 𝐻𝑝𝑟𝑒𝑠𝑎
2 ∗ 𝛾 2 = (𝑏 ∗ 𝐻𝑝𝑟𝑒𝑠𝑎) ∗ 𝛾
3 =𝑐3 ∗ 𝐻𝑝𝑟𝑒𝑠𝑎
2 ∗ 𝛾
1 = 1
( )
P1 = 1
∗ 𝛾𝑜 ∗ 1
P1v = 1
∗ 𝛾𝑜 ∗ 1 ∗ 1
𝜉 = 𝐶𝑜𝑠
1+ 2
𝐶𝑜𝑠 1− 2
𝛾𝑠 𝛾𝑠 𝑜 𝑠 𝛾𝑜 ∗(1 )
3 = 𝑠
𝑡𝑔 1
𝑃𝑠𝑒𝑑𝐻 = 𝜉 ∗ 𝛾𝑠 ∗ 𝑠
2
𝑃𝑠𝑒𝑑𝑉 = 𝜉 ∗ 𝛾𝑠 ∗ 𝑠 ∗ 3
2
1 5−8 𝑜 𝑎
𝑜 𝑎 = 𝑐 = 0,0 8 ∗ 𝑉
171
Verificación de la condición
1) h1 ⩾ 5* h ola
58,9768119 2,33 cumple
2) h1 ⩾ 10* h ola
58,9768119 4,66 cumple
Ω= 0,40 m2
P ola= 3,90 KN/m
δcor= 4,72 m
a= 2,36 m
z= 58,98 m
W= 7896,85 KN/m
N T x y
KN/m KN/m m m
G1 9340,35 16,54 -154516,82
G2 14832,72 7,34 -108944,21
G3 20234,77 6,75 136580,59
P1H 17060,89 19,66 335398,90
P1v 3410,68 21,01 -71655,07
PsedH 7574,25 15,33 116138,55
PsedV 1514,18 21,87 -33120,95
P ola 3,90 58,20 227,27
W -7896,85 10,79 85207,03
Σ con subpresión 41435,85 24639,04 305315,27
Σ sin subpresión 49332,70 24639,04 220108,25
Verificación de la estabilidad al deslizamiento
FSD= 1,75
cumple
Verificación de Resistencias
e= 4,461711022 m
Esfuerzo mínimo y máximo
σy′= 384,8715532 KN/m2
Fuerza Σmo
Fuerza de Subpresión
1 5 𝑜 𝑎
1 8 𝑜 𝑎
𝑃𝑜 𝑎 = 𝛾𝑜 ∗
= 5+ 1,1 ∗ 𝑜 𝑎 ∗ 0,6 ∗ 𝑜 𝑎
2
𝑎 = 𝑐𝑜𝑟𝑡
2
= 1 − 2
= 𝑏′ ∗ ∗ 𝛾𝑜 + 1
2 ∗ 𝑏′ ∗ 1 − 𝛼1 ∗ +
1
2∗ ∗ 𝑎 ∗ 𝛾𝑜
𝐹𝑆𝐷 = 𝑓 ∗ 𝑁 +𝐶 ∗ 𝑏
𝑇
𝐹𝑆𝐷 𝐹𝑆𝐷𝑝𝑒𝑟𝑚
𝑒 = 𝑀
𝑁
𝑦′ = 𝑁
𝑏∗ 1−
6 ∗ 𝑒
𝑏
172
σy''= 1276,609308 KN/m2
Resistencia a la compresión de la roca 7845,32 KN/m2
1276,61 < 7845,32 cumple
Coeficiente de talud aguas arriba y aguas abajo
m1= 0,20
m2= 0,43
Esfuerzos principales menor y mayor
Esfuerzo principal menor
σ2''= 15,17 KN/m2 Cumple
Esfuerzo principal mayor
E2= 0,04
σ1''= 1076,32 KN/m2 Cumple
𝑦′′ = 𝑁
𝑏∗ 1+
6 ∗ 𝑒
𝑏
𝑚1 =1
𝑡𝑔 𝛼1𝑚2 =
1
𝑡𝑔 𝛼2
2''=(1+𝑚1 ) ∗ ( 𝑦′-E1*h1*go)
1''=(1+𝑚2 ) ∗ ( 𝑦′′ +E2*h1*go))
𝐸2 =𝑎
𝑏∗ 𝛼1 −
𝑎
𝑏
173
Combinación de fuerzas Especial
FSDperm= 1,1
Fuerzas sísmicas en el cuerpo de la presa
G= 44407,84 KN/m
0,10
Gs = 6661,18 KN/m
Fuerzas sísmicas en el agua
m= 0,20
PsH= 1640,525349 KN/m
Psv = 328,1050699 KN/m
hs= 25,06514506
xs= 5,013029013
Fuerza Sísmica
COMBINACIÓN ESPECIAL
𝑠 = 1,5 ∗ 𝐾𝑠 ∗
= 𝛾𝐻 ∗
𝐾𝑆 = 𝑎𝑠
𝑔
𝑃𝑠𝐻 = 0,5 ∗ 𝐾𝑠 ∗ 𝛾𝑜 ∗ 1 ∗ 𝑐𝑜𝑠 (90− 𝛼)
𝑚 = 𝑐𝑡𝑔
𝑃𝑠 =m * 𝑃𝑠𝐻
𝑠 = 0,425 ∗ 1
𝑠 = 𝑠 ∗ 𝑚
W
1,1
hola
45m
G3
Psed H
50,4m
58,9
8m
11,79m
G2
ß
4,73m
Gs
6
hola
b
12,59m
9,20m
P1H
Psed
V
4,64 m
PsV
P1V
27,28m
PsH G1
a
G
174
N T x y
KN/m KN/m m m
G1 9340,35 16,54 -154516,82
G2 14832,72 7,34 -108944,21
G3 20234,77 6,75 136580,59
P1H 17060,89 19,66 335398,90
P1v 3410,68 21,01 -71655,07
PsedH 7574,25 15,33 116138,55
PsedV 1514,18 21,87 -33120,95
P ola 3,90 58,20 227,27
W -7896,85 10,79 85207,03
Gs 6661,18 24,01 159934,83
PsH 1640,53 25,07 41120,01
PsV 328,11 5,01 -1644,80
Σ con subpresión 41763,95 32940,75 504725,31
Σ sin subpresión 49660,80 32940,75 419518,28
Verificación de la estabilidad al deslizamiento
FSD= 1,32
cumple
Verificación de Resistencias
e= 8,447673938 m
Esfuerzo mínimo y máximo
σy′= -13,56127938 KN/m2
σy''= 1688,198389 KN/m2
Resistencia a la compresión de la roca 7845,32 KN/m2
1688,20 < 7845,32 Cumple
Coeficiente de talud aguas arriba y aguas abajo
m1= 0,20
m2= 0,43
Esfuerzos principales menor y mayor
Esfuerzo principal menor
σ2''= -399,18 KN/m2 No cumple
Esfuerzo principal mayor
E2= 0,04
σ1''= 2004,83 KN/m2 Cumple
Fuerza Σmo
𝐹𝑆𝐷 = 𝑓 ∗ 𝑁 +𝐶 ∗ 𝑏
𝑇
𝐹𝑆𝐷 𝐹𝑆𝐷𝑝𝑒𝑟𝑚
𝑒 = 𝑀
𝑁
𝑦′ = 𝑁
𝑏∗ 1−
6 ∗ 𝑒
𝑏
𝑦′′ = 𝑁
𝑏∗ 1+
6 ∗ 𝑒
𝑏
𝑚1=1
𝑡𝑔 𝛼𝑚2=
1
𝑡𝑔
2''=(1+𝑚1 ) ∗ ( 𝑦′-E1*h1*go)
1''=(1+𝑚2 ) ∗ ( 𝑦′′ +E2*h1*go))
𝐸2 =𝑎
𝑏∗ 𝛼1 −
𝑎
𝑏
175
Anexo 11. Diseño definitivo de la presa ciega de hormigón, segunda
configuración
γ = 2,4 T/m3 o 23,544 KN/m3
γo= 9,81 KN/m3
γseco sed men= 16 KN/m3
a/b= 0,1 adoptado
α1= 0,5 Coef. De efecto del elemento impermeabilizante
Nivel de Importancia I
Combinación de fuerzas Básica
FSDp= 1,3 Depende del nivel de importancia
ø= 38,66
= 12 Sedimentos
f= 0,80
c= 200 Kpa Cohesión entre la roca de cimentación y el hormigón de la presa
n sedimentos= 0,4
base presa= 10 m Ancho de la base de la presa
Wviento= 23 km/h
m1= 0 m
m2= 0,76 m
Hpresa= 63 m
α= 0,00 90,0
β= 0,76 52,70
H= 3 m
29,74
Cálculo del borde libre t
k Factor entre 1,2 y 1,3
k= 1,2
C Altura de la ola
C= 0,47 m
t= 1,02 m
h1= 58,98
h2= 0,00 m
hs= 46,00 m
1) Incremento el ancho de la base "b" del perfil teórico triangular
b= 58,00 m
b/H= 0,921
E1= 0,64
n b/H
0,9 0,6019
0,4 0,7386 \ n= 0,00
0,1 0,8553
0,001 0,9023
Construcción del perfil teórico preliminar
h1= 58,98 m
nb= 0,00 m
(1-n)b= 58,00 m
b= 58,00 m
COMBINACIÓN BÁSICA
DATOS
α1= Cortinas de impermeabilización
α1= 8 Cort nas con drenaje vertical
𝑡 = 3,2 𝐾 ∗ 𝐶 ∗
C = 0,073 * Vv
b
NNE nb (1-n)b
H1
𝑏
𝐻=
𝐹𝑆𝐷𝑝
𝑓 ∗ 𝑛 + 𝛾𝐻𝛾0 − 1 − 𝛼1 −
𝑎𝑏
𝐸1 = 1 − 1 −𝑎
∗ (𝛼1 −
𝑎
)
176
Transformación del perfil teórico a constructivo
α= 1,57 90,0 °
β= 0,92 52,70 °
Cimentación de la presa
td= (5%-10%)*H Profundidad del dentellón
td= 7,5%*H
td= 4,73 m
Se asume la profundidad de la cortina de impermeabilización igual al 80% de la altura de la presa
hcort= 50,4 m
J= 10 - 15 Asumo promedio
J= 12,5
Espesor de la cortina
δcort= 4,72 m
Asumo que la galería esta provista para transporte motorizado
Base de la galería bg= 2,5
Altura de la galería hg= 3
Separación de galerías 10 - 15 m
sg= 15 m
GALERÍAS LONGITUDINALES
CORTINA DE IMPERMEABILIZACIÓN
DENTELLÓN
𝑐𝑜𝑟𝑡 = 1
a ß
b=10m
58 m
48 m
63
m
td
d
hcort
177
Total de galerías longitudinales= 3,00
Cálculo de las fuerzas que actúan sobre el perfil constructivo para combinación básica de fuerzas
b= 10,00 m
(1-n)b= c1= 48,00 m
G1= 14832,72 KN/m G2= 35598,53 KN/m
#¡REF!
Datos
Fuerzas de Gravedad
= 𝑟𝑒𝑎 ∗ 𝛾H
1 = (𝑏 ∗ 𝐻𝑝𝑟𝑒𝑠𝑎) ∗ 𝛾 2 =
𝑐1 ∗ 𝐻𝑝𝑟𝑒𝑠𝑎
2 ∗ 𝛾
G1
45m
W
4,64 m
P1H
1,1
hola
58,9
8m
.
48
.
a
6
hola
4,73m
10m
.
G2
Psed H
50,4m
ß
.
63 m
58m
50.4
m4
.73
m
4.72 m
10 m
178
P1= 17060,89 KN/m
α1= 90,01
𝜉 = 0,66
hs= 45,00 m
ϒsum= 10,11 KN/m3
PsedH= 6714,59 KN/m
h ola = c = 0,47 m
Verificación de la condición
1) h1 ⩾ 5* h ola
58,9768119 2,33 cumple
2) h1 ⩾ 10* h ola
58,9768119 4,66 cumple
Ω= 0,40 m2
P ola= 3,90 KN/m
a= Distancia desde la cara aguas arriba de la presa hasta el drenaje vertical
δcor= 4,72 m
d= 2,75 m
a= 7,47 m
z= 58,98 m
W= 10549,55 KN/m
Fuerzas de Presión Hidrostática
Fuerza de Presión de Sedimentos
Fuerza de Presión de Oleaje
Fuerza de Subpresión
Condición
P1 = 1
∗ 𝛾𝑜 ∗ 1
𝜉 = 𝐶𝑜𝑠
1+ 2
𝐶𝑜𝑠 1− 2
𝛾𝑠 𝛾𝑠 𝑜 𝑠 𝛾𝑜 ∗(1 )
𝑃𝑠𝑒𝑑𝐻 = 𝜉 ∗ 𝛾𝑠 ∗ 𝑠
2
1 5− 8 𝑜 𝑎
𝑜 𝑎 = 𝑐 = 0,0 8 ∗ 𝑉
1 5 𝑜 𝑎
1 8 𝑜 𝑎
𝑃𝑜 𝑎 = 𝛾𝑜 ∗
= 5+ 1,1 ∗ 𝑜 𝑎 ∗ 0,6 ∗ 𝑜 𝑎
2
𝑎 = 𝑐𝑜𝑟𝑡 + 𝑑
= 1 − 2
= 𝑏′ ∗ ∗ 𝛾𝑜 + 1
2 ∗ 𝑏′ ∗ 1 −𝛼1 ∗ +
1
2∗ ∗ 𝑎 ∗ 𝛾𝑜
179
N T x y
KN/m KN/m m m
G1 14832,72 24,00 -355985,28
G2 35598,53 -3,00 -106795,58
P1H 17060,89 19,66 335398,90
Ps 6714,59 15,00 100718,84
P ola 3,90 58,20 227,27
W -10549,55 11,13 117416,50
Σ con subpresión 39881,70 23779,38 90980,65
Σ sin subpresión 50431,25 23779,38 -26435,85
Verificación de la estabilidad al deslizamiento
FSD= 1,83
cumple
Verificación de Resistencias
e= 0,52 m
Esfuerzo mínimo y máximo
σy′= 650,33 KN/m2
σy''= 724,90 KN/m2
Resistencia a la compresión de la roca 7845,32 KN/m2
724,90 < 7845,32 cumple
Coeficiente de talud aguas arriba y aguas abajo
m1= 0,00
m2= 0,76
Esfuerzos principales menor y mayor
Esfuerzo principal menor
σ2''= 280,05 KN/m2 Cumple
Esfuerzo principal mayor
E2= 0,04
σ1''= 1109,13 KN/m2 Cumple
Fuerza Σmo
𝐹𝑆𝐷 = 𝑓 ∗ 𝑁 +𝐶 ∗ 𝑏
𝑇
𝐹𝑆𝐷 𝐹𝑆𝐷𝑝𝑒𝑟𝑚
𝑒 = 𝑀
𝑁
𝑦′ = 𝑁
𝑏∗ 1−
6 ∗ 𝑒
𝑏
𝑦′′ = 𝑁
𝑏∗ 1+
6 ∗ 𝑒
𝑏
𝑚2=1
𝑡𝑔
2''=(1+𝑚1 ) ∗ ( 𝑦′-E1*h1*go)
1''=(1+𝑚2 ) ∗ ( 𝑦′′ +E2*h1*go))
𝐸2 =𝑎
𝑏∗ 𝛼1 −
𝑎
𝑏
180
Combinación de fuerzas Especial
FSDperm= 1,1
Fuerzas sísmicas en el cuerpo de la presa
G= 50431,25 KN/m
0,10
Gs = 7564,69 KN/m
Fuerzas sísmicas en el agua
m= 0,20
PsH= 1706,09 KN/m
N T x y
KN/m KN/m m m
G1 14832,72 24,00 -355985,28
G2 35598,53 -3,00 -106795,58
P1 17060,89 19,66 335398,90
Ps 6715,16 15,00 100727,41
P ola 3,90 58,20 227,27
W -9071,59 11,13 100966,82
Gs 7564,69 24,09 182233,31
PsH 1706,09 25,07 42763,36
Σ con subpresión 41359,66 33050,73 299536,21
Σ sin subpresión 50431,25 33050,73 198569,39
Fuerza Σmo
Fuerza Sísmica
COMBINACIÓN ESPECIAL
𝑠 = 1,5 ∗ 𝐾𝑠 ∗
= 𝛾𝐻 ∗
𝐾𝑆 = 𝑎𝑠
𝑔
𝑃𝑠𝐻 = 0,5 ∗ 𝐾𝑠 ∗ 𝛾𝑜 ∗ 1 ∗ 𝑐𝑜𝑠 (90− 𝛼)
𝑚 = 𝑐𝑡𝑔
𝑠 = 0,425 ∗ 1
𝑠 = 𝑠 ∗ 𝑚
a
48W
G2
10m
ß
G1
50,4m
.
.
.
.
