Navarro - resumen (Argentina) - Comité Argentino de Presas

EXPERIENCIA ARGENTINA EN EL DISEÑO
Y CONSTRUCCIÓN DE PRESAS CFRD
Oscar Elpidio NAVARRO
Obras Hidráulicas y Presas de Embalse, HISSA
ARGENTINA
1 INTRODUCCIÓN
Como es de conocimiento generalizado, la utilización de presas de
materiales sueltos, principalmente enrocados, impermeabilizadas en la cara de
aguas arriba con una losa de hormigón (presa tipo CFRD), constituye una
solución cuya utilización comenzó en la primer parte del siglo pasado
encontrándose en la literatura universal diversos antecedentes de daños
significativos de la losa de aguas arriba, provocados básicamente por el
asentamiento del material de apoyo de la misma, por lo cual se disminuyó la
utilización porcentual de este tipo de presas a fines de la década de 1940.
Los asentamientos se originaban, principalmente, en el proceso de
colocación de los enrocados, los cuales eran volcados sin ningún tipo de
compactación especial, siendo muy propensos a sufrir deformaciones de
importancia. Estas deformaciones, que en presas con núcleo podían ser
absorbidas por la deformación de los materiales sueltos, eran normalmente
incompatibles con las losas de hormigón, generándose fisuras, roturas, y
consecuentemente filtraciones de cierta importancia.
En la época mencionada se comenzó con la utilización de las presas
impermeabilizadas con pantallas de concreto asfálticos que cumplían con la
facilidad constructiva de las CFRD, además de disponer de un material de una
gran deformabilidad, las cuales no alcanzaron una difusión generalizada.
Con posterioridad a la primer etapa de las presas CFRD, ya avanzada la
segunda mitad del siglo veinte, la tecnología de la construcción incorporó al
equipamiento disponible elementos que permitían lograr buenas compactaciones
en terraplenes y, especialmente, en presas de enrocado, con lo cual se redujo
substancialmente la posibilidad de deformaciones de importancia.
A partir de la década de 1970 se inicia una nueva etapa en el desarrollo de
las presas impermeabilizadas con losa de hormigón, incrementándose
substancialmente la cantidad, importancia y magnitud de las mismas,
constituyéndose en prácticamente todos los proyectos una alternativa obligada
del diseño con la cual comparar las distintas soluciones seleccionadas.

2 FRECUENCIA DE EJECUCIÓN DE LAS PRESAS CFRD
A partir de la situación precedentemente señalada se ha dado un
substancial incremento porcentual de las presas CFRD en relación al universo
de la totalidad de presas ejecutadas. Se considera actualmente normal la
ejecución de presas del orden de 180 – 200 m en zonas de muy alta sismicidad,
e incluso se encuentra en planificación y construcción presas que llegan a
prácticamente 280 m; se han ejecutado asimismo losas de hasta 180.000 m 2 .
Recientemente se ha completado el llenado y verificado un adecuado
comportamiento de Shuibuya, en China, con 230 m de altura.
En la República Argentina, el desarrollo de las presas CFRD acompañó a
la experiencia mundial, aún dentro del relativamente reducido número de presas
ejecutadas en nuestro país.
Algunos números resumen de la experiencia mundial muestran que en el
período que va desde 1980 al año 2010, se produjo la mayor parte del desarrollo
de presas CFRD en el mundo donde la cantidad total de proyectos finalizados es
del orden de 300; aproximadamente un 50 % exclusivamente en China, y el resto
distribuido alrededor del mundo.
Un detalle de la cantidad de proyectos finalizados a lo largo del tiempo, se
muestra en el siguiente gráfico.
Presas CFRD terminadas en el mundo
Cantidad de presas
180
160
140
120
100
80
60
40
20
0
Hasta
1930
1930-
1940
1940-
1950
1950-
1960
1960-
1970
1970-
1980
1980-
1990
1990-
2000
2000-
2010
Períodos considerados
Figura 1 – Presas CFRD completadas
En tanto en Sudamérica en general, y en nuestro país en particular, la
cantidad de presas ejecutadas, con distintos tipos de solución como con presas
CFRD en particular, es más reducida.
Por otra parte ha sido considerada la cantidad de presas habilitadas en el
mundo durante el mismo período, la cual se muestra en la Figura 2.

Presas Finalizadas en el mundo
2000 - 2010
OTRAS
9%
43%
CFRD
RCC
48%
Figura 2 – Distribución de presas finalizadas en el mundo 2000 - 2010
Puede apreciarse que aún cuando no es la tipología de presas mas
usualmente utilizada, que corresponde a las presas RCC, absorbe una porción
muy importante de la cantidad de presas finalizadas.
La importante cantidad de presas CFRD ejecutadas debe ser tenida en
cuenta cuando se comentan en incidentes detectados en presas de este tipo
como pueden ser Campos Novos, Barra Grande y Mohale, que representan un
porcentaje relativamente