6
hola
1,1
hola
46m
58,9
8m
Psed H
P1H
4,73m
4,64 m
PsH
181
Verificación de la estabilidad al deslizamiento
FSD= 1,35
cumple
Verificación de Resistencias
e= 3,937427551 m
Esfuerzo mínimo y máximo
σy′= 422,6385705 KN/m2
σy''= 1003,556461 KN/m2
Resistencia a la compresión de la roca 7845,32 KN/m2
1003,56 < 7845,32 Cumple
Coeficiente de talud aguas arriba y aguas abajo
m1= 0,00
m2= 0,76
Esfuerzos principales menor y mayor
Esfuerzo principal menor
σ2''= 52,36 KN/m2 cumple
Esfuerzo principal mayor
E2= 0,04
σ1''= 1586,12 KN/m2 Cumple
𝐹𝑆𝐷 = 𝑓 ∗ 𝑁 +𝐶 ∗ 𝑏
𝑇
𝐹𝑆𝐷 𝐹𝑆𝐷𝑝𝑒𝑟𝑚
𝑒 = 𝑀
𝑁
𝑦′ = 𝑁
𝑏∗ 1−
6 ∗ 𝑒
𝑏
𝑦′′ = 𝑁
𝑏∗ 1+
6 ∗ 𝑒
𝑏
2''=(1+𝑚1 ) ∗ ( 𝑦′-E1*h1*go)
1''=(1+𝑚2 ) ∗ ( 𝑦′′ +E2*h1*go))
𝐸2 =𝑎
𝑏∗ 𝛼1 −
𝑎
𝑏
𝑚2=1
𝑡𝑔
182
Anexo 12. Análisis técnico-económico del túnel de construcción
1326,42 m Cota del nivel aguas abajo en el punto B
343 m3/s Caudal máximo
477,00 m Longitud
CÁLCULO HIDRÁULICO UNIDAD FÓRMULA
n= 0,015
j= 0,9
a= 1
fondo= 1324
Área de la sección transversal del
ataguía (FAT)m2 3702,44 2013,40 1192,13 520,53 288,22
∴ D óptimo= 7,5 (m)
W= 44,18 m2
w= 32,69 m2
v= 10,49 m/s
DATOS
Área de la sección geométrica (W) m2 28,27 33,18 38,48 50,27 63,62
Diámetro Interno (Dt) m6,00 6,50 7,00
AAb=
Qmax=
L=
MAGNITUDES CALCULADAS, EXCEPTO D Observaciones
8,00 9,00D se asume
5,60 6,30
Sección de flujo (w) m2 w=0.74 W 20,92 24,56 28,48 37,20 47,08
Profundidad de flujo (ho) m ho= 0.70 D 4,20 4,55 4,90
2,40 2,70
Coeficiente de Chezy ( C) 73,53 74,52 75,44 77,14 78,67
Radio hidráulico ( Rh) m Rh= 0.3 D 1,80 1,95 2,10
9,22 7,29
Pendiente (i) m/m 0,0276 0,0180 0,0121 0,0060 0,0032
Velocidad (v) m/s 16,39 13,97 12,04
2,84 1,52
Desnivel a la entrada m 16,91 12,28 9,13 5,35 3,34
Pérdida de carga (hl) m hl= i*L 13,17 8,60 5,79
8,19 4,86
Nivel aguas arriba m 1356,50 1347,29 1341,34 1334,61 1331,28
Diferencia de niveles m Zo= hl + Zen 30,08 20,87 14,92
1329,26 1327,94
Cota de fondo en el inicio del túnel m 1335,39 1330,47 1327,31 1323,66 1321,64
Nivel en la sección I-I m 1339,59 1335,02 1332,21
DETERMINACIÓN DE VOLÚMENES
Altura del ataguía superior (HAT) m 33,50 24,29 18,34 11,61 8,28
29,38 28,83
Volumen del ataguía (VAT) 8309,40
Costo ataguía (WAT) $ 4842140,31 2467875,07 1404554,32 619574,73 348439,82
m3 133546,99 65556,16 36181,11 15293,25
2375022,31 2723707,96 3096932,20 3916996,45
Volumen del túnel (VT) m3 14400,97 16817,36 19421,07
7217162,62 5191583,04 4501486,53 4536571,18
Longitud promedio del ataguía (Bm) m 36,07 32,56 30,35
5532094,68
5183654,86
25190,45 31709,10Incluye
recubrimiento
Costo túnel (WT) $
= +
W= ∗
𝐶 =1
𝑛∗ 𝑅
1
= 𝑚𝑎
𝑖 =
𝐶 ∗ 𝑅
=
2 ∗ 𝑔 ∗
𝑁 = 𝑁 𝑏+
𝑁 = 𝑁 𝑏+
𝑇 = 𝑁 − 𝑜
𝐻 = 𝑁 + 𝑎− 𝑜 𝑜
𝐹 = (10 + 3𝐻 ) * 𝐻
𝑉 = 𝐹 *
𝑉 = * W
0
1000000
2000000
3000000
4000000
5000000
6000000
7000000
8000000
6 6,4 6,8 7,2 7,6 8 8,4 8,8 9,2
WAT W
T ∑W ($)
D (m)
Análisis ténico-económico Túnel de Construcción
∑W
WAT
WT
183
Esquema del conducto
B= 7 m
Determinación de la obra de disipación al final del conductode captación
q= 49,00 m3/m*s
hcr= 6,26 m
espesor del escalón
t= 1 m
E1= 4,75 m
Eo1= 10,36 m
Cálculo de la profundidad contraída (hc)
j= 0,95 Asumido
Eo1 (m2) hc(m)
136,60 1
35,90 2
12,47 4
11,89 4,2
∴ hc= 4,2 m
6,26 > 4,2
h'= 4,2 m Se asume igual a la profundidad contraída
Cálculo de la segunda conjugada
h''= 8,90 m
Comparación con la profundidad aguas abajo (ho)
ho= 3,66 m
8,90 > 3,66 Resalto desplazado,es necesario obra de disipación
Para evitar el resalto desplazado se repetirá el procedimiento hasta que h" h0
Profundidad del pozo
Primera Iteración
tp= 5,238 m
Eo1= 9,99 m
E1 = 𝑡 +
𝐸𝑜1 = 𝐸1 +
2𝑔
𝐸𝑜1 = 𝑐 +
𝑐 ∗ ∗ 2𝑔
= 𝐷
= 𝑑𝑖𝑠
𝑐𝑟 =
𝑔
𝑡 = (0,40− 1,00)
si 𝑐𝑟 𝑐
′′ = ′
∗ 1 + 8 ∗
′
3- 1
D B
′′ 𝑜
𝑡𝑝 = ( ′′− 𝑜)
𝐸𝑜1 = 𝐸𝑜 + 𝑡𝑝
184
j= 0,95 Asumido
Eo1 (m2) hc(m)
136,596 1
35,899 2
18,066 3
9,742 6,109
∴ hc= 6,11 m
h'= 6,109 m
Cálculo de la segunda conjugada
h''= 6,40 m
Comparación con la profundidad aguas abajo (ho+tp)
6,40 < 8,898 Resalto sumergido, no es necesario pozo de disipación
Cálculo de la longitud del resalto hidráulico (Lr)
Lr= 1,47 m
Cálculo de la longitud de vuelo (Lv)
vcr= 7,83 m/s
Lv= 7,2 m
Cálculo de la longitud del pozo de disipación
Lp = 8,66 m
Cálculo del espesor de revestimiento
Donde:
f= coeficiente de dureza (4)
δ= Espesor del revest m ento
B=D= Diámetro del túnel
Constructivamente se asumirá un revestimiento de 0,60 m
𝐸𝑜1 = 𝑐 +
𝑐 ∗ ∗ 2𝑔
𝑟 = 5 ( ′′ − ′)
= 𝑟 +
′′ = ′
∗ 1 + 8 ∗
′
3- 1
𝑉𝑐𝑟 =
𝑐𝑟
= 𝑉𝑐𝑟 ∗2 ∗ (𝑡 + 0,5 𝑐𝑟)
𝑔
d
= 0,0 5
d= 0,075* 7,5
d= 0,563 m
185
Anexo 13. Análisis presupuestario del túnel de construcción
RUBRODESCRIPCIÓN DEL
RUBROUNIDAD CANTIDAD
P.
UNITARIOP. TOTAL
1
1,1 Excavación abierta a máquina en roca m3 16308,55318 42,00 684959,234
1,2 Trituración de material para ataguía m3 133546,99 13,00 1736110,92
4842140,31
2
2,1 Excavación en túnel m3 14400,97 131,00 1886526,61
2,2Hormigon premezclado f'c = 350
kg/cm2 (vaciado y vibrado)m3 3625,20 134,75 488495,7
2375022,31
7217162,62
RUBRODESCRIPCIÓN DEL
RUBROUNIDAD CANTIDAD
P.
UNITARIOP. TOTAL
1
1,1 Excavación abierta a máquina en roca m3 9088,273186 42,00 381707,474
1,2 Trituración de material para ataguía m3 65556,16 13,00 852230,063
2467875,07
2
2,1 Excavación en túnel m3 16817,36 131,00 2203074,39
2,2Hormigon premezclado f'c = 350
kg/cm2 (vaciado y vibrado)m3 3863,70 134,75 520633,575
2723707,96
5191583,04
RUBRODESCRIPCIÓN DEL
RUBROUNIDAD CANTIDAD
P.
UNITARIOP. TOTAL
1
1,1 Excavación abierta a máquina en roca m3 5521,969963 42,00 231922,738
1,2 Trituración de material para ataguía m3 36181,11 13,00 470354,422
1404554,32
2
2,1 Excavación en túnel m3 19421,07 131,00 2544160,75
2,2Hormigon premezclado f'c = 350
kg/cm2 (vaciado y vibrado)m3 4102,20 134,75 552771,45
3096932,2
4501486,53
Túnel
∑WT
∑WAT + ∑WT
∑WAT
∑WAT + ∑WT
Presupuesto Túnel de construcción D=6 (m)
Presupuesto Túnel de construcción D=6.5 (m)
Ataguía
∑WAT
Túnel
Ataguía
∑WAT
∑WT
Túnel
∑WT
∑WAT + ∑WT
Presupuesto Túnel de construcción D=7 (m)
Ataguía
186
RUBRO DESCRIPCIÓN DEL RUBRO UNIDAD CANTIDAD P. UNITARIO P. TOTAL
1
1,1 Excavación abierta a máquina en roca m3 2642,263769 42,00 110975,078
1,2 Trituración de material para ataguía m3 15293,25 13,00 198812,288
619574,732
2
2,1 Excavación en túnel m3 25190,45 131,00 3299949,25
2,2Hormigon premezclado f'c = 350
kg/cm2 (vaciado y vibrado)m3 4579,20 134,75 617047,2
3916996,45
4536571,18
RUBRODESCRIPCIÓN DEL
RUBROUNIDAD CANTIDAD
P.
UNITARIOP. TOTAL
1
1,1 Excavación abierta a máquina en roca m3 1576,136704 42,00 66197,7416
1,2 Trituración de material para ataguía m3 8309,40 13,00 108022,168
348439,819
2
2,1 Excavación en túnel m3 31709,10 131,00 4153892,1
2,2Hormigon premezclado f'c = 350
kg/cm2 (vaciado y vibrado)m3 5056,20 134,75 681322,95
4835215,05
5183654,86
Presupuesto Túnel de construcción D=8 (m)
Ataguía
∑WAT
Túnel
∑WT
∑WAT + ∑WT
∑WAT
Túnel
∑WT
∑WAT + ∑WT
Presupuesto Túnel de construcción D=9 (m)
Ataguía
0
1000000
2000000
3000000
4000000
5000000
6000000
7000000
8000000
6 6,4 6,8 7,2 7,6 8 8,4 8,8 9,2
WAT W
T ∑W ($)
D (m)
Análisis ténico-económico Túnel de Construcción
∑W
WAT
WT
187
Anexo 14. Dimensionamiento de la obra de toma
Caudal = 27,93 m3/s
DD= 3,5 m
b= 4 m
h= 3,5 m
Smin= 1,5 m
Cálculo de la longitud de los muros de encauzamiento
= 12 °
tan = 0,21
y= 1 m
L= 4,70 m
DATOS
Tomando en cuenta el diámetro del túnel de carga y la incorporación de dos compuertas se ha
propuesto una galería con las siguientes dimensiones:
Se colocarán unos muros de acercamiento de 4m de altura y con un ángulo de
ensanchamiento hacia aguas arriba de 12°
3,5
0m
Sm
in=
1,5
0m
NME
4m
NNE
12°
3,5
0m
1m
Lmuro
188
Vista lateral de la obra de toma
189
Anexo 15. Análisis técnico-económico del túnel de carga
= 1,65 mm (0,3-3) rugosidad absoluta hormigón mm
L= 5120 m Longitud
QD= 27,93 m3/s Caudal
Ʋ= 0,000001003 m2/s Viscosidad cinemática
= 0,9
= 0,004 m/m
Cota inicio túnel 1360 m
1) Cálculo de pérdidas de carga locales
0,5 1
ξ jv = 0,35
∑ ξ j = 1,85
2) Cálculo de pérdidas de cargas longitudinales
Fórmulas a utilizarse
si Re(D) Re'(D) Laminar
si Re'(D)< Re'(d) > Re''(D) precuadrático
si Re'(d) > Re''(D) cuadrático
Pérdidas a la entrada
Válvula abierta
DATOS
Pérdidas a la salida
= *
∗
∗𝑔
𝑅𝑒 = ∗ 𝐷
= ∗
∗𝑔
1
= −2
2,51
𝑅𝑒 𝐷 ∗ + 𝑟
3,
𝑅𝑒 𝐷 2000 𝐹 𝑜 𝑎𝑚𝑖𝑛𝑎𝑟
𝑅𝑒 𝐷 2000 𝐹 𝑜 𝑡 𝑟𝑏 𝑒𝑛𝑡𝑜
w=
D = w∗
𝑟 =
𝐷𝑅𝑒′ 𝐷 =
10
𝑟𝑅𝑒′′ 𝐷 =
500
𝑟
1
= 2 (𝑅𝑒 𝐷 ) - 0,8
1
= − 2 𝑜𝑔
2,51
𝑅𝑒 𝐷 +
𝑟
3,
=0,25
𝑜𝑔 𝑟3,
= +
jen = 0,5 jsal = 1,0
𝑃 = ∗ 𝛾𝑜 ∗ ∗ 𝐻 E = 8 60 ∗ 𝑃
190
v (m/s) 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 8,00
w (m2) 27,93 13,97 9,31 6,98 5,59 4,66 3,99 3,49
D (m) 5,96 4,22 3,44 2,98 2,67 2,43 2,25 2,11
D (mm) 5963,35 4216,73 3442,94 2981,68 2666,89 2434,53 2253,94 2108,36
D (in) 234,78 166,01 135,55 117,39 105,00 95,85 88,74 83,01
L (m) 5120,00 5120,00 5120,00 5120,00 5120,00 5120,00 5120,00 5120,00
Re(D)= 5945516,57 8408230,18 10297936,78 11891033,15 13294579,22 14563481,86 15730358,27 16816460,35
Tipo de flujo turbulento turbulento turbulento turbulento turbulento turbulento turbulento turbulento
εr= 0,000277 0,000391 0,000479 0,000553 0,000619 0,000678 0,000732 0,000783
Re'(D)= 36141,53 25555,92 20866,32 18070,77 16162,99 14754,72 13660,22 12777,96
Re''(D)= 1807076,70 1277796,19 1043316,22 903538,35 808149,27 737735,98 683010,79 638898,10
Zona de tubulencia cuadrático cuadrático cuadrático cuadrático cuadrático cuadrático cuadrático cuadrático
λ 0,0147 0,0158 0,0165 0,0171 0,0175 0,0179 0,0182 0,0185
hj (m) 0,09 0,38 0,85 1,51 2,36 3,39 4,62 6,03
hL (m) 0,64 3,92 11,28 23,93 42,88 69,08 103,40 146,66
hf (m) 0,74 4,29 12,13 25,43 45,23 72,47 108,02 152,69
Potencia Perdida (KW)177,67 1034,98 2925,26 6132,62 10906,40 17473,44 26044,24 36816,72
Energía perdida (KWh/año)1556361,94 9066461,64 25625307,42 53721714,92 95540099,89 153067351,05 228147501,47 322514496,46
Costo energía perdida ($)155636,19 906646,16 2562530,74 5372171,49 9554009,99 15306735,11 22814750,15 32251449,65
Costo túnel ($)26395925,39 14968245,56 10932953,84 8827543,04 7519427,25 6620790,02 5961655,50 5455354,33
Costo Total ($)26551561,58 15874891,73 13495484,58 14199714,53 17073437,24 21927525,13 28776405,65 37706803,97
3,50 (m)
9,63 m2
2,90 m/s
Cálculo de la profundidad mínima del túnel
Smin= 1,90 m
1,90 0,429 ∴ cumple
∴ Diámetro óptimo =
∴ w =
∴ velocidad =
0
5
10
15
20
25
30
35
40
2,1 2,4 2,7 3,0 3,3 3,6 3,9 4,2 4,5 4,8 5,1 5,4 5,7 6,0
$ (
mil
lon
es
)
D (m)
Análisis ténico-económico Túnel de Carga
$TOTAL
$T
$Ene.Per
𝑆𝑚𝑖𝑛 = 0,3 − 0,4 ∗ ∗ 𝐷
𝑆𝑚𝑖𝑛 =
2 ∗ 𝑔
191
Cálculo del espesor del revestimiento del túnel
Donde:
f= Coeficiente de dureza
P = Presión hidrostática (MPa)
δ= Espesor del revest m ento
r= radio del túnel
si
H= 60 m
γ = 9 81 KN/m3
Constructivamente se asumirá un revestimiento de 0,40 m
𝑃 = ∗ 𝐻
𝑃 = 0,589 𝑀𝑝𝑎
d
𝑟= 0,21
d= 0,21* 3,
d= 0,367 m
192
Anexo 16. Análisis presupuestario del túnel de carga
RUBRODESCRIPCIÓN DEL
RUBROUNIDAD CANTIDAD P. UNITARIO P. TOTAL
1
1,1 Excavación de túnel m3 162829,05 131,00 21330605,65
1,2Hormigon premezclado f'c = 350
kg/cm2 (vaciado y vibrado)m3 37590,50 134,75 5065319,735
26395925,39
2
2,1 Pérdida de energía KWh/año 1556361,937 0,1 155636,1937
155636,1937
26551561,58
RUBRODESCRIPCIÓN DEL
RUBROUNIDAD CANTIDAD P. UNITARIO P. TOTAL
1
1,1 Excavación de túnel m3 85709,37 131,00 11227927,71
1,2Hormigon premezclado f'c = 350
kg/cm2 (vaciado y vibrado)m3 27757,46 134,75 3740317,851
14968245,56
2
2,1 Pérdida de energía KWh/año 9066461,639 0,1 906646,1639
906646,1639
15874891,73
RUBRODESCRIPCIÓN DEL
RUBROUNIDAD CANTIDAD P. UNITARIO P. TOTAL
1
1,1 Excavación de túnel m3 59386,52 131,00 7779633,61
1,2Hormigon premezclado f'c = 350
kg/cm2 (vaciado y vibrado)m3 23401,26 134,75 3153320,229
10932953,84
2
2,1 Pérdida de energía KWh/año 25625307,42 0,1 2562530,742
2562530,742
13495484,58
RUBRODESCRIPCIÓN DEL
RUBROUNIDAD CANTIDAD P. UNITARIO P. TOTAL
1
1,1 Excavación de túnel m3 45985,82 131,00 6024143,006
1,2Hormigon premezclado f'c = 350
kg/cm2 (vaciado y vibrado)m3 20804,45 134,75 2803400,033
8827543,039
2
2,1 Pérdida de energía KWh/año 53721714,92 0,1 5372171,492
5372171,492
14199714,53
∑WAT + ∑WT
∑WT
∑WAT + ∑WT
Presupuesto Túnel de carga D=3,44 (m)
Túnel
∑WAT
Recursos energéticos
Presupuesto Túnel de carga D=5,96 (m)
Túnel
∑WAT
Recursos energéticos
∑WT
∑WAT + ∑WT
Presupuesto Túnel de carga D=4,22 (m)
Túnel
∑WAT
Recursos energéticos
∑WT
∑WAT + ∑WT
Recursos energéticos
Presupuesto Túnel de carga D=2.98m)
∑WAT
Túnel
∑WT
193
RUBRODESCRIPCIÓN DEL
RUBROUNIDAD CANTIDAD P. UNITARIO P. TOTAL
1
1,1 Excavación de túnel m3 37823,09 131,00 4954824,438
1,2Hormigon premezclado f'c = 350
kg/cm2 (vaciado y vibrado)m3 19032,30 134,75 2564602,817
7519427,255
2
2,1 Pérdida de energía KWh/año 95540099,89 0,1 9554009,989
9554009,989
17073437,24
RUBRODESCRIPCIÓN DEL
RUBROUNIDAD CANTIDAD P. UNITARIO P. TOTAL
1
1,1 Excavación de túnel m3 32308,85 131,00 4232459,986
1,2Hormigon premezclado f'c = 350
kg/cm2 (vaciado y vibrado)m3 17724,16 134,75 2388330,034
6620790,02
2
2,1 Pérdida de energía KWh/año 153067351,1 0,1 15306735,11
15306735,11
21927525,13
RUBRODESCRIPCIÓN DEL
RUBROUNIDAD CANTIDAD P. UNITARIO P. TOTAL
1
1,1 Excavación de túnel m3 28323,09 131,00 3710324,594
1,2Hormigon premezclado f'c = 350
kg/cm2 (vaciado y vibrado)m3 16707,46 134,75 2251330,908
5961655,502
2
2,1 Pérdida de energía KWh/año 228147501,5 0,1 22814750,15
22814750,15
28776405,65
RUBRODESCRIPCIÓN DEL
RUBROUNIDAD CANTIDAD P. UNITARIO P. TOTAL
1
1,1 Excavación de túnel m3 25301,19 131,00 3314455,237
1,2Hormigon premezclado f'c = 350
kg/cm2 (vaciado y vibrado)m3 15887,93 134,75 2140899,091
5455354,328
2
2,1 Pérdida de energía KWh/año 322514496,5 0,1 32251449,65
32251449,65
37706803,97
Túnel
∑WAT
Recursos energéticos
∑WT
∑WAT + ∑WT
∑WT
∑WAT + ∑WT
Presupuesto Túnel de carga D=2,11 (m)
Túnel
∑WAT
Recursos energéticos
∑WT
∑WAT + ∑WT
Presupuesto Túnel de construccióncarga D=2,25 (m)
Túnel
∑WAT
Recursos energéticos
∑WT
∑WAT + ∑WT
Presupuesto Túnel de carga D=2.43(m)
Túnel
∑WAT
Recursos energéticos
Presupuesto Túnel de carga D=2.67 (m)
194
0
5
10
15
20
25
30
35
40
2,1 2,6 3,1 3,6 4,1 4,6 5,1 5,6 6,1 6,6
$ (
mil
lon
es)
D (m)
Análisis técnico-económico Túnel de Carga
$TOTAL
$T
$Ene.Per
195
Anexo 17. Dimensionamiento del reservorio o chimenea de equilibrio
Eo'= 2 Gpa Módulo de Elasticidad del agua
DD= 3,50 m
VD= 2,90 m/s
LD= 5120,00 m
hfD= 11,12 m
Ltube= 816,15 m
w T= 7,55 m2
hfT= 3,00 m
d= 0,01 m
ρ= 1000 kg/m3
QD= 27,93 m/s
w D= 9,63 m2
H= 500,00 m
f'c= 350,00 kg/cm2
Módulo de Elasticidad de Hormigón
EH= 282495,13 kg/cm2
EH= 27,70 Gpa
a'= 277,97 m/s
∆pl m= 806109,47 Pa
∆pl m= 806,11 Kpa
∆ l m= 82,17 m
tF= 36,84 s
DATOS
GOLPE DE ARIETE EN TUBERÍA
𝑎′ =1425
1 +𝐸𝑜′𝐸𝐻
∗𝐷 d
𝑝 =𝑎′ ∗ 𝑉 𝑔
∗ ∗ 𝑔
𝐻 =𝑎′ ∗ 𝑉 𝑔
𝑡 =2 ∗ 𝑎′
𝐸𝐻 = 15100 ∗ 𝑓′𝑐 𝑔
𝑐𝑚2
196
TIN= 4 s
Tc= 47,36 s
∆ gol= 63,92 m
Se requiere reservorio de equilibrio si:
Ho= Hnt= 485,88 m
kef= 1
k= 1,32
RESERVORIO DE EQUILIBRIO
z = 1,3 ∗𝑇 𝑇𝑐
𝑇
𝑔∗𝐻
∗
𝑠𝑖 z = 0,1
𝑇𝑐 = 1,3 ∗𝑇 z
𝐻𝑔𝑜 = 𝑝𝑔𝑜
r ∗ 𝑔=2 ∗ ∗ 𝑉 𝑔 ∗ 𝑇𝑐
𝑇 4 (𝑠)
( )= ∗ ∗(1 )
∗𝑔∗ ∗ 𝐻 ∗
𝐻𝑜 = 𝐻
𝐻 = 𝐻− −
=
197
ωcr(R)= 7,91 m2
ωR= 8,50 m2
D= 3,29 m
D= 3,50 m
ωR= 9,62 m2
Zm= 66,29 m
Zm(ωR)= 58,74 m
Construcción de curvas caracterísiticas
k= 1,32
λ= 197,55
Curvas de Zmáx
0,03 0,06 0,2 0,4 0,5 0,8 1,4
0,2 0,3 0,5 0,65 0,7 0,8 0,9
En vista de que la constante inercial obtenida es igual al valor para el cual no se requiere chimenea de
equilibrio 4 = 4(s), se obtiene un diámetro menor que el del túnel de derivación; sin embargo por razones
constructivas se asumirá igual a dicho diámetro
= 1,075* ( )
= 𝑉 ∗ ∗ 𝑔 ∗
𝑚( 𝑅) = 𝑚−0681 +0,154 𝑚
= ∗ w
2 ∗ ∗ 𝑔 ∗
=
𝑉
198
Curvas de Zmin
0,02 0,04 0,1 0,13 0,2 0,3
0,2 0,3 0,5 0,6 0,8 1
0,056 \ 0,3 \ zmax= 59,27
\ 0,2 \ zmin= 39,51
Dado que el descenso de nivel es relativamente alto, se asumirá una chimenea
5m de diámetro.
D= 5,00 m
ωR= 19,63 m2
Zm= 46,40 m
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
1,1
1,2
1,3
1,4
1,5
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 1,1
/λ
z / λ
Curvas Características
Zmáx
Zmin
=
𝑚𝑎
=
𝑖𝑚
=
= 𝑉 ∗ ∗ 𝑔 ∗
199
Zm(ωR)= 38,86 m
Construcción de curvas caracterísiticas
k= 1,32
λ= 96,80
Curvas de Zmáx
0,03 0,06 0,2 0,4 0,5 0,8 1,4
0,2 0,3 0,5 0,65 0,7 0,8 0,9
Curvas de Zmin
0,02 0,04 0,1 0,13 0,2 0,3
0,2 0,3 0,5 0,6 0,8 1
𝑚( 𝑅) = 𝑚−0681 +0,154 𝑚
= ∗ w
2 ∗ ∗ 𝑔 ∗
=
𝑉
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
1,1
1,2
1,3
1,4
1,5
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 1,1
/λ
z / λ
Curvas Características
Zmáx
Zmin
200
0,115 0,38 \ zmax= 36,78
\ 0,27 \ zmin= 26,14
Determinación del espesor de la tubería
γo= 9,81 KN/m3 Peso específico del agua
H= 84 m Carga
R= 34,32 MPA Resistencia a la compresión del hormigón
dmin= 60,03 mm
K= 1,5
dcalc= 90,04 mm
Sin embargo por razones constructivas se asumira un espesor de 80 cm
=
𝑚𝑎
=
𝑖𝑚
=
=𝑃 ∗ 𝐷
2 ∗ 𝑅𝑃 = 𝛾𝑜 ∗ 𝐻
𝑎 = * K
201
Anexo 18. Análisis técnico-económico de la tubería de presión
= 0,05 mm Rugosidad absoluta del acero nuevo
L= 816,15 m Longitud
Q= 27,93 m3/s Caudal
Ʋ= 0,000001003 m2/s Viscosidad cinemática
= 0,88 Eficiencia
1) Cálculo de perdidas de carga locales
Pérdidas a la salida
0,5 1
ξ jv = 0,35
∑ ξ j = 1,85
2) Cálculo de pérdidas de cargas longitudinales
Fórmulas a utilizarse
si Re(D) Re'(D) Laminar
si Re'(D)< Re'(d) > Re''(D) precuadrático
si Re'(d) > Re''(D) cuadrático
Pérdidas a la entrada
Válvula abierta
DATOS
= ∗
∗𝑔
= *
∗
∗𝑔
𝑅𝑒 = ∗ 𝐷
= ∗
∗𝑔
1
= −2
2,51
𝑅𝑒 𝐷 ∗ + 𝑟
3,
𝑅𝑒 𝐷 2000 𝐹 𝑜 𝑎𝑚𝑖𝑛𝑎𝑟
𝑅𝑒 𝐷 2000 𝐹 𝑜 𝑡 𝑟𝑏 𝑒𝑛𝑡𝑜
w=
D =
w∗
𝑟 =
𝐷𝑅𝑒′ 𝐷 =
10
𝑟𝑅𝑒′′ 𝐷 =
500
𝑟
1
= 2 (𝑅𝑒 𝐷 ) - 0,8
1
= − 2 𝑜𝑔
2,51
𝑅𝑒 𝐷 +
𝑟
3,
=0,25
𝑜𝑔 𝑟3,
= +
jen = 0,5 jsal = 1,0
𝑃 = ∗ 𝛾𝑜 ∗ ∗ 𝐻 E = 8 60 ∗ 𝑃
202
v(m/s) 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 8,00
w (m2) 13,97 9,31 6,98 5,59 4,66 3,99 3,49
D (m) 4,22 3,44 2,98 2,67 2,43 2,25 2,11
D (mm) 4216,73 3442,94 2981,68 2666,89 2434,53 2253,94 2108,36
D (in) 166,01 135,55 117,39 105,00 95,85 88,74 83,01
L (m) 816,15 816,15 816,15 816,15 816,15 816,15 816,15
Re(D)= 8408230,18 10297936,78 11891033,15 13294579,22 14563481,86 15730358,27 16816460,35
Tipo de flujo turbulento turbulento turbulento turbulento turbulento turbulento turbulento
εr= 0,000012 0,000015 0,000017 0,000019 0,000021 0,000022 0,000024
Re'(D)= 843345,49 688588,71 596335,31 533378,52 486905,74 450787,12 421672,74
Re''(D)= 42167274,33 34429435,32 29816765,62 26668925,92 24345287,18 22539356,21 21083637,16
Zona de tubulencia precuadrático precuadrático precuadrático precuadrático precuadrático precuadrático precuadrático
λ 0,009245 0,009281 0,009343 0,009411 0,009479 0,009546 0,009609
hj (m) 0,38 0,85 1,51 2,36 3,39 4,62 6,03
hL (m) 0,36 1,01 2,09 3,67 5,83 8,63 12,13
hf (m) 0,74 1,86 3,59 6,03 9,23 13,25 18,17
Potencia Perdida (KW)178,90 447,95 866,61 1453,21 2224,33 3195,48 4380,58
Energía perdida (KWh/año)1567164,26 3924025,90 7591515,96 12730151,84 19485096,15 27992433,85 38373903,25
Costo energía perdida ($)156716,43 392402,59 759151,60 1273015,18 1948509,61 2799243,39 3837390,32
Costo túnel ($)1789779,92 1240107,03 960274,28 789820,31 674672,31 591441,68 528338,41
Costo Total ($)1946496,35 1632509,62 1719425,88 2062835,49 2623181,92 3390685,07 4365728,73
λ 1/(λ)^(1/2) f(λ)
0,009245 10,400 10,400
0,009281 10,380 10,380
0,009343 10,346 10,346
0,009411 10,308 10,308
0,009479 10,271 10,271
0,009546 10,235 10,235
0,009609 10,201 10,201
3,10 (m)
7,55 m2
3,70 m/s
Tabla de iteraciones del coeficiente λ
∴ Diámetro óptimo =
∴ w =
∴ velocidad =
0,00
0,50
1,00
1,50
2,00
2,50
3,00
3,50
4,00
4,50
5,00
2,10 2,40 2,70 3,00 3,30 3,60 3,90 4,20 4,50
$ (
mil
lon
es)
D (m)
Análisis ténico-económico Tubería de Presión
$TOTAL
$T
$Ener.Per
203
Cálculo de la profundidad mínima de la tubería
Smin= 2,280 m
2,280 0,698 ∴ cumple
Determinación del espesor de la tubería
γo= 9,81 KN/m3 Peso específico del aguaH= 540 m CargaRa= 400 MPA Resistencia a la tracción del acero
dmin= 20,53 mm
K= 1,5
dcalc= 30,79 mm
Por razones cosntructivas se asumirá un blindaje de 35 mm
𝑆𝑚𝑖𝑛 = 0,3 − 0,4 ∗ ∗ 𝐷
𝑆𝑚𝑖𝑛 =
2 ∗ 𝑔
=𝑃 ∗ 𝐷
2 ∗ 𝑅𝑃 = 𝛾𝑜 ∗ 𝐻
𝑎 = * K
204
Anexo 19. Análisis presupuestario de la tubería de presión
RUBRO DESCRIPCIÓN DEL RUBRO UNIDAD CANTIDADP.
UNITARIOP. TOTAL
1
1,1 Excavación en roca (subterránea) m3 13662,44 131 1789779,92
1789779,92
2
2,1 Pérdida de energía KWh/año 1567164,26 0,1 156716,426
156716,426
1946496,35
RUBRO DESCRIPCIÓN DEL RUBRO UNIDAD CANTIDADP.
UNITARIOP. TOTAL
1
1,1 Excavación en roca (subterránea) m3 9466,47 131 1240107,03
1240107,03
2
2,1 Pérdida de energía KWh/año 3924025,90 0,1 392402,59
392402,59
1632509,62
RUBRO DESCRIPCIÓN DEL RUBRO UNIDAD CANTIDAD P. UNITARIO P. TOTAL
1
1,1 Excavación en roca (subterránea) m3 7330,34 131 960274,28
960274,28
2
2,1 Pérdida de energía KWh/año 7591515,96 0,1 759151,596
759151,596
1719425,88
RUBRO DESCRIPCIÓN DEL RUBRO UNIDAD CANTIDAD P. UNITARIO P. TOTAL
1
1,1 Excavación en roca (subterránea) m3 6029,16 131 789820,306
789820,306
2
2,1 Pérdida de energía KWh/año 12730151,84 0,1 1273015,18
1273015,18
2062835,49
∑WAT ∑WT
Presupuesto Túnel de carga D=4,22 (m)
Túnel
∑WAT
Recursos energéticos
∑WT
∑WAT ∑WT
Presupuesto Túnel de carga D=3,44 (m)
Túnel
∑WAT
Recursos energéticos
∑WT
∑WAT ∑WT
Presupuesto Túnel de carga D=2,98 (m)
Túnel
∑WAT
Recursos energéticos
∑WT
Presupuesto Túnel de carga D=2.67 (m)
Túnel
∑WAT
Recursos energéticos
∑WT
∑WAT ∑WT
205
RUBRO DESCRIPCIÓN DEL RUBRO UNIDAD CANTIDAD P. UNITARIO P. TOTAL
1
1,1 Excavación en roca (subterránea) m3 5150,17 131 674672,308
674672,308
2
2,1 Pérdida de energía KWh/año 19485096,15 0,1 1948509,61
1948509,61
2623181,92
RUBRO DESCRIPCIÓN DEL RUBRO UNIDAD CANTIDAD P. UNITARIO P. TOTAL
1
1,1 Excavación en roca (subterránea) m3 4514,82 131 591441,683
591441,683
2
2,1 Pérdida de energía KWh/año 27992433,85 0,1 2799243,39
2799243,39
3390685,07
RUBRO DESCRIPCIÓN DEL RUBRO UNIDAD CANTIDAD P. UNITARIO P. TOTAL
1
1,1 Excavación en roca (subterránea) m3 4033,12 131 528338,407
528338,407
2
2,1 Pérdida de energía KWh/año 38373903,25 0,1 3837390,32
3837390,32
4365728,73
∑WAT ∑WT
Presupuesto Túnel de carga D=2,43 (m)
Túnel
∑WAT
Recursos energéticos
∑WT
∑WAT ∑WT
Presupuesto Túnel de construccióncarga D=2,25 (m)
Túnel
∑WAT
Recursos energéticos
∑WT
∑WAT ∑WT
Presupuesto Túnel de carga D=2,11 (m)
Túnel
∑WAT
Recursos energéticos
∑WT
0,00
0,50
1,00
1,50
2,00
2,50
3,00
3,50
4,00
4,50
5,00
2,1 2,4 2,7 3,0 3,3 3,6 3,9 4,2 4,5
$ (
mil
lon
es)
D (m)
Análisis ténico-económico Tubería de Presión
$TOTAL
$T
$Ener.Per
206
Anexo 20. Dimensionamiento del equipo electromecánico
1369 m.s.n.m
1390 m.s.n.m
1396 m.s.n.m
12244556,06 m3
42394243,94 m3
27637200 m3
19,55 m3/s
1056,08 GWh/año
1
500,00 m
3,003
492,997 m
90%
1,1
3
1965-1977
8760 h/año
1) Cálculo del caudal total
QT= 27,93 m3/s
2) Cálculo de la potencia total de la central hidroeléctrica
= 0,88
Potencia = 120557,05 KW/año
Comprobación
Potencia = 120557,05 KW
3) Cálculo de la Potencia Instalada
Potencia Instalada= 120557,05 KW
Eficiencia del generador (g)
Volumen Muerto de Embalse
Volumen Normal de Embalse
Volumen Forzado de Embalse
Datos de potencia y energía
ANEXO 17. SELECCIÓN Y DIMENSIONAMIENTO DE TURBINAS HIDRÁULICAS,
GENERADOR Y TRANSFORMADOR
Constante del almacenamiento (k)
Número de unidades (Za)
Año de fabricación
Número de horas en el año
Carga Neta (Hn) o Hmp
Qo=
Elevación del Nivel Forzado de Embalse
Datos hidroenergéticos
Principales niveles y capacidades del almacenamiento
Elevación del Nivel Muerto de Embalse
Elevación del Nivel Normal de Embalse
Generación media anual
Factor de planta
Carga bruta media (H)
Pérdidas de carga en la conducción
𝑃𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 = 𝑒𝑛𝑒𝑟𝑎𝑐𝑖 𝑛 𝑀𝑒𝑑𝑖𝑎 𝑛 𝑎
𝑜𝑟𝑎𝑠 𝑎 𝑎 𝑜
𝑃𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝐼𝑛𝑠𝑡𝑎 𝑎𝑑𝑎=𝑃𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑀𝑒𝑑𝑖𝑎
𝐹𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑖𝑛𝑠𝑡𝑎 𝑎𝑐𝑖 𝑛
= 𝑜
𝐹𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑝 𝑎𝑛𝑡𝑎
𝑃𝑜 𝑎 = ∗ 𝛾𝑜 ∗ ∗ 𝐻
207
4) Cálculo de la potencia de cada turbina
40185,68 KW
40,19 MW
5) Cálculo de la carga de cálculo
478,21 m
Por lo tanto se utilizarán 3 turbinas Pelton con 6 chiflones
Número de chiflones (Zc)= 4
6) Cálculo de la velocidad específica Ns en base al año de fabricación de las turbinas
Ns= 19,09
7) Cálculo de la velocidad de rotación aproximada y número de polos del generador
PT=
Hc= Hd=
Con los parámetros Hd y PT se identidica en la figura mostrada a continuación, el tipo de turbina
requerida
1965-1977
Año fabricación turbinas
PT=
𝐻 = 0,9 ∗𝐻
𝑃 =𝑃𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎
𝑎
N𝑠 = 85,49 ∗ 𝐻𝑐 0 3
N= 𝑠
∗𝐻 ,
208
425,88 rpm
16,91
Se recomienda que el número de polos sea un número entero y múltiplo de 4
Si p(2p)= 20,00 , la velocidad de rotación es:
360,00 rpm
8) Cálculo de la velocidad específica Ns
Ns= 46,09 rpm
9) Cálculo del caudal de cada turbina
Qp= 9,73 m3/s
10) Cálculo del diámetro del rodete (D1)
N=
p(2p)=
N=
p (2p).= 1 0∗ 0
𝑁𝑠 =
𝐻 *
, ∗
𝐻
=
𝑃 𝑎
9,81 ∗𝐻 ∗
H1
H2
FG
Rodete
Carcaza
hra
ab
D
209
0,092
0,116 m3/s
D1= 1,96 m
11) Cálculo del diámetro del chorro (dc)
0,092
dc= 0,18 m
12) Cálculo de las dimensiones H1 y H2 de los cucharones
0,62 mH1=
′ = 3,4* Zc *
1
𝑑𝑐
𝐷1=
𝑁𝑠
250 ∗ 𝑐
𝑑𝑐
𝐷1=
′ =
𝐷1 =
′ ∗ 𝐻
𝑑𝑐
𝐷1=
D1
Distribuidor
Inyector
dbx
d
Dbx
𝐻1 = 3,20 ∗ 𝑑0
210
0,56 m
13) Cálculo del diámetro relativo máximo de la carcaza
5,49 m
14) Cálculo de la altura de la carcaza
4,82 m
0,93 m
2,48 m
\ hTc= 3,41 m
15) Cálculo del ancho relativo del distribuidor
9,80 m
16) Cálculo del diámetro relativo de entrada al distribuidor
1,18 m
17) Cálculo del diámetro relativo en la sección de entrada al inyector
0,69 m
18) Cálculo de la altura relativa máxima de ubicación del rodete sobre el nivel aguas abajo
1,25 m
H2=
Lp=
G=
F=
𝐷 = 𝐷
𝐷1 = 2,7- 2,9
=
𝐷1 = 4,8- 5,2
𝐷𝑏 = 𝐷𝑏
𝐷1 ≥ 6
𝑑𝑏 = 𝑑𝑏
𝐷1 = 0,3- 0,4
𝑟𝑎𝑎 = 1,25− 1,30
𝐷 =
=
𝐷 =
𝑑 =
𝑟𝑎𝑎 =
𝐻2 = 3,23 ∗ 𝑑1 0
𝑝 = 0, 8+ 2,06 𝐷1
= 0,196 + 0,3 6 𝐷1
𝐹 = 1,09 + 0, 1 𝑝
211
19) Cálculo del diámetro relativo de salida del inyector
0,10 m
DIMENSIONES DEL GENERADOR
1) Cálculo de la potencia del generador
PG= 36167,12 KW
2) Cálculo de la potencia nominal del generador
Factor de Potencia (Fp)= cosϕ= 0,825
Pn= 43838,93 KV-A
3) Cálculo del diámetro del acero activo
Da= 5,03 m
4) Cálculo de la longitud del acero activo
la= 0,77 m
5) Cálculo de dimensiones por método 2
6) Cálculo de la potencia aparente
Pap= 2191,95 KV-A
7) Cálculo del divisor de polos
t*= 0,64
TEÓRICO
𝑑 =
𝑃 = 𝑃 ∗ 𝑔
𝑃 =𝑃 𝐹
𝐷𝑎 = 13,9 ∗
𝑃𝑛1000
0,
𝑁 1/3
𝑎=160 ∗
𝑃𝑛1000
𝐷𝑎 ∗ 𝑁
𝑃𝑎 =𝑃
𝑝(2𝑝)
∗ = 0,529 ∗𝑃𝑎
1000
0,
𝑑 = 0,093 − 0,1
212
8) Cálculo del diámetro del rotor
4,09 m
9) Cálculo del diámetro del acero activo
D'a= 4,59 m
D''a= 4,99 m
10) Cálculo de la potencia de cálculo
Pc= 47126,85 KV-A
11) Cálculo del diámetro
Dp= 3,69 m
12) Cálculo del coeficiente específico
CA= 16,32
13) Cálculo de la longitud del acero activo
la= 1,22 m
\ Da= 5 m
la= 1,20 m
14) Cálculo del momento centrífugo
15,09 MN-m
𝐷𝑖 𝑜 𝑜 = ∗ ∗ 𝑝(2𝑝)
3,14 𝐷𝑖 𝑜 𝑜 =
𝐷′𝑎 =𝐷𝑖 𝑜 𝑜 + 0,50
𝐷′′𝑎 =𝐷𝑖 𝑜 𝑜 + 0,90
𝐷 =𝐷𝑖 𝑜 𝑜 -0,4
𝑃 =𝑃 * 1,075
𝐶 =18,8
𝑃𝑎 1000
0,1
𝑎=30 ∗ 𝐶 ∗ 𝑃 ∗ 0,001
3,14 ∗ 𝐷𝑖 𝑜 𝑜 ∗ 𝑁
𝐷 = 4,5 ∗ 𝐷𝑎3, ∗
𝑎
100 𝐷 =
213
15) Cálculo de la altura total del generador
hCT 2,16
hBK 1,1
hP 1,1
hNK 0,55
ho 0,4
∑= 5,31
\ hTG= 5,31 m
16) Cálculo del diámetro total del generador
DTG= 6,95 m
17) Cálculo del peso del generador
G= 2,55 MN
DIMENSIONES DEL TRANSFORMADOR
b= 3
l= 6
h= 4
1) Peso del transformador
GTr= 0,10 MN
= 1,08 ∗ 𝑎
= 0,22 ∗ 𝐷𝑎
= 0,22 ∗ 𝐷𝑎
= 0,11 ∗ 𝐷𝑎
𝑜 = 0,4
𝐷 = 1, ∗ 𝐷𝑖 𝑜 𝑜
= 52 ∗ 𝐷𝑖 𝑜 𝑜 ∗ 𝑎
100
214
Anexo 21. Dimensionamiento de la casa de máquinas
D1= 1,96 m
B= 9,80 m
DTG= 6,95 m
btrans= 3,00 m
HTC= 3,41 m
HTG= 5,31 m
hPG= 4,00 m Alto del puente grúa
Da= 5,00 m
1) Cálculo de la longitud del puente grúa
DPG= 12,00 m
2) Cálculo de la distancia entre bloques ( C )
C= 9,80 m
f'c= 240 kg/cm2
Peso= 3,5 MN
DPG= 12,00 m
Hmuro= 9,7 m
jH= 2300 kg/m3
Para casas de máquinas en las que se prevea ubicar únicamente el equipo de
generación, el largo del puente grúa es de 12m
3) Cálculo del ancho de la caverna de la casa de máquinas
La distancia entre bloques ( C ), se determina con la siguiente ecuación
Datos
3.1) Cálculo del ancho del muro
DATOS
C= 3,92 𝐷1 +2,12
𝑎 𝑎 = 1,5+𝐷 +2 + 𝑏 𝑎 𝑠 +2𝑏 𝑜
215
3.1.1) Cálculo de la carga que actúa sobre el muro
P= 14865,78 kg
3.1.2) Cálculo de la sección del muro
A= 61,94 cm2
3.1.3) Cálculo del ancho (b) del muro
b= 61,94 cm
b= 0,62 m
\ b= 1,00 m
3.1.4) Cálculo del peso propio del muro
Pp= 22310 kg
PT= 37175,78 kg
A= 154,90 cm2
b= 154,90 cm
b= 1,55 m
\ bmuro= 2,00 m
𝑃 =𝑃
2 ∗ 𝐷 ∗ 9,81 ∗ 1000 ( 𝑔)
=𝑃
𝑓′𝑐
1m
b
𝑏 =
1
𝑃 = (𝑏 ∗𝐻 𝑜 ∗ 1) ∗ 𝐻
𝑃 = 𝑃+ 𝑃
216
Bcav.c.maq= 17,45 m
4) Cálculo del radio de la bóveda ( r )
r= 8,72 m
hcasa.maq= 18,45 m
Lpm= 11,95 m
6) Cálculo de la longitud de la casa de maquinas
5) Cálculo de la altura de la caverna de la casa de máquinas
6.1.) Longitud del patio de maniobra
𝑎𝑠𝑎 𝑎 = + +1 + 𝑟
= 𝐷𝑎 + 𝐷
𝑏 = 2 ∗ 𝑟 𝑟 =𝑏
2
217
LT= 60 m
= +5+(2*C)+(3*𝐷 )+2,5
218
Anexo 22. Dimensionamiento del túnel de restitución o descarga
Qd= 27,93 (m3/s) Caudal de derivación
L= 1562,85 m Longitud
bs= 4,00 m Ancho de solera
n= 0,012 Coeficiente de Manning
Vmáx= 4,5 m/s Velocidad
1) Cálculo de la profundidad crítica
q= 6,983 m3/s*m
hcr= 1,707 m
2) Cálculo de la sección de crítica (wcr), velocidad crítica (Vcr), pendiente crítica ( icr )
wcr= 6,83 m2
Vcr= 4,09 m/s
Xcr= 7,41 m
Rhcr= 0,92 m
Sección propuesta
DATOS
𝑐𝑟=
𝑔
= 𝑑
𝑏
wcr = 𝑐𝑟 ∗ 𝑏
V =
Xcr = b + 2hcr
Rh = w
219
icr= 0,0027 m/m
3) Cálculo de la profundidad de flujo (h), sección de flujo (w), perímetro mojado (X), Radio hidráulico ( Rh )
h= 1,11 m
w= 6,21 m2
x= 6,22 m
Rh= 1,00 m
4) Cálculo de la pendiente del túnel
I (m/m)
V m/s
C
Rh
n
I= 0,00292342 m/m
0,292342 %
5) Cálculo de las cotas de inicio y salida del túnel
Cota final túnel= 770 msnm
Cota inicio túnel= 774,57 msnm
176) Determinación de la obra de disipación al final del conducto de captación
espesor del escalón
t= 0,6 m
E1= 2,60 m
Coeficiente de Chezzy
Radio Hidraúlico
coeficiente de Manning
∴
Pendiente
Velocidad media
𝑖𝑐𝑟 =𝑔 ∗ 𝑛 ∗
𝑐𝑟𝑏
𝑅 𝑐𝑟13
= 0,65
w =
X= b + 2h
𝑅 =w
𝑉 =1
𝑛 ∗ 𝑅
3 ∗ 𝐼
1
𝐶 =1
𝑛∗ 𝑅
1
E1 = 𝑡 +
𝑡 = (0,40− 1,00)
220
Eo1= 3,63 m
Cálculo de la profundidad contraída (hc)
j= 0,95 Asumido
Eo1 (m2) hc(m)
10,03 10
17,61 0,4
8,25 0,6
3,63 1,03
∴ hc= 1,03 m
1,71 > 1,03
h'= 1,03 m Se asume igual a la profundidad contraída
Cálculo de la segunda conjugada
h''= 2,63 m
Comparación con la profundidad aguas abajo (ho)
ho= 3,66 m
2,63 3,66 Resalto sumergido, no es necesario pozo de disipación
𝐸𝑜1 = 𝐸1 +
2𝑔
𝐸𝑜1 = 𝑐 +
𝑐 ∗ ∗ 2𝑔
si 𝑐𝑟 𝑐
′′ = ′
∗ 1 + 8 ∗
′
3- 1
′′< 𝑜
221
Anexo 23. Diseño del desagüe de uso actual y/o ecológico
Q demanda= 1,5 (m3/s)
NNE= 1390 m
NME= 1369 m
Vo= 4 m/s (3-5) m/s velocidades de flujo
Ʋ= 0,000001003 m2/s
ε= 0,05 mm (0,03-0,09) rugosidad absoluta acero m/m
1) Cálculo de la sección de flujo
w= 0,38 m
2) Cálculo del diámetro de la tubería
0,69 m
690,99 mm
27,20 in
3) Cálculo de perdidas de carga locales
0,5 1
ξ jv = 0,35
∑ ξ j = 1,85
hj= 1,51 m
7) Cálculo del número de Reynolds
Re(D)= 2.755.686,137
D=
Pérdidas a la entrada Pérdidas a la salida
Válvula abierta
DATOS
= 𝑉 ∗w
w= 𝜋
w=
D = w ∗
= ∗
∗𝑔
𝑅𝑒(𝐷) = ∗ 𝐷
jen = 0,5 jsal = 1,0
222
8) Identificación del tipo de flujo
Re(D)> 2000 ∴ Flujo turbulento
9) Cálculo de la rugosidad relativa
r= 0,0000724
10) Identificación de la zona de turbulencia del flujo turbulento
Límite inferior de la zona precuadrática (Re'(D))
Re'(D)= 138.197,660
Límite superior de la zona precuadrática (Re''(D))
Re''(D)= 6909882,99
si Re(D) Re'(D) Laminar
si Re'(D)< Re'(d) > Re''(D) precuadrático
si Re(d) > Re''(D) cuadrático
Re'(D) < Re(D) > Re''(D)
138.197,66 < 2.755.686,14 > 6909882,99 ∴ Precuadrático
λ= 0,01205
11) Cálculo de la profundidad mínima del túnel
Smin= 1,164 m
1,164 0,815 ∴ cumple
𝑅𝑒 𝐷 2000 𝐹 𝑜 𝑎𝑚𝑖𝑛𝑎𝑟
𝑅𝑒 𝐷 2000 𝐹 𝑜 𝑡 𝑟𝑏 𝑒𝑛𝑡𝑜
𝑟 =
𝐷
𝑅𝑒′ 𝐷 = 10
𝑟
𝑅𝑒′′ 𝐷 = 500
𝑟
1
= 2 (𝑅𝑒 𝐷 ) - 0,8
1
= − 2 𝑜𝑔
2,51
𝑅𝑒 𝐷 +
𝑟
3,
=0,25
𝑜𝑔 𝑟3,
𝑆𝑚𝑖𝑛 = 0,3 − 0,4 ∗ ∗ 𝐷
𝑆𝑚𝑖𝑛 =
2 ∗ 𝑔
223
12) Cálculo de la longitud de la tubería
Lo= 142,52 m
13) Coeficiente de resistencia longitudinal
ξL= 2,4854
15) Cálculo de las pérdidas de carga longitudinales
hL 2,03 m
16) Cálculo de las pérdidas de carga totales
hf 3,54 m
13) Cálculo del coeficiente de descarga de la tubería
μ= 0,4329
H f(QD)
2 1,02
3 1,25
3,02 1,25
3,2 1,29
4,37 1,503
H= 4,37
14) Esquema del conducto
b= 0,69 (m)
= *
∗
∗𝑔
= +
= 1
1+ +
= λ ∗
= ∗ w ∗ 2 ∗ 𝑔 ∗ 𝐻
f(QD)
b= 𝐷
d
B
dD
224
17) Determinación de la obra de disipación al final del conducto de captación
q= 2,171 m3/m*s
hcr= 0,78 m
espesor del escalón
t= 0,6 m
E1= 0,95 m
Eo1= 1,76 m
Cálculo de la profundidad contraída (hc)
j= 0,95 Asumido
Eo1 (m2) hc(m)
3,26 0,3
2,06 0,4
1,34 0,6
1,76 0,45
∴ hc= 0,45 m
0,78 > 0,45
h'= 0,45 m Se asume igual a la profundidad contraída
Cálculo de la segunda conjugada
h''= 1,25 m
Comparación con la profundidad aguas abajo (ho)
ho= 3,66 m
1,25 < 3,66 Resalto sumergido, no es necesario pozo de disipación
= 𝑑𝑖𝑠
𝑏
𝑐𝑟 =
𝑔
E1 = 𝑡 +
𝐸𝑜1 = 𝐸1 +
2𝑔
𝐸𝑜1 = 𝑐 +
𝑐 ∗ ∗ 2𝑔
𝑡 = (0,40− 1,00)
si 𝑐𝑟 𝑐
′′ = ′
∗ 1 + 8 ∗
′
3- 1
′′< 𝑜
225
Iteraciones para el dimensionamiento del canal aguas abajo (Pozo de mezcla)
n= 0,018
m= 1
Asumiendo los valores de h
h(m)= 0,4 0,50 0,60
b(m)= 0,69 0,69 0,69
w (m2)= 0,44 0,35 0,41
X (m)= 1,822 1,69 1,89
Rh (m)= 0,239 0,20 0,22
C = 43,779 42,64 43,14
i= 0,005 0,01 0,01
v (m/s)= 3,437 4,34 3,62
coeficiente de Manning
𝑅 = w
𝐶 =1
𝑛∗ 𝑅
1 𝑖 =
𝑅 ∗ 𝐶
w= 𝑏 ∗ + (𝑚 ∗ ) X=b + 2h 𝑚 +1
m mh
b
226
Anexo 24. Análisis de precios unitarios y costos de equipo eléctrico y mecánico
RUBRO: UNIDAD: m2
Jor. Diaria: 8,00 horas RENDIMIENTO: 60,00
A.- MAQUINARIA/EQUIPO
CÓDIGOS DESCRIPCIÓN CANTIDAD TARIFA COSTO/HORA RENDIMIENTO TOTAL
Herramienta Menor (5% Mano de Obra) 0,06
0,06
B.- MANO DE OBRA
CÓDIGOS TRABAJADOR CANTIDAD JORNAL/HORA COSTO/HORA RENDIMIENTO TOTAL
Residente de obra (Est. Oc. B1) 0,10 3,67 0,37 0,13 0,05
Maestro mayor en ejecución de obras civiles (Est. Oc. C1) 1,00 3,66 3,66 0,13 0,49
Peón (Est. Oc. E2) 1,50 3,26 4,89 0,13 0,65
1,19
C.- MATERIALES
CÓDIGOS DESCRIPCIÓN UNIDAD CANTIDAD P. UNITARIO TOTAL
0,00
No. R E S U M E N
A MAQUINARIA Y EQUIPO 0,06
B MANO DE OBRA 1,19
C MATERIALES 0,00
D COSTO DIRECTO DEL RUBRO A+B+C 1,25
E COSTOS INDIRECTOS 20,00 % 0,25
F COSTO UNITARIO TOTAL D+E 1,50
COSTO UNITARIO DE LA OFERTA $ 1,50
ANÁLISIS DE PRECIOS UNITARIOS
PROYECTO: "Diseño de las obras de embalse para el proyecto hidroeléctrico Machinaza"
CAPÍTULO: Obras Preliminares
Limpieza y desbroce del terreno
227
RUBRO: UNIDAD: m2
Jor. Diaria: 8,00 horas RENDIMIENTO: 80,00
A.- MAQUINARIA/EQUIPO
CÓDIGOS DESCRIPCIÓN CANTIDAD TARIFA COSTO/HORA RENDIMIENTO TOTAL
Herramienta Menor (5% Mano de Obra) 1,00 0,07
Estación total 1,00 3,75 3,75 0,10 0,38
0,44
B.- MANO DE OBRA
CÓDIGOS TRABAJADOR CANTIDAD JORNAL/HORA COSTO/HORA RENDIMIENTO TOTAL
Residente de obra (Est. Oc. B1) 0,10 3,67 0,37 0,10 0,04
Topógrafo 2 (Est. Oc. C1) 1,00 3,66 3,66 0,10 0,37
Cadenero (Est. Oc. D2) 3,00 3,30 9,90 0,10 0,99
1,39
C.- MATERIALES
CÓDIGOS DESCRIPCIÓN UNIDAD CANTIDAD P. UNITARIO TOTAL
Tiras de eucalipto 2,5X2,5X2,50 (cm) u 0,200 0,50 0,10
Esmalte supremo varios colores galón 0,020 16,25 0,33
Clavos multiusos con cabeza, 2" kg 0,100 1,21 0,12
0,55
No. R E S U M E N
A MAQUINARIA Y EQUIPO 0,44
B MANO DE OBRA 1,39
C MATERIALES 0,55
D COSTO DIRECTO DEL RUBRO A+B+C 2,38
E COSTOS INDIRECTOS 20,00 % 0,48
F COSTO UNITARIO TOTAL D+E 2,86
COSTO UNITARIO DE LA OFERTA $ 2,86
ANÁLISIS DE PRECIOS UNITARIOS
PROYECTO: "Diseño de las obras de embalse para el proyecto hidroeléctrico Machinaza"
CAPÍTULO: Obras Preliminares
Replanteo y nivelación con equipo topográfico
228
RUBRO: UNIDAD: m
Jor. Diaria: 8,00 horas RENDIMIENTO: 15,00
A.- MAQUINARIA/EQUIPO
CÓDIGOS DESCRIPCIÓN CANTIDAD TARIFA COSTO/HORA RENDIMIENTO TOTAL
Herramienta Menor (5% Mano de Obra) 1,00 0,29
0,29
B.- MANO DE OBRA
CÓDIGOS TRABAJADOR CANTIDAD JORNAL/HORA COSTO/HORA RENDIMIENTO TOTAL
Residente de obra (Est. Oc. B1) 0,05 3,67 0,18 0,53 0,10
Maestro mayor en ejecución de obras civiles (Est. Oc. C1) 0,20 3,66 0,73 0,53 0,39
Albañil(Est. Oc. D2) 1,00 3,30 3,30 0,53 1,76
Peón (Est. Oc. E2) 2,00 3,26 6,52 0,53 3,48
5,73
C.- MATERIALES
CÓDIGOS DESCRIPCIÓN UNIDAD CANTIDAD P. UNITARIO TOTAL
Pingos de eucalipto Ø 12 cm. m 2,00 1,10 2,20
Clavos multiusos con cabeza, 2"; 2 1/2" kg 0,25 1,21 0,30
Alfajía de eucalipto 7 X 7 X250 cm. (rústica) u 1,00 3,00 3,00
Tabla de monte 30 cm m 3,00 2,40 7,20
12,70
No. R E S U M E N
A MAQUINARIA Y EQUIPO 0,29
B MANO DE OBRA 5,73
C MATERIALES 12,70
D COSTO DIRECTO DEL RUBRO A+B+C 18,71
E COSTOS INDIRECTOS 20,00 % 3,74
F COSTO UNITARIO TOTAL D+E 22,46
COSTO UNITARIO DE LA OFERTA $ 22,46
ANÁLISIS DE PRECIOS UNITARIOS
PROYECTO: "Diseño de las obras de embalse para el proyecto hidroeléctrico Machinaza"
CAPÍTULO: Obras Preliminares
Cerramiento provisional H=2,40 m con tabla de madera y pingos
229
RUBRO: UNIDAD: m2
Jor. Diaria: 8,00 horas RENDIMIENTO: 8,00
A.- MAQUINARIA/EQUIPO
CÓDIGOS DESCRIPCIÓN CANTIDAD TARIFA COSTO/HORA RENDIMIENTO TOTAL
Herramienta Menor (5% Mano de Obra) 1,00 0,70
VOLQUETA 8M3 1,00
Cargadora 0,25
0,70
B.- MANO DE OBRA
CÓDIGOS TRABAJADOR CANTIDAD JORNAL/HORA COSTO/HORA RENDIMIENTO TOTAL
Residente de obra (Est. Oc. B1) 0,20 3,67 0,73 1,00 0,73
Maestro mayor en ejecución de obras civiles (Est. Oc. C1) 0,50 3,66 1,83 1,00 1,83
Albañil(Est. Oc. D2) 1,00 3,30 3,30 1,00 3,30
Peón (Est. Oc. E2) 2,00 3,26 6,52 1,00 6,52
Plomero (Est. Oc. D2) 0,50 3,30 1,65 1,00 1,65
14,03
C.- MATERIALES
CÓDIGOS DESCRIPCIÓN UNIDAD CANTIDAD P. UNITARIO TOTAL
Alfajía de eucalipto 7x7x250 (cm) rústica u 1,00 3,00 3,00
Clavos multiusos 2"; 2 1/2" kg 0,50 1,21 0,61
Pingos de eucalipto Ø 12 cm. m 2,00 1,10 2,20
Viga eucalipto 7 X 13 cm. m 0,50 3,45 1,73
Tablero Triplex Corriente 1.22X2.44X3.6B u 0,500 10,74 5,37
Tiras de eucalipto 2,5 X 2,5 cm. u 5,000 0,50 2,50
MT1 Mafrico Aluzinc Natural e=60mm, ancho útil=1000mm m2 1,000 12,10 12,10
27,50
No. R E S U M E N
A MAQUINARIA Y EQUIPO 0,70
B MANO DE OBRA 14,03
C MATERIALES 27,50
D COSTO DIRECTO DEL RUBRO A+B+C 42,24
E COSTOS INDIRECTOS 20,00 % 8,45
F COSTO UNITARIO TOTAL D+E 50,68
COSTO UNITARIO DE LA OFERTA $ 50,68
Bodegas y oficinas de madera y cubierta metálica
ANÁLISIS DE PRECIOS UNITARIOS
PROYECTO: "Diseño de las obras de embalse para el proyecto hidroeléctrico Machinaza"
CAPÍTULO: Movimiento de tierras
230
RUBRO: UNIDAD: m3
Jor. Diaria: 8,00 horas RENDIMIENTO: 42,00
A.- MAQUINARIA/EQUIPO
CÓDIGOS DESCRIPCIÓN CANTIDAD TARIFA COSTO/HORA RENDIMIENTO TOTAL
Herramienta Menor (5% Mano de Obra) 1,00 0,12
Cargadora 0,08 35,40 2,83 0,19 0,54
Volqueta (8m3) 1,00 25,00 25,000 0,19 4,76
5,42
B.- MANO DE OBRA
CÓDIGOS TRABAJADOR CANTIDAD JORNAL/HORA COSTO/HORA RENDIMIENTO TOTAL
Residente de obra (Est. Oc. B1) 0,10 3,67 0,37 0,19 0,07
Operador cargadora (Est. Oc. C1) 1,00 3,66 3,66 0,19 0,70
Chofer volquetas (Est. Oc. C1) 1,00 4,79 4,79 0,19 0,91
Engrasador (Est. Oc. D2) 1,00 3,30 3,30 0,19 0,63
2,31
C.- MATERIALES
CÓDIGOS DESCRIPCIÓN UNIDAD CANTIDAD P. UNITARIO TOTAL
0,00
No. R E S U M E N
A MAQUINARIA Y EQUIPO 5,42
B MANO DE OBRA 2,31
C MATERIALES 0,00
D COSTO DIRECTO DEL RUBRO A+B+C 7,72
E COSTOS INDIRECTOS 20,00 % 1,54
F COSTO UNITARIO TOTAL D+E 9,27
COSTO UNITARIO DE LA OFERTA $ 9,27
ANÁLISIS DE PRECIOS UNITARIOS
PROYECTO: "Diseño de las obras de embalse para el proyecto hidroeléctrico Machinaza"
CAPÍTULO: Excavación y movimiento de tierras
Desalojo de material con volqueta (transporte 10 km)
231
RUBRO: UNIDAD: m3
Jor. Diaria: 8,00 horas RENDIMIENTO: 8,00
A.- MAQUINARIA/EQUIPO
CÓDIGOS DESCRIPCIÓN CANTIDAD TARIFA COSTO/HORA RENDIMIENTO TOTAL
Herramienta Menor (5% Mano de Obra) 1,00 0,87
Martillo Neumático CAT 246C 1,00 20,00 20,00 1,00 20,00
Compresor de aire 260 CFM 0,50 18,13 9,065 1,00 9,07
29,94
B.- MANO DE OBRA
CÓDIGOS TRABAJADOR CANTIDAD JORNAL/HORA COSTO/HORA RENDIMIENTO TOTAL
Residente de obra (Est. Oc. B1) 0,10 3,67 0,37 1,00 0,37
Maestro mayor en ejecución de obras civiles (Est. Oc. C1) 0,15 3,66 0,55 1,00 0,55
Operador equipo pesado (Est. Oc. C2) 1,00 3,48 3,48 1,00 3,48
Peón (Est. Oc. E2) 4,00 3,26 13,04 1,00 13,04
17,44
C.- MATERIALES
CÓDIGOS DESCRIPCIÓN UNIDAD CANTIDAD P. UNITARIO TOTAL
0,00
No. R E S U M E N
A MAQUINARIA Y EQUIPO 29,94
B MANO DE OBRA 17,44
C MATERIALES 0,00
D COSTO DIRECTO DEL RUBRO A+B+C 47,37
E COSTOS INDIRECTOS 20,00 % 9,47
F COSTO UNITARIO TOTAL D+E 56,85
COSTO UNITARIO DE LA OFERTA $ 56,85
ANÁLISIS DE PRECIOS UNITARIOS
PROYECTO: "Diseño de las obras de embalse para el proyecto hidroeléctrico Machinaza"
CAPÍTULO: Excavación y movimiento de tierras
Excavación en roca con equipo liviano (compresor)
232
RUBRO: UNIDAD: m3
Jor. Diaria: 8,00 horas RENDIMIENTO: 9,00
A.- MAQUINARIA/EQUIPO
CÓDIGOS DESCRIPCIÓN CANTIDAD TARIFA COSTO/HORA RENDIMIENTO TOTAL
Herramienta Menor (5% Mano de Obra) 1,00 1,42
Compresor de aire 260 CFM 0,40 18,13 7,25 0,89 6,45
Minicargadora 0,40 22,50 9,00 0,89 8,00
Equipo de excavación 0,90 37,53 33,78 0,89 30,02
Volqueta Hino 8m3 0,40 25,00 10,00 0,89 8,89
Sistema de iluminación 1,00 12,50 12,50 0,89 11,11
Sistema de ventilación 1,00 3,00 3,00 0,89 2,67
Martillo rompedor 0,50 3,13 1,56 0,89 1,39
Equipo de desalojo dentro del túnel 0,20 40,64 8,13 0,89 7,22
77,17
B.- MANO DE OBRA
CÓDIGOS TRABAJADOR CANTIDAD JORNAL/HORA COSTO/HORA RENDIMIENTO TOTAL
Residente de obra (Est. Oc. B1) 0,10 3,67 0,37 0,89 0,33
Operador equipo pesado (Est. Oc. C2) 2,00 3,48 6,96 0,89 6,19
Operador equipo pesado (Est. Oc. C1) 1,00 3,48 3,48 0,89 3,09
Albañil(Est. Oc. D2) 2,00 3,30 6,60 0,89 5,87
Peón (Est. Oc. E2) 3,00 3,26 9,78 0,89 8,69
Chofer Licencia tipo "E" 1,00 4,79 4,79 0,89 4,26
28,42
C.- MATERIALES
CÓDIGOS DESCRIPCIÓN UNIDAD CANTIDAD P. UNITARIO TOTAL
Puntas para fresadora U 0,05 480,00 24,00
Puntas para martillo U 0,05 300,00 15,00
Manguera neumática U 0,05 150,00 7,50
46,50
No. R E S U M E N
A MAQUINARIA Y EQUIPO 77,17
B MANO DE OBRA 28,42
C MATERIALES 46,50
D COSTO DIRECTO DEL RUBRO A+B+C 152,10
E COSTOS INDIRECTOS 20,00 % 30,42
F COSTO UNITARIO TOTAL D+E 182,52
COSTO UNITARIO DE LA OFERTA $ 182,52
ANÁLISIS DE PRECIOS UNITARIOS
PROYECTO: "Diseño de las obras de embalse para el proyecto hidroeléctrico Machinaza"
CAPÍTULO: Excavación y movimiento de tierras
Excavación en túnel con fresadora y martillo
233
RUBRO: UNIDAD: m3
Jor. Diaria: 8,00 horas RENDIMIENTO: 13,00
A.- MAQUINARIA/EQUIPO
CÓDIGOS DESCRIPCIÓN CANTIDAD TARIFA COSTO/HORA RENDIMIENTO TOTAL
Herramienta Menor (5% Mano de Obra) 0,82
Vibrador 1,00 4,38 4,38 0,62 2,70
3,52
B.- MANO DE OBRA
CÓDIGOS TRABAJADOR CANTIDAD JORNAL/HORA COSTO/HORA RENDIMIENTO TOTAL
Residente de obra (Est. Oc. B1) 0,05 3,67 0,18 0,62 0,11
Maestro mayor en ejecución de obras civiles (Est. Oc. C1) 1,00 3,66 3,66 0,62 2,25
Albañil(Est. Oc. D2) 1,00 3,30 3,30 0,62 2,03
Peón (Est. Oc. E2) 6,00 3,26 19,56 0,62 12,04
16,43
C.- MATERIALES
CÓDIGOS DESCRIPCIÓN UNIDAD CANTIDAD P. UNITARIO TOTAL
Hormigón premezclado f'c=180 kg/cm2 m3 1,00 109,7 109,70
109,70
No. R E S U M E N
A MAQUINARIA Y EQUIPO 3,52
B MANO DE OBRA 16,43
C MATERIALES 109,70
D COSTO DIRECTO DEL RUBRO A+B+C 129,65
E COSTOS INDIRECTOS 20,00 % 25,93
F COSTO UNITARIO TOTAL D+E 155,58
COSTO UNITARIO DE LA OFERTA $ 155,58
ANÁLISIS DE PRECIOS UNITARIOS
PROYECTO: "Diseño de las obras de embalse para el proyecto hidroeléctrico Machinaza"
CAPÍTULO: Estructura
Hormigón premezclado para replantillo f'c=180 kg/cm2. (Vaciado y vibrado)
234
RUBRO: UNIDAD: m3
Jor. Diaria: 8,00 horas RENDIMIENTO: 13,00
A.- MAQUINARIA/EQUIPO
CÓDIGOS DESCRIPCIÓN CANTIDAD TARIFA COSTO/HORA RENDIMIENTO TOTAL
Herramienta Menor (5% Mano de Obra) 0,82
Vibrador 1,00 4,38 4,38 0,62 2,70
3,52
B.- MANO DE OBRA
CÓDIGOS TRABAJADOR CANTIDAD JORNAL/HORA COSTO/HORA RENDIMIENTO TOTAL
Residente de obra (Est. Oc. B1) 0,05 3,67 0,18 0,62 0,11
Maestro mayor en ejecución de obras civiles (Est. Oc. C1) 1,00 3,66 3,66 0,62 2,25
Albañil(Est. Oc. D2) 1,00 3,30 3,30 0,62 2,03
Peón (Est. Oc. E2) 6,00 3,26 19,56 0,62 12,04
16,43
C.- MATERIALES
CÓDIGOS DESCRIPCIÓN UNIDAD CANTIDAD P. UNITARIO TOTAL
Hormigón premezclado f'c=240kg/cm2 m3 1,00 129,55 129,55
129,55
No. R E S U M E N
A MAQUINARIA Y EQUIPO 3,52
B MANO DE OBRA 16,43
C MATERIALES 129,55
D COSTO DIRECTO DEL RUBRO A+B+C 149,50
E COSTOS INDIRECTOS 20,00 % 29,90
F COSTO UNITARIO TOTAL D+E 179,40
COSTO UNITARIO DE LA OFERTA $ 179,40
ANÁLISIS DE PRECIOS UNITARIOS
PROYECTO: "Diseño de las obras de embalse para el proyecto hidroeléctrico Machinaza"
CAPÍTULO: Estructura
Hormigón premezclado f'c=240 kg/cm2. (Vaciado y vibrado)
235
RUBRO: UNIDAD: m3
Jor. Diaria: 8,00 horas RENDIMIENTO: 13,00
A.- MAQUINARIA/EQUIPO
CÓDIGOS DESCRIPCIÓN CANTIDAD TARIFA COSTO/HORA RENDIMIENTO TOTAL
Herramienta Menor (5% Mano de Obra) 0,82
Vibrador 1,00 4,38 4,38 0,62 2,70
3,52
B.- MANO DE OBRA
CÓDIGOS TRABAJADOR CANTIDAD JORNAL/HORA COSTO/HORA RENDIMIENTO TOTAL
Residente de obra (Est. Oc. B1) 0,05 3,67 0,18 0,62 0,11
Maestro mayor en ejecución de obras civiles (Est. Oc. C1) 1,00 3,66 3,66 0,62 2,25
Albañil(Est. Oc. D2) 1,00 3,30 3,30 0,62 2,03
Peón (Est. Oc. E2) 6,00 3,26 19,56 0,62 12,04
16,43
C.- MATERIALES
CÓDIGOS DESCRIPCIÓN UNIDAD CANTIDAD P. UNITARIO TOTAL
Hormigón premezclado f'c=280kg/cm2 m3 1,00 131,8 131,80
131,80
No. R E S U M E N
A MAQUINARIA Y EQUIPO 3,52
B MANO DE OBRA 16,43
C MATERIALES 131,80
D COSTO DIRECTO DEL RUBRO A+B+C 151,75
E COSTOS INDIRECTOS 20,00 % 30,35
F COSTO UNITARIO TOTAL D+E 182,10
COSTO UNITARIO DE LA OFERTA $ 182,10
CAPÍTULO: Estructura
Hormigón premezclado f'c=280 kg/cm2. (Vaciado y vibrado)
ANÁLISIS DE PRECIOS UNITARIOS
PROYECTO: "Diseño de las obras de embalse para el proyecto hidroeléctrico Machinaza"
236
RUBRO: UNIDAD: m3
Jor. Diaria: 8,00 horas RENDIMIENTO: 13,00
A.- MAQUINARIA/EQUIPO
CÓDIGOS DESCRIPCIÓN CANTIDAD TARIFA COSTO/HORA RENDIMIENTO TOTAL
Herramienta Menor (5% Mano de Obra) 0,72
Vibrador 1,00 4,38 4,38 0,62 2,70
3,42
B.- MANO DE OBRA
CÓDIGOS TRABAJADOR CANTIDAD JORNAL/HORA COSTO/HORA RENDIMIENTO TOTAL
Residente de obra (Est. Oc. B1) 0,05 3,67 0,18 0,62 0,11
Maestro mayor en ejecución de obras civiles (Est. Oc. C1) 1,00 3,66 3,66 0,62 2,25
Albañil(Est. Oc. D2) 1,00 3,30 3,30 0,62 2,03
Peón (Est. Oc. E2) 5,00 3,26 16,30 0,62 10,03
14,43
C.- MATERIALES
CÓDIGOS DESCRIPCIÓN UNIDAD CANTIDAD P. UNITARIO TOTAL
Hormigón premezclado f'c=350kg/cm2 m3 1,00 135,75 135,75
135,75
No. R E S U M E N
A MAQUINARIA Y EQUIPO 3,42
B MANO DE OBRA 14,43
C MATERIALES 135,75
D COSTO DIRECTO DEL RUBRO A+B+C 153,59
E COSTOS INDIRECTOS 20,00 % 30,72
F COSTO UNITARIO TOTAL D+E 184,31
COSTO UNITARIO DE LA OFERTA $ 184,31
CAPÍTULO: Estructura
Hormigón premezclado f'c=350 kg/cm2. No inc. Encofrado
ANÁLISIS DE PRECIOS UNITARIOS
PROYECTO: "Diseño de las obras de embalse para el proyecto hidroeléctrico Machinaza"
237
RUBRO: UNIDAD: m3
Jor. Diaria: 8,00 horas RENDIMIENTO: 27,00
A.- MAQUINARIA/EQUIPO
CÓDIGOS DESCRIPCIÓN CANTIDAD TARIFA COSTO/HORA RENDIMIENTO TOTAL
Herramienta Menor (5% Mano de Obra) 0,11
0,11
B.- MANO DE OBRA
CÓDIGOS TRABAJADOR CANTIDAD JORNAL/HORA COSTO/HORA RENDIMIENTO TOTAL
Residente de obra (Est. Oc. B1) 0,05 3,67 0,18 0,30 0,05
Maestro mayor en ejecución de obras civiles (Est. Oc. C1) 0,10 3,66 0,37 0,30 0,11
Albañil(Est. Oc. D2) 1,00 3,30 3,30 0,30 0,98
Peón (Est. Oc. E2) 1,00 3,26 3,26 0,30 0,97
2,11
C.- MATERIALES
CÓDIGOS DESCRIPCIÓN UNIDAD CANTIDAD P. UNITARIO TOTAL
Molde Symons 8''x24" Enc. Metálico Muro u/dia 4,00 0,3 1,20
Abrazadera de torniquete Enc. Metálico muro u/dia 2,00 0,02 0,04
Cuñas Symons Enc. Metálico Muro u/dia 75,00 0,09 6,75
Separadores hasta 250mm Enc. Metálico Muro u/dia 13,00 0,10 1,30
9,29
No. R E S U M E N
A MAQUINARIA Y EQUIPO 0,11
B MANO DE OBRA 2,11
C MATERIALES 9,29
D COSTO DIRECTO DEL RUBRO A+B+C 11,50
E COSTOS INDIRECTOS 20,00 % 2,30
F COSTO UNITARIO TOTAL D+E 13,80
COSTO UNITARIO DE LA OFERTA $ 13,80
Encofrado/Desencofrado metálico para muros-dos caras
ANÁLISIS DE PRECIOS UNITARIOS
PROYECTO: "Diseño de las obras de embalse para el proyecto hidroeléctrico Machinaza"
CAPÍTULO: Estructura
238
RUBRO: UNIDAD: m
Jor. Diaria: 8,00 horas RENDIMIENTO: 14,00
A.- MAQUINARIA/EQUIPO
CÓDIGOS DESCRIPCIÓN CANTIDAD TARIFA COSTO/HORA RENDIMIENTO TOTAL
Herramienta Menor (5% Mano de Obra) 0,81
Perforadora 1,00 42,00 42,00 0,57 24,00
24,81
B.- MANO DE OBRA
CÓDIGOS TRABAJADOR CANTIDAD JORNAL/HORA COSTO/HORA RENDIMIENTO TOTAL
Residente de obra (Est. Oc. B1) 1,00 3,67 3,67 0,57 2,10
Albañil(Est. Oc. D2) 1,00 3,30 3,30 0,57 1,89
Peón (Est. Oc. E2) 4,00 3,26 13,04 0,57 7,45
Perforador (Est. Oc. E2) 1,00 3,48 3,48 0,57 1,99
Chofer Licencia tipo "E" 1,00 4,79 4,79 0,57 2,74
16,16
C.- MATERIALES
CÓDIGOS DESCRIPCIÓN UNIDAD CANTIDAD P. UNITARIO TOTAL
Barra para peforación u 0,001 1397,17 1,40
Broca u 0,001 304,27 0,30
Manguera u 0,02 0,30 0,01
1,71
No. R E S U M E N
A MAQUINARIA Y EQUIPO 24,81
B MANO DE OBRA 16,16
C MATERIALES 1,71
D COSTO DIRECTO DEL RUBRO A+B+C 42,68
E COSTOS INDIRECTOS 20,00 % 8,54
F COSTO UNITARIO TOTAL D+E 51,21
COSTO UNITARIO DE LA OFERTA $ 51,21
ANÁLISIS DE PRECIOS UNITARIOS
PROYECTO: "Diseño de las obras de embalse para el proyecto hidroeléctrico Machinaza"
CAPÍTULO: Estructura
Perforaciones para inyecciones
239
RUBRO: UNIDAD: m3
Jor. Diaria: 8,00 horas RENDIMIENTO: 2,00
A.- MAQUINARIA/EQUIPO
CÓDIGOS DESCRIPCIÓN CANTIDAD TARIFA COSTO/HORA RENDIMIENTO TOTAL
Herramienta Menor (5% Mano de Obra) 3,07
Equipo inyección 1,00 10,00 10,00 4,00 40,00
Sistema de ventilación 1,00 3,00 3,00 4,00 12,00
Sistema de iluminación 1,00 12,50 12,50 4,00 50,00
Dumper 1,00 10,00 10,00 4,00 40,00
145,07
B.- MANO DE OBRA
CÓDIGOS TRABAJADOR CANTIDAD JORNAL/HORA COSTO/HORA RENDIMIENTO TOTAL
Residente de obra (Est. Oc. B1) 1,00 3,67 3,67 4,00 14,68
Maestro mayor en ejecución de obras civiles (Est. Oc. C1) 1,00 3,66 3,66 4,00 14,64
Albañil(Est. Oc. D2) 2,00 3,30 6,60 4,00 26,40
Peón (Est. Oc. E2) 3,00 3,26 9,78 0,57 5,59
61,31
C.- MATERIALES
CÓDIGOS DESCRIPCIÓN UNIDAD CANTIDAD P. UNITARIO TOTAL
Hormigón premezclado f'c=350kg/cm2 m3 1,00 134,75 134,75
134,75
No. R E S U M E N
A MAQUINARIA Y EQUIPO 145,07
B MANO DE OBRA 61,31
C MATERIALES 134,75
D COSTO DIRECTO DEL RUBRO A+B+C 341,12
E COSTOS INDIRECTOS 20,00 % 68,22
F COSTO UNITARIO TOTAL D+E 409,35
COSTO UNITARIO DE LA OFERTA $ 409,35
PROYECTO: "Diseño de las obras de embalse para el proyecto hidroeléctrico Machinaza"
CAPÍTULO: Estructura
Inyecciones de consolidación hormigón-roca
ANÁLISIS DE PRECIOS UNITARIOS
240
RUBRO: UNIDAD: m3
Jor. Diaria: 8,00 horas RENDIMIENTO: 13,00
A.- MAQUINARIA/EQUIPO
CÓDIGOS DESCRIPCIÓN CANTIDAD TARIFA COSTO/HORA RENDIMIENTO TOTAL
Herramienta Menor (5% Mano de Obra) 0,34
0,34
B.- MANO DE OBRA
CÓDIGOS TRABAJADOR CANTIDAD JORNAL/HORA COSTO/HORA RENDIMIENTO TOTAL
Residente de obra (Est. Oc. B1) 0,10 3,67 0,37 0,62 0,23
Maestro mayor en ejecución de obras civiles (Est. Oc. C1) 0,30 3,66 1,10 0,62 0,68
Encofrador (Est. Oc. D2) 2,00 3,30 6,60 0,62 4,06
Carpintero (Est. Oc. D2) 1,00 3,30 3,30 0,57 1,89
6,85
C.- MATERIALES
CÓDIGOS DESCRIPCIÓN UNIDAD CANTIDAD P. UNITARIO TOTAL
Alfajía de eucalipto 7 X 7 X250 cm. (rústica) u 0,25 3 0,75
Pingos de eucalipto Ø 12 cm. m 1,50 1,10 1,65
Clavos multiusos 2"; 2 1/2" kg 0,20 1,21 0,24
Tablero contrachapado b=15 mm u 0,08 27,12 2,17
Separol Madera (Desmoldante) kg 0,800 3,90 3,12
7,93
No. R E S U M E N
A MAQUINARIA Y EQUIPO 0,34
B MANO DE OBRA 6,85
C MATERIALES 7,93
D COSTO DIRECTO DEL RUBRO A+B+C 15,12
E COSTOS INDIRECTOS 20,00 % 3,02
F COSTO UNITARIO TOTAL D+E 18,15
COSTO UNITARIO DE LA OFERTA $ 18,15
CAPÍTULO: Estructura
Encofrado con tabla de monte
ANÁLISIS DE PRECIOS UNITARIOS
PROYECTO: "Diseño de las obras de embalse para el proyecto hidroeléctrico Machinaza"
241
RUBRO: UNIDAD: m3
Jor. Diaria: 8,00 horas RENDIMIENTO: 60,00
A.- MAQUINARIA/EQUIPO
CÓDIGOS DESCRIPCIÓN CANTIDAD TARIFA COSTO/HORA RENDIMIENTO TOTAL
Herramienta Menor (5% Mano de Obra) 0,07
0,07
B.- MANO DE OBRA
CÓDIGOS TRABAJADOR CANTIDAD JORNAL/HORA COSTO/HORA RENDIMIENTO TOTAL
Maestro mayor en ejecución de obras civiles (Est. Oc. C1) 0,10 3,66 0,37 0,13 0,05
Albañil(Est. Oc. D2) 1,00 3,30 3,30 0,13 0,44
Peón (Est. Oc. E2) 2,00 3,26 6,52 0,13 0,87
1,36
C.- MATERIALES
CÓDIGOS DESCRIPCIÓN UNIDAD CANTIDAD P. UNITARIO TOTAL
0,00
No. R E S U M E N
A MAQUINARIA Y EQUIPO 0,07
B MANO DE OBRA 1,36
C MATERIALES 0,00
D COSTO DIRECTO DEL RUBRO A+B+C 1,43
E COSTOS INDIRECTOS 20,00 % 0,29
F COSTO UNITARIO TOTAL D+E 1,71
COSTO UNITARIO DE LA OFERTA $ 1,71
Limpieza final de la obra
ANÁLISIS DE PRECIOS UNITARIOS
PROYECTO: "Diseño de las obras de embalse para el proyecto hidroeléctrico Machinaza"
CAPÍTULO:
242
COSTO REFERENCIAL DE TURBINAS PELTON
Q= 9,68 m3/s
H= 481,12 m
Pt= 40185,68 kw
C= 793879,75 €
C= 796474,52 €
Costo (US$) 893389,00 US$
COSTO REFERENCIAL DEL GENERADOR
A= Pap= 2191,95 KV-A
n=N= 360,00 rpm
3,81
𝐶 = 8300 ∗ ∗ 𝐻 0,
𝐶 = 2600 ∗ 0,
𝑛
0,
=
243
Costo (euro)= 574880,44 €
Costo (US$) 644831,73 US$
COSTO REFERENCIAL DEL TRANSFORMADOR
P= 43,84 MVA
43838,93
Costo (euro)= 482742,89 €
Costo (US$) 541471,00 US$
244
Anexo 25. Cronograma de ejecución
1OB
RAS
PREL
IMIN
ARES
12
34
12
34
12
34
12
34
12
34
12
34
12
34
12
34
12
34
12
34
12
34
12
34
12
34
12
34
12
34
12
34
12
34
12
34
12
34
12
34
12
34
12
34
12
34
12
34
12
34
12
34
12
34
12
34
12
34
12
34
12
34
12
34
12
34
12
34
12
34
12
34
1.1Lim
pieza
y de
sbro
ce de
l terre
no
m279
.494,0
01,5
0$ 1
19.24
1,00
1.2Re
plant
eo y
nivela
ción c
on eq
uipo t
opog
ráfico
m299
.367,5
02,8
6$ 2
84.19
1,05
1.3Ce
rrami
ento
prov
ision
al H=
2,40 m
con t
abla
de m
adera
y
pingo
sml
24.55
3,00
22,46
$ 551
.460,3
8
1.4Bo
dega
s y of
icina
s de m
adera
y cu
bierta
metá
lica
m250
.000,0
050
,68$ 2
.534.0
00,00
2EX
CAVA
CIÓN
Y M
OVIM
IENT
O DE
TIE
RRAS
2.1Ex
cava
ción a
bierta
en ro
ca co
n equ
ipo liv
iano
(comp
resor
)m3
37.63
4,30
56,85
$ 2.13
9.509
,89
2.2Ex
cava
ción s
ubter
ránea
con f
resad
ora y
mart
illom3
119.4
03,03
182,5
2$ 3
4.869
.505,5
1
2.3De
saloj
o de m
ateria
l con
volqu
eta (t
ransp
orte
10 km
)m3
157.0
37,33
9,27
$ 1.45
5.736
,03
2.4Tr
iturac
ión de
mate
rial
m327
.471,3
215
,00$ 4
12.06
9,87
3ES
TRUC
TURA
3.1
Horm
igón p
remez
clado
f'c=
180 k
g/cm
2. (V
aciad
o y
vibrad
o)m3
56.07
4,34
155,5
8$ 8
.724.0
45,72
3.2Ho
rmigó
n prem
ezcla
do f'c
=240
kg/cm
2. (V
aciad
o y
Vibr
ado)
m311
.243,5
017
9,40
$ 2.01
7.084
,56
3.3Ho
rmigó
n prem
ezcla
do f'c
=280
kg/cm
2. (V
aciad
o y
vibrad
o)m3
172.4
52,19
182,1
0$ 3
1.403
.543,8
0
3.4Ho
rmigó
n prem
ezcla
do f'c
=350
kg/cm
2. (V
aciad
o y
vibrad
o)m3
43.51
6,86
184,3
1$ 1
2.832
.949,1
4
3.5Bo
mbeo
de ho
rmigó
nm3
240.5
82,99
7,00
$ 1.68
4.080
,95
3.6So
porte
s con
cerch
as en
túne
lesTo
n56
,264.7
81,21
$ 268
.982,5
5
3.7Pe
rnos
de an
claje
25 m
mu
13.98
9,98
162,4
9$ 2
.273.2
31,15
3.8En
cofra
do/D
esen
cofra
do m
etálic
o para
mur
os-d
os ca
rasm2
6.390
,9813
,80$ 8
8.195
,47
3.9Pe
rforac
iones
para
inyec
cione
sm
110,0
051
,21$ 5
.633,1
0
3.10
Inye
ccion
es de
cons
olida
ción h
ormi
gón-
roca
m323
,5640
9,35
$ 9.64
5,08
3.11
Enco
frado
con t
abla
de m
onte
m295
.544,5
818
,15$ 1
.734.1
34,10
4Eq
uipo
s
4.1Tu
rbina
Pelto
n 4 ch
iflone
su
3,00
893.3
89,00
$ 2.68
0.167
,00
4.2Ge
nerad
ores
u3,0
064
4831
,73$ 1
.934.4
95,19
4.3Tr
ansfo
rmad
ores
u3,0
054
1471
,00$ 1
.624.4
13,00
4.4Co
mpue
rtas
u4,0
020
1653
,55$ 8
06.61
4,20
5Ot
ros
5.1Lim
pieza
final
de la
obra
m295
.000,1
21,7
1$ 1
62.45
0,21
5.2$ 8
.849.2
30,31
5.3$ 1
1.061
.537,8
9
5.4$ 3
7.200
.462,1
8
5.5$ 1
6.592
.306,8
4
$ 184
.318.9
16,16
TOTA
L
Sena
lizac
ión y
equip
o de p
rotec
ción p
erson
al
Impr
evist
os
Tran
spor
te, m
ontaj
e e in
stalac
ión de
equip
o elec
tróme
cánic
o
Inge
niería
y ad
minis
tració
n
NOV
ENER
OFE
BM
ARAB
RM
AYCO
STO
TOTA
LRU
BRO
DESC
RIPC
IÓN
JUN
JUL
AGO
SEPT
OCT
UNID
ADCA
NTID
ADPR
ECIO
UNI
TARI
OAÑ
O 1
AÑO
2
ENER
OFE
BM
ARAB
RM
AYJU
LAG
OSE
PTOC
TDI
CJU
NNO
VDI
C
AÑO
3
ENER
OFE
BM
ARAB
RM
AYJU
NJU
LOC
TNO
VDI
CAG
OSE
PT
245
Anexo 26. Cronograma valorado
1OBRA
S PRELIMINA
RES1
23
41
23
41
23
41
23
41
23
41
23
41
23
41
23
41
23
41
23
41
23
41
23
41
23
41
23
41
23
41
23
41
23
41
23
41
23
41
23
41
23
41
23
41
23
41
23
41
23
41
23
41
23
41
23
41
23
41
23
41
23
41
23
41
23
41
23
41
23
41
23
4
1.1Limpiez
a y desbroce d
el terreno
m279.494,
001,50
$ 119.241,00
14905,125
14905,125
14905,125
14905,125
14905,125
14905,125
14905,125
14905,125
1.2Replan
teo y nivelació
n con equipo t
opográfico
m299.367,
502,86
$ 284.191,05
35523,88125
35523,88125
35523,88125
35523,88125
35523,88125
35523,88125
35523,88125
35523,88125
1.3Cerram
iento provisio
nal H=2,40 m c
on tabla de ma
dera y
pingosml
24.553,00
22,46$ 551.4
60,38110292
,076110292
,076110292
,076110292
,076110292
,076
1.4Bodega
s y oficinas de
madera y cubi
erta metálica
m250.000,
0050,68
$ 2.534.000,00
316750316750
316750316750
316750316750
316750316750
2EXCAV
ACIÓN Y MOV
IMIENTO DE T
IERRAS
2.1Excava
ción abierta en
roca con equip
o liviano
(compresor)
m337.634,
3056,85
$ 2.139.509,89
213950,9886
213950,9886
213950,9886
213950,9886
213950,9886
213950,9886
213950,9886
213950,9886
213950,9886
213950,9886
2.2Excava
ción subterrán
ea con fresado
ra y martillo
m3119.403
,03182,52
$ 34.869.505,5
1288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315288177
,7315
2.3Desalo
jo de material c
on volqueta (tr
ansporte 10 km
)m3
157.037,33
9,27$ 1.455
.736,0337326,5
649537326,5
649537326,5
649537326,5
649537326,5
649537326,5
649537326,5
649537326,5
649537326,5
649537326,5
649537326,5
649537326,5
649537326,5
649537326,5
649537326,5
649537326,5
649537326,5
649537326,5
649537326,5
649537326,5
649537326,5
649537326,5
649537326,5
649537326,5
649537326,5
649537326,5
649537326,5
649537326,5
649537326,5
649537326,5
649537326,5
649537326,5
649537326,5
649537326,5
649537326,5
649537326,5
649537326,5
649537326,5
649537326,5
6495
2.4Tritura
ción de materia
lm3
27.471,32
15,00$ 412.0
69,8737460,8
973537460,8
973537460,8
973537460,8
973537460,8
973537460,8
973537460,8
973537460,8
973537460,8
973537460,8
973537460,8
9735
3ESTRU
CTURA
3.1 Hormig
ón premezclado
f'c=180 kg/cm
2. (Vaciado y
vibrado)
m356.074,
34155,58
$ 8.724.045,72
545252,8574
545252,8574
545252,8574
545252,8574
545252,8574
545252,8574
545252,8574
545252,8574
545252,8574
545252,8574
545252,8574
545252,8574
545252,8574
545252,8574
545252,8574
545252,8574
3.2Hormig
ón premezclado
f'c=240 kg/cm2
. (Vaciado y
Vibrado)
m311.243,
50179,40
$ 2.017.084,56
49197,18431
49197,18431
49197,18431
49197,18431
49197,18431
49197,18431
49197,18431
49197,18431
49197,18431
49197,18431
49197,18431
49197,18431
49197,18431
49197,18431
49197,18431
49197,18431
49197,18431
49197,18431
49197,18431
49197,18431
49197,18431
49197,18431
49197,18431
49197,18431
49197,18431
49197,18431
49197,18431
49197,18431
49197,18431
49197,18431
49197,18431
49197,18431
49197,18431
49197,18431
49197,18431
49197,18431
49197,18431
49197,18431
49197,18431
49197,18431
49197,18431
3.3Hormig
ón premezclado
f'c=280 kg/cm2
. (Vaciado y
vibrado)
m3172.452
,19182,10
$ 31.403.543,8
0196272
1,487196272
1,487196272
1,487196272
1,487196272
1,487196272
1,487196272
1,487196272
1,487196272
1,487196272
1,487196272
1,487196272
1,487196272
1,487196272
1,487196272
1,487196272
1,487
3.4Hormig
ón premezclado
f'c=350 kg/cm2
. (Vaciado y
vibrado)
m343.516,
86184,31
$ 12.832.949,1
4641647
,4571641647
,4571641647
,4571641647
,4571641647
,4571641647
,4571641647
,4571641647
,4571641647
,4571641647
,4571641647
,4571641647
,4571641647
,4571641647
,4571641647
,4571641647
,4571641647
,4571641647
,4571641647
,4571641647
,4571
3.5Bombe
o de hormigón
m3240.582
,997,00
$ 1.684.080,95
19137,28348
19137,28348
19137,28348
19137,28348
19137,28348
19137,28348
19137,28348
19137,28348
19137,28348
19137,28348
19137,28348
19137,28348
19137,28348
19137,28348
19137,28348
19137,28348
19137,28348
19137,28348
19137,28348
19137,28348
19137,28348
19137,28348
19137,28348
19137,28348
19137,28348
19137,28348
19137,28348
19137,28348
19137,28348
19137,28348
19137,28348
19137,28348
19137,28348
19137,28348
19137,28348
19137,28348
19137,28348
19137,28348
19137,28348
19137,28348
19137,28348
19137,28348
19137,28348
19137,28348
19137,28348
19137,28348
19137,28348
19137,28348
19137,28348
19137,28348
19137,28348
19137,28348
19137,28348
19137,28348
19137,28348
19137,28348
19137,28348
19137,28348
19137,28348
19137,28348
19137,28348
19137,28348
19137,28348
19137,28348
19137,28348
19137,28348
19137,28348
19137,28348
19137,28348
19137,28348
19137,28348
19137,28348
19137,28348
19137,28348
19137,28348
19137,28348
19137,28348
19137,28348
19137,28348
19137,28348
19137,28348
19137,28348
19137,28348
19137,28348
19137,28348
19137,28348
19137,28348
19137,28348
3.6Soporte
s con cerchas
en túneles
Ton56,26
4.781,21
$ 268.982,55
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
2318,815121
3.7Pernos
de anclaje 25
mmu
13.989,98
162,49$ 2.273
.231,1519596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
202319596,8
2023
3.8Encofra
do/Desencofra
do metálico pa
ra muros-dos c
arasm2
6.390,98
13,80$ 88.19
5,4714699,2
44814699,2
44814699,2
44814699,2
44814699,2
44814699,2
448
3.9Perfora
ciones para in
yecciones
m110,00
51,21$ 5.633
,102816,55
2816,55
3.10Inyecc
iones de conso
lidación hormig
ón-rocam3
23,56409,35
$ 9.645,08
4822,541073
4822,541073
3.11Encofra
do con tabla d
e monte
m295.544,
5818,15
$ 1.734.134,10
48170,39155
48170,39155
48170,39155
48170,39155
48170,39155
48170,39155
48170,39155
48170,39155
48170,39155
48170,39155
48170,39155
48170,39155
48170,39155
48170,39155
48170,39155
48170,39155
48170,39155
48170,39155
48170,39155
48170,39155
48170,39155
48170,39155
48170,39155
48170,39155
48170,39155
48170,39155
48170,39155
48170,39155
48170,39155
48170,39155
48170,39155
48170,39155
48170,39155
48170,39155
48170,39155
48170,39155
4Equipo
s
4.1Turbina
Pelton 4 chiflo
nesu
3,00893.389
,00$ 2.680
.167,00111673
,625111673
,625111673
,625111673
,625111673
,625111673
,625111673
,625111673
,625111673
,625111673
,625111673
,625111673
,625111673
,625111673
,625111673
,625111673
,625111673
,625111673
,625111673
,625111673
,625111673
,625111673
,625111673
,625111673
,625
4.2Genera
doresu
3,00644831
,73$ 1.934
.495,1980603,9
662580603,9
662580603,9
662580603,9
662580603,9
662580603,9
662580603,9
662580603,9
662580603,9
662580603,9
662580603,9
662580603,9
662580603,9
662580603,9
662580603,9
662580603,9
662580603,9
662580603,9
662580603,9
662580603,9
662580603,9
662580603,9
662580603,9
662580603,9
6625
4.3Transfo
rmadores
u3,00
541471,00
$ 1.624.413,00
67683,875
67683,875
67683,875
67683,875
67683,875
67683,875
67683,875
67683,875
67683,875
67683,875
67683,875
67683,875
67683,875
67683,875
67683,875
67683,875
67683,875
67683,875
67683,875
67683,875
67683,875
67683,875
67683,875
67683,875
4.4Compu
ertasu
4,00201653
,55$ 806.6
14,2053774,2
853774,2
853774,2
853774,2
853774,2
853774,2
853774,2
853774,2
853774,2
853774,2
853774,2
853774,2
853774,2
853774,2
853774,2
8
5Otros
5.1Limpiez
a final de la obr
am2
95.000,12
1,71$ 162.4
50,2140612,5
51340612,5
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INVERSIÓN A
CUMULADA
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31818269,56
33256261,99
33806566,34
34356870,69
35446065,65
36535260,61
37397552,24
38245144,62
39055410,43
40753364,32
41563630,14
42373895,95
43184161,76
43994427,58
44804693,39
45614959,2
46689454,92
48198858,83
49066615,29
49934371,74
50764801,63
51595231,52
52425661,41
53256091,3
54086521,19
57699026,18
60669883,71
63413837,9
66826354,5
70011967,76
73197581,02
76383194,28
79531480,97
82130849,84
83861667,9
85592485,96
87323304,03
89054122,09
90784940,15
93384309,02
95379356,99
96881165,83
99026628,13
100352491,4
101641028
102929564,7
104218101,4
105452863,8
106687626,2
107922388,5
109157150,9
110391913,3
111890905,6
113162994,6
115303634,3
116575723,3
117810485,7
119045248,1
120280010,5
121514772,9
122749535,2
123984297,6
125219060
126453822,4
128006589
129332452,2
130658315,5
131984178,7
133218941,1
135322254,3
136557016,7
137791779,1
139026541,4
140261303,8
143636493,9
146784780,6
150838944,6
154024557,9
157210171,1
160395784,4
163544071,1
166692357,8
168650079,2
170380897,3
171447421,4
173382496,2
174678740,2
175976990,2
177307744,2
178411594,9
179838743,5
180397341,3
180918612,5
181439883,8
181961155
183124073,7
183620956,7
183853609,9
184086263
184318916,2
INVERSIÓN M
ENSUAL
INVERSIÓN A
NUAL
0,235380
0,112276
0,254653
0,131549
0,131549
0,131549
0,314490
0,191387
0,478253
0,355149
0,335876
0,276038
0,276038
0,276038
0,276038
0,276038
0,499717
0,520041
0,426112
0,426112
0,426112
0,751369
0,628265
0,628265
0,939857
0,936817
0,318885
0,318885
0,298561
0,298561
0,780165
0,298561
0,298561
0,298561
0,298561
0,429640
0,449891
0,808391
0,318812
0,318812
0,298561
0,298561
0,298561
0,298561
0,298561
0,780165
0,298561
0,298561
0,590930
0,590930
0,467826
0,459851
0,439600
0,921204
0,439600
0,439600
0,439600
0,439600
0,439600
0,439600
0,582955
0,818909
0,470791
0,470791
0,450540
0,450540
0,450540
0,450540
0,450540
1,959921
1,611803
1,488699
1,851420
1,728316
1,728316
1,728316
1,708065
1,410256
0,939034
0,939034
0,939034
0,939034
0,939034
1,410256
1,082389
0,814788
1,163995
0,719331
0,699080
0,699080
0,699080
0,669905
0,669905
0,669905
0,669905
0,669905
0,813260
0,690156
1,161378
0,690156
0,669905
0,669905
0,669905
0,669905
0,669905
0,669905
0,669905
0,669905
0,842435
0,719331
0,719331
0,719331
0,669905
1,141127
0,669905
0,669905
0,669905
0,669905
1,831169
1,708065
2,199538
1,728316
1,728316
1,728316
1,708065
1,708065
1,062138
0,939034
0,578630
1,049851
0,703262
0,704350
0,721984
0,598881
0,774282
0,303060
0,282809
0,282809
0,282809
0,630927
0,269578
0,126223
0,126223
0,126223
0,235380
0,347655
0,602308
0,733857
0,865406
0,996955
1,311445
1,502832
1,981084
2,336233
2,672109
2,948147
3,224185
3,500224
3,776262
4,052300
4,552017
5,072057
5,498169
5,924281
6,350393
7,101761
7,730027
8,358292
9,298149
10,234966
10,553851
10,872736
11,171297
11,469858
12,250023
12,548584
12,847145
13,145706
13,444267
13,873907
14,323797
15,132189
15,451001
15,769813
16,068374
16,366935
16,665496
16,964057
17,262618
18,042783
18,341344
18,639905
19,230834
19,821764
20,289590
20,749441
21,189041
22,110245
22,549845
22,989445
23,429045
23,868645
24,308245
24,747845
25,330799
26,149708
26,620499
27,091290
27,541830
27,992369
28,442909
28,893449
29,343988
31,303909
32,915712
34,404411
36,255831
37,984147
39,712463
41,440779
43,148844
44,559100
45,498134
46,437169
47,376203
48,315237
49,254272
50,664528
51,746917
52,561705
53,725700
54,445031
55,144111
55,843191
56,542271
57,212177
57,882082
58,551987
59,221893
59,891798
60,705058
61,395215
62,556593
63,246750
63,916655
64,586560
65,256466
65,926371
66,596277
67,266182
67,936087
68,605993
69,448428
70,167759
70,887090
71,606421
72,276326
73,417453
74,087359
74,757264
75,427170
76,097075
77,928244
79,636308
81,835846
83,564162
85,292478
87,020794
88,728859
90,436924
91,499062
92,438096
93,016726
94,066578
94,769839
95,474189
96,196173
96,795054
97,569336
97,872397
98,155206
98,438016
98,720825
99,351753
99,621331
99,747554
99,873777
100,000000
AGOSEPT
OCTNOV
DICJUN
JULAGO
SEPTOCT
NOVDIC
ENEROFEB
MARABR
MAYJUN
ENEROFEB
MARABR
MAY
AÑO 1AÑO 2
AÑO 3
ENEROFEB
MARABR
MAYJUN
JULJUL
AGOSEPT
OCTNOV
DICRUBRO
DESCRIPCIÓN
UNIDAD
CANTIDAD
PRECIO
UNITARIO
COSTO TOTA
L
5100372,402
4939049,562
6183809,962
4128751,334
3241063,252
4319412,539
3321719,557
10157746,61
3888273,929
12969356,38
9209291,683
7791823,053
6968182,347
3088905,469
2442819,973
3494513,56
2201217,387
3088905,469
2663989,686
2035162,354
3450415,169
4486342,312
4634596,136
1194842,465
34356870,69
76035042,64
73927002,83
13611003,83
9985112,856
5596092,957
4420351,069
2726732,412
4939049,562
4939049,562
5530356,284
5807600,361
8993001,51
1352637,299
1417365,872
TOTAL
%SEMANAL
%ACUMULA
DO
Senalización y
equipo de pro
tección person
al
Imprevistos
Transporte, m
ontaje e instal
ación de equip
o electrómecán
ico
Ingeniería y ad
ministración
246
Anexo 27. Evaluación económica escenario pesimista
120557,05 KW
1056,08 GWh Año 1 $ 34.356.870,69
36 meses Año 2 $ 76.035.042,64
$ 184.318.916,16 Año 3 $ 73.927.002,83
$ 10.137.540,39
0,02
12%
$ 147.455.132,93
$ 10.321.859,31
$ 1.528,89
TOTAL
BENEFICIOSInversión
Interés por
financiamientoCostos de O&M
TOTAL
COSTOS
1 $ 0,00 $ 34.356.870,69 $ 0,00 $ 0,00 $ 34.356.870,69 -$ 34.356.870,69 -$ 30.675.777,40
2 $ 0,00 $ 76.035.042,64 $ 0,00 $ 0,00 $ 76.035.042,64 -$ 76.035.042,64 -$ 60.614.670,47
3 $ 0,00 $ 73.927.002,83 $ 0,00 $ 0,00 $ 73.927.002,83 -$ 73.927.002,83 -$ 52.619.780,40
4 $ 21.121.595,51 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 10.984.055,12 $ 6.980.565,60
5 $ 21.121.595,51 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 10.984.055,12 $ 6.232.647,86
6 $ 21.121.595,51 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 10.984.055,12 $ 5.564.864,16
7 $ 21.121.595,51 $ 0,00 $ 10.321.859,31 $ 10.137.540,39 $ 20.459.399,69 $ 662.195,82 $ 299.543,76
8 $ 21.121.595,51 $ 0,00 $ 10.321.859,31 $ 10.137.540,39 $ 20.459.399,69 $ 662.195,82 $ 267.449,78
9 $ 21.121.595,51 $ 0,00 $ 10.321.859,31 $ 10.137.540,39 $ 20.459.399,69 $ 662.195,82 $ 238.794,45
10 $ 21.121.595,51 $ 0,00 $ 10.321.859,31 $ 10.137.540,39 $ 20.459.399,69 $ 662.195,82 $ 213.209,33
11 $ 21.121.595,51 $ 0,00 $ 10.321.859,31 $ 10.137.540,39 $ 20.459.399,69 $ 662.195,82 $ 190.365,47
12 $ 21.121.595,51 $ 0,00 $ 10.321.859,31 $ 10.137.540,39 $ 20.459.399,69 $ 662.195,82 $ 169.969,17
13 $ 21.121.595,51 $ 1.761.422,35 $ 10.321.859,31 $ 10.137.540,39 $ 22.220.822,04 -$ 1.099.226,53 -$ 251.914,35
14 $ 21.121.595,51 $ 0,00 $ 10.321.859,31 $ 10.137.540,39 $ 20.459.399,69 $ 662.195,82 $ 135.498,38
15 $ 21.121.595,51 $ 0,00 $ 10.321.859,31 $ 10.137.540,39 $ 20.459.399,69 $ 662.195,82 $ 120.980,70
16 $ 21.121.595,51 $ 0,00 $ 10.321.859,31 $ 10.137.540,39 $ 20.459.399,69 $ 662.195,82 $ 108.018,48
17 $ 21.121.595,51 $ 0,00 $ 10.321.859,31 $ 10.137.540,39 $ 20.459.399,69 $ 662.195,82 $ 96.445,07
18 $ 21.121.595,51 $ 0,00 $ 10.321.859,31 $ 10.137.540,39 $ 20.459.399,69 $ 662.195,82 $ 86.111,67
19 $ 21.121.595,51 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 10.984.055,12 $ 1.275.323,24
20 $ 21.121.595,51 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 10.984.055,12 $ 1.138.681,46
21 $ 21.121.595,51 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 10.984.055,12 $ 1.016.679,88
22 $ 21.121.595,51 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 10.984.055,12 $ 907.749,89
23 $ 21.121.595,51 $ 1.761.422,35 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 11.898.962,74 $ 9.222.632,77 $ 680.519,22
24 $ 21.121.595,51 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 10.984.055,12 $ 723.652,65
25 $ 21.121.595,51 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 10.984.055,12 $ 646.118,44
26 $ 21.121.595,51 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 10.984.055,12 $ 576.891,47
27 $ 21.121.595,51 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 10.984.055,12 $ 515.081,67
28 $ 21.121.595,51 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 10.984.055,12 $ 459.894,34
29 $ 21.121.595,51 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 10.984.055,12 $ 410.619,95
30 $ 21.121.595,51 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 10.984.055,12 $ 366.624,96
31 $ 21.121.595,51 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 10.984.055,12 $ 327.343,71
32 $ 21.121.595,51 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 10.984.055,12 $ 292.271,17
33 $ 21.121.595,51 $ 1.761.422,35 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 11.898.962,74 $ 9.222.632,77 $ 219.108,98
34 $ 21.121.595,51 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 10.984.055,12 $ 232.996,79
35 $ 21.121.595,51 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 10.984.055,12 $ 208.032,85
36 $ 21.121.595,51 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 10.984.055,12 $ 185.743,61
37 $ 21.121.595,51 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 10.984.055,12 $ 165.842,51
38 $ 21.121.595,51 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 10.984.055,12 $ 148.073,67
39 $ 21.121.595,51 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 10.984.055,12 $ 132.208,63
40 $ 21.121.595,51 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 10.984.055,12 $ 118.043,42
41 $ 21.121.595,51 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 10.984.055,12 $ 105.395,91
42 $ 21.121.595,51 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 10.984.055,12 $ 94.103,49
43 $ 21.121.595,51 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 10.984.055,12 $ 84.020,98
44 $ 21.121.595,51 $ 7.045.689,39 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 17.183.229,78 $ 3.938.365,73 $ 26.898,19
45 $ 21.121.595,51 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 10.984.055,12 $ 66.981,01
46 $ 21.121.595,51 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 10.984.055,12 $ 59.804,47
47 $ 21.121.595,51 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 10.984.055,12 $ 53.396,85
48 $ 21.121.595,51 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 10.984.055,12 $ 47.675,76
49 $ 21.121.595,51 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 10.984.055,12 $ 42.567,64
50 $ 21.121.595,51 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 10.984.055,12 $ 38.006,82
51 $ 21.121.595,51 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 10.984.055,12 $ 33.934,66
52 $ 21.121.595,51 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 10.984.055,12 $ 30.298,81
53 $ 21.121.595,51 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 10.984.055,12 $ 27.052,51
-$ 112.000.039,10
($ 112.000.039,10)
$ 124.849.286,22
$ 236.849.325,32
3%
$ 0,53
DATOS GENERALES PROYECTO HIDROELÉCTRICO MACHINAZA
Flujo de inversiones ($)
Interés anual por financiamiento
AÑO FNC (B-C) VA = VF/(1+i)^n
Potencia Instalada
Generación Media Anual
Periodo de construcción
Inversión Total ($)
Operación y Mantenimiento (Anual)
Precio de Generación (ctvs USD/Kwh)
Tasa de descuento
Financiamiento ($)
Costo KW-instalado
VAN e =
VAN BENEFICIOS =
VAN COSTOS =
TIR =
B/C e =
$ 21.121.595,51
Construcción
V
i
d
a
ú
t
i
l
EGRESOS O COSTOS
VAN =
$ 21.121.595,51
$ 21.121.595,51
$ 21.121.595,51
$ 21.121.595,51
$ 21.121.595,51
$ 21.121.595,51
$ 21.121.595,51
$ 21.121.595,51
$ 21.121.595,51
$ 21.121.595,51
$ 21.121.595,51
$ 21.121.595,51
$ 21.121.595,51
$ 21.121.595,51
$ 21.121.595,51
$ 21.121.595,51
$ 21.121.595,51
$ 21.121.595,51
$ 21.121.595,51
$ 21.121.595,51
$ 21.121.595,51
$ 21.121.595,51
$ 21.121.595,51
$ 21.121.595,51
$ 21.121.595,51
$ 21.121.595,51
$ 21.121.595,51
$ 21.121.595,51
$ 21.121.595,51
$ 21.121.595,51
$ 21.121.595,51
$ 21.121.595,51
$ 21.121.595,51
$ 21.121.595,51
$ 21.121.595,51
$ 21.121.595,51
$ 21.121.595,51
$ 21.121.595,51
$ 21.121.595,51
$ 21.121.595,51
$ 21.121.595,51
$ 21.121.595,51
$ 21.121.595,51
BENEFICIOS
Ingresos por venta de
energía
$ 0,00
$ 0,00
$ 0,00
$ 21.121.595,51
$ 21.121.595,51
$ 21.121.595,51
$ 21.121.595,51
$ 21.121.595,51
$ 21.121.595,51
247
Anexo 28. Evaluación económica escenario normal
120557,05 KW
1056,08 GWh Año 1 $ 34.356.870,69
36 meses Año 2 $ 76.035.042,64
$ 184.318.916,16 Año 3 $ 73.927.002,83
$ 10.137.540,39
0,04793
12%
$ 147.455.132,93
$ 10.321.859,31
$ 1.528,89
TOTAL
BENEFICIOSInversión
Interés por
financiamientoCostos de O&M
TOTAL
COSTOS
1 $ 0,00 $ 34.356.870,69 $ 0,00 $ 0,00 $ 34.356.870,69 -$ 34.356.870,69 -$ 30.675.777,40
2 $ 0,00 $ 76.035.042,64 $ 0,00 $ 0,00 $ 76.035.042,64 -$ 76.035.042,64 -$ 60.614.670,47
3 $ 0,00 $ 73.927.002,83 $ 0,00 $ 0,00 $ 73.927.002,83 -$ 73.927.002,83 -$ 52.619.780,40
4 $ 50.617.903,64 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 40.480.363,25 $ 25.726.002,67
5 $ 50.617.903,64 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 40.480.363,25 $ 22.969.645,24
6 $ 50.617.903,64 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 40.480.363,25 $ 20.508.611,82
7 $ 50.617.903,64 $ 0,00 $ 10.321.859,31 $ 10.137.540,39 $ 20.459.399,69 $ 30.158.503,95 $ 13.642.175,60
8 $ 50.617.903,64 $ 0,00 $ 10.321.859,31 $ 10.137.540,39 $ 20.459.399,69 $ 30.158.503,95 $ 12.180.513,93
9 $ 50.617.903,64 $ 0,00 $ 10.321.859,31 $ 10.137.540,39 $ 20.459.399,69 $ 30.158.503,95 $ 10.875.458,86
10 $ 50.617.903,64 $ 0,00 $ 10.321.859,31 $ 10.137.540,39 $ 20.459.399,69 $ 30.158.503,95 $ 9.710.231,13
11 $ 50.617.903,64 $ 0,00 $ 10.321.859,31 $ 10.137.540,39 $ 20.459.399,69 $ 30.158.503,95 $ 8.669.849,22
12 $ 50.617.903,64 $ 0,00 $ 10.321.859,31 $ 10.137.540,39 $ 20.459.399,69 $ 30.158.503,95 $ 7.740.936,80
13 $ 50.617.903,64 $ 1.761.422,35 $ 10.321.859,31 $ 10.137.540,39 $ 22.220.822,04 $ 28.397.081,60 $ 6.507.878,18
14 $ 50.617.903,64 $ 0,00 $ 10.321.859,31 $ 10.137.540,39 $ 20.459.399,69 $ 30.158.503,95 $ 6.171.027,43
15 $ 50.617.903,64 $ 0,00 $ 10.321.859,31 $ 10.137.540,39 $ 20.459.399,69 $ 30.158.503,95 $ 5.509.845,92
16 $ 50.617.903,64 $ 0,00 $ 10.321.859,31 $ 10.137.540,39 $ 20.459.399,69 $ 30.158.503,95 $ 4.919.505,28
17 $ 50.617.903,64 $ 0,00 $ 10.321.859,31 $ 10.137.540,39 $ 20.459.399,69 $ 30.158.503,95 $ 4.392.415,43
18 $ 50.617.903,64 $ 0,00 $ 10.321.859,31 $ 10.137.540,39 $ 20.459.399,69 $ 30.158.503,95 $ 3.921.799,49
19 $ 50.617.903,64 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 40.480.363,25 $ 4.700.044,50
20 $ 50.617.903,64 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 40.480.363,25 $ 4.196.468,31
21 $ 50.617.903,64 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 40.480.363,25 $ 3.746.846,70
22 $ 50.617.903,64 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 40.480.363,25 $ 3.345.398,84
23 $ 50.617.903,64 $ 1.761.422,35 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 11.898.962,74 $ 38.718.940,90 $ 2.856.991,50
24 $ 50.617.903,64 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 40.480.363,25 $ 2.666.931,47
25 $ 50.617.903,64 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 40.480.363,25 $ 2.381.188,82
26 $ 50.617.903,64 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 40.480.363,25 $ 2.126.061,44
27 $ 50.617.903,64 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 40.480.363,25 $ 1.898.269,15
28 $ 50.617.903,64 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 40.480.363,25 $ 1.694.883,17
29 $ 50.617.903,64 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 40.480.363,25 $ 1.513.288,54
30 $ 50.617.903,64 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 40.480.363,25 $ 1.351.150,48
31 $ 50.617.903,64 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 40.480.363,25 $ 1.206.384,36
32 $ 50.617.903,64 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 40.480.363,25 $ 1.077.128,89
33 $ 50.617.903,64 $ 1.761.422,35 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 11.898.962,74 $ 38.718.940,90 $ 919.874,80
34 $ 50.617.903,64 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 40.480.363,25 $ 858.680,56
35 $ 50.617.903,64 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 40.480.363,25 $ 766.679,07
36 $ 50.617.903,64 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 40.480.363,25 $ 684.534,88
37 $ 50.617.903,64 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 40.480.363,25 $ 611.191,86
38 $ 50.617.903,64 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 40.480.363,25 $ 545.707,02
39 $ 50.617.903,64 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 40.480.363,25 $ 487.238,41
40 $ 50.617.903,64 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 40.480.363,25 $ 435.034,29
41 $ 50.617.903,64 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 40.480.363,25 $ 388.423,48
42 $ 50.617.903,64 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 40.480.363,25 $ 346.806,68
43 $ 50.617.903,64 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 40.480.363,25 $ 309.648,82
44 $ 50.617.903,64 $ 7.045.689,39 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 17.183.229,78 $ 33.434.673,86 $ 228.351,62
45 $ 50.617.903,64 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 40.480.363,25 $ 246.850,14
46 $ 50.617.903,64 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 40.480.363,25 $ 220.401,91
47 $ 50.617.903,64 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 40.480.363,25 $ 196.787,42
48 $ 50.617.903,64 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 40.480.363,25 $ 175.703,06
49 $ 50.617.903,64 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 40.480.363,25 $ 156.877,73
50 $ 50.617.903,64 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 40.480.363,25 $ 140.069,40
51 $ 50.617.903,64 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 40.480.363,25 $ 125.061,96
52 $ 50.617.903,64 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 40.480.363,25 $ 111.662,47
53 $ 50.617.903,64 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 40.480.363,25 $ 99.698,63
$ 62.351.989,10
$ 62.351.989,10
$ 299.201.314,42
$ 236.849.325,32
17%
$ 1,26B/C e =
$ 50.617.903,64
$ 50.617.903,64
$ 50.617.903,64
VAN =
VAN e =
VAN BENEFICIOS =
$ 50.617.903,64
$ 50.617.903,64
DATOS GENERALES PROYECTO HIDROELÉCTRICO MACHINAZA
VAN COSTOS =
TIR =
$ 50.617.903,64
$ 50.617.903,64
$ 50.617.903,64
$ 50.617.903,64
$ 50.617.903,64
$ 50.617.903,64
$ 50.617.903,64
$ 50.617.903,64
$ 50.617.903,64
$ 50.617.903,64
$ 50.617.903,64
$ 50.617.903,64
$ 50.617.903,64
$ 50.617.903,64
$ 50.617.903,64
$ 50.617.903,64
$ 50.617.903,64
$ 50.617.903,64
$ 50.617.903,64
$ 50.617.903,64
$ 50.617.903,64
$ 50.617.903,64
$ 50.617.903,64
$ 50.617.903,64
$ 50.617.903,64
$ 50.617.903,64
$ 50.617.903,64
$ 50.617.903,64
$ 50.617.903,64
$ 50.617.903,64
$ 50.617.903,64
$ 50.617.903,64
$ 50.617.903,64
$ 50.617.903,64
$ 50.617.903,64
Construcción
$ 0,00
$ 0,00
$ 0,00
V
i
d
a
ú
t
i
l
$ 50.617.903,64
$ 50.617.903,64
$ 50.617.903,64
$ 50.617.903,64
$ 50.617.903,64
$ 50.617.903,64
$ 50.617.903,64
$ 50.617.903,64
$ 50.617.903,64
$ 50.617.903,64
AÑO
BENEFICIOS EGRESOS O COSTOS
FNC (B-C) VA = VF/(1+i)^nIngresos por venta de
energía
Costo KW-instalado
Potencia Instalada Flujo de inversiones ($)
Generación Media Anual
Periodo de construcción
Inversión Total ($)
Operación y Mantenimiento (Anual)
Precio de Generación (ctvs USD/Kwh)
Tasa de descuento
Financiamiento ($)
Interés anual por financiamiento
248
Anexo 29. Evaluación económica escenario optimista
120557,05 KW
1056,08 GWh Año 1 $ 34.356.870,69
36 meses Año 2 $ 76.035.042,64
$ 184.318.916,16 Año 3 $ 73.927.002,83
$ 10.137.540,39
0,057
12%
$ 147.455.132,93
$ 10.321.859,31
$ 1.528,89
TOTAL
BENEFICIOSInversión
Interés por
financiamientoCostos de O&M
TOTAL
COSTOS
1 $ 0,00 $ 34.356.870,69 $ 0,00 $ 0,00 $ 34.356.870,69 -$ 34.356.870,69 -$ 30.675.777,40
2 $ 0,00 $ 76.035.042,64 $ 0,00 $ 0,00 $ 76.035.042,64 -$ 76.035.042,64 -$ 60.614.670,47
3 $ 0,00 $ 73.927.002,83 $ 0,00 $ 0,00 $ 73.927.002,83 -$ 73.927.002,83 -$ 52.619.780,40
4 $ 60.196.547,20 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 50.059.006,82 $ 31.813.403,82
5 $ 60.196.547,20 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 50.059.006,82 $ 28.404.824,84
6 $ 60.196.547,20 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 50.059.006,82 $ 25.361.450,75
7 $ 60.196.547,20 $ 0,00 $ 10.321.859,31 $ 10.137.540,39 $ 20.459.399,69 $ 39.737.147,51 $ 17.975.067,50
8 $ 60.196.547,20 $ 0,00 $ 10.321.859,31 $ 10.137.540,39 $ 20.459.399,69 $ 39.737.147,51 $ 16.049.167,41
9 $ 60.196.547,20 $ 0,00 $ 10.321.859,31 $ 10.137.540,39 $ 20.459.399,69 $ 39.737.147,51 $ 14.329.613,76
10 $ 60.196.547,20 $ 0,00 $ 10.321.859,31 $ 10.137.540,39 $ 20.459.399,69 $ 39.737.147,51 $ 12.794.298,00
11 $ 60.196.547,20 $ 0,00 $ 10.321.859,31 $ 10.137.540,39 $ 20.459.399,69 $ 39.737.147,51 $ 11.423.480,35
12 $ 60.196.547,20 $ 0,00 $ 10.321.859,31 $ 10.137.540,39 $ 20.459.399,69 $ 39.737.147,51 $ 10.199.536,03
13 $ 60.196.547,20 $ 1.761.422,35 $ 10.321.859,31 $ 10.137.540,39 $ 22.220.822,04 $ 37.975.725,16 $ 8.703.056,06
14 $ 60.196.547,20 $ 0,00 $ 10.321.859,31 $ 10.137.540,39 $ 20.459.399,69 $ 39.737.147,51 $ 8.131.007,68
15 $ 60.196.547,20 $ 0,00 $ 10.321.859,31 $ 10.137.540,39 $ 20.459.399,69 $ 39.737.147,51 $ 7.259.828,28
16 $ 60.196.547,20 $ 0,00 $ 10.321.859,31 $ 10.137.540,39 $ 20.459.399,69 $ 39.737.147,51 $ 6.481.989,54
17 $ 60.196.547,20 $ 0,00 $ 10.321.859,31 $ 10.137.540,39 $ 20.459.399,69 $ 39.737.147,51 $ 5.787.490,66
18 $ 60.196.547,20 $ 0,00 $ 10.321.859,31 $ 10.137.540,39 $ 20.459.399,69 $ 39.737.147,51 $ 5.167.402,37
19 $ 60.196.547,20 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 50.059.006,82 $ 5.812.189,94
20 $ 60.196.547,20 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 50.059.006,82 $ 5.189.455,30
21 $ 60.196.547,20 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 50.059.006,82 $ 4.633.442,23
22 $ 60.196.547,20 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 50.059.006,82 $ 4.137.001,99
23 $ 60.196.547,20 $ 1.761.422,35 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 11.898.962,74 $ 48.297.584,47 $ 3.563.780,03
24 $ 60.196.547,20 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 50.059.006,82 $ 3.297.992,66
25 $ 60.196.547,20 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 50.059.006,82 $ 2.944.636,30
26 $ 60.196.547,20 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 50.059.006,82 $ 2.629.139,56
27 $ 60.196.547,20 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 50.059.006,82 $ 2.347.446,03
28 $ 60.196.547,20 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 50.059.006,82 $ 2.095.933,96
29 $ 60.196.547,20 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 50.059.006,82 $ 1.871.369,61
30 $ 60.196.547,20 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 50.059.006,82 $ 1.670.865,72
31 $ 60.196.547,20 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 50.059.006,82 $ 1.491.844,39
32 $ 60.196.547,20 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 50.059.006,82 $ 1.332.003,92
33 $ 60.196.547,20 $ 1.761.422,35 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 11.898.962,74 $ 48.297.584,47 $ 1.147.441,79
34 $ 60.196.547,20 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 50.059.006,82 $ 1.061.865,37
35 $ 60.196.547,20 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 50.059.006,82 $ 948.094,08
36 $ 60.196.547,20 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 50.059.006,82 $ 846.512,57
37 $ 60.196.547,20 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 50.059.006,82 $ 755.814,80
38 $ 60.196.547,20 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 50.059.006,82 $ 674.834,64
39 $ 60.196.547,20 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 50.059.006,82 $ 602.530,93
40 $ 60.196.547,20 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 50.059.006,82 $ 537.974,04
41 $ 60.196.547,20 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 50.059.006,82 $ 480.333,97
42 $ 60.196.547,20 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 50.059.006,82 $ 428.869,61
43 $ 60.196.547,20 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 50.059.006,82 $ 382.919,30
44 $ 60.196.547,20 $ 7.045.689,39 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 17.183.229,78 $ 43.013.317,43 $ 293.771,69
45 $ 60.196.547,20 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 50.059.006,82 $ 305.260,92
46 $ 60.196.547,20 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 50.059.006,82 $ 272.554,39
47 $ 60.196.547,20 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 50.059.006,82 $ 243.352,14
48 $ 60.196.547,20 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 50.059.006,82 $ 217.278,69
49 $ 60.196.547,20 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 50.059.006,82 $ 193.998,83
50 $ 60.196.547,20 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 50.059.006,82 $ 173.213,24
51 $ 60.196.547,20 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 50.059.006,82 $ 154.654,68
52 $ 60.196.547,20 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 50.059.006,82 $ 138.084,54
53 $ 60.196.547,20 $ 0,00 $ 0,00 $ 10.137.540,39 $ 10.137.540,39 $ 50.059.006,82 $ 123.289,77
$ 118.971.140,40
$ 118.971.140,40
$ 355.820.465,72
$ 236.849.325,32
21%
$ 1,50
Costo KW-instalado
Potencia Instalada Flujo de inversiones ($)
Generación Media Anual
Periodo de construcción
Inversión Total ($)
Operación y Mantenimiento (Anual)
Precio de Generación (ctvs USD/Kwh)
Tasa de descuento
Financiamiento ($)
Interés anual por financiamiento
AÑO
BENEFICIOS EGRESOS O COSTOS
FNC (B-C) VA = VF/(1+i)^nIngresos por venta de
energía
$ 60.196.547,20
Construcción
$ 0,00
$ 0,00
$ 0,00
V
i
d
a
ú
t
i
l
$ 60.196.547,20
$ 60.196.547,20
$ 60.196.547,20
$ 60.196.547,20
$ 60.196.547,20
$ 60.196.547,20
$ 60.196.547,20
$ 60.196.547,20
$ 60.196.547,20
$ 60.196.547,20
$ 60.196.547,20
$ 60.196.547,20
$ 60.196.547,20
$ 60.196.547,20
$ 60.196.547,20
$ 60.196.547,20
$ 60.196.547,20
$ 60.196.547,20
$ 60.196.547,20
$ 60.196.547,20
$ 60.196.547,20
$ 60.196.547,20
$ 60.196.547,20
$ 60.196.547,20
$ 60.196.547,20
$ 60.196.547,20
$ 60.196.547,20
$ 60.196.547,20
$ 60.196.547,20
$ 60.196.547,20
$ 60.196.547,20
$ 60.196.547,20
$ 60.196.547,20
$ 60.196.547,20
$ 60.196.547,20
DATOS GENERALES PROYECTO HIDROELÉCTRICO MACHINAZA
VAN COSTOS =
TIR =
$ 60.196.547,20
$ 60.196.547,20
$ 60.196.547,20
$ 60.196.547,20
$ 60.196.547,20
$ 60.196.547,20
$ 60.196.547,20
$ 60.196.547,20
$ 60.196.547,20
$ 60.196.547,20
$ 60.196.547,20
B/C e =
$ 60.196.547,20
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Anexo 30. Matriz de interacción
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sólidos y líquidos
Interrupción de producción
hidroenergética
Restauración de paisajes y espacios
naturales
Excavación, nivelación y relleno
Construcción de infraestructura de
presa vertedero
Suministro y colocación de hormigón y
acero de refuerzo
Construcción de otras obras civiles
Sostenimiento y revestimiento de
túneles
Retiro de equipo y maquinaria
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Montaje de equipos
Transporte de maquinaria y materiales
250
Anexo 31. Matriz de valoración
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Anexo 32. Matriz de importancia
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Interrupción de producción
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naturales
Excavación, nivelación y relleno
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acero de refuerzo
Construcción de otras obras civiles
Sostenimiento y revestimiento de
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Retiro de equipo y maquinaria
Desmantelamiento de instalaciones
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252
Anexo 33. Matriz de magnitud
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naturales
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Suministro y colocación de hormigón y
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Transporte de maquinaria y materiales
BIÓTICO
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254
Anexo 35. Plano de implantación obras de embalse, alternativa A y secciones
transversales en el eje del río.
Anexo 36. Plano de implantación obras de embalse, alternativa B y perfil del eje
del río.
Anexo 37. Plano del sistema hidráulico, planta y perfil.
Anexo 38. Plano de zona de presa-planta. Presa derivadora.
Anexo 39. Plano del túnel de construcción, obra de toma, presa ciega y corte
geológico.
Anexo 40. Plano de perfiles de ejes y secciones transversales típicas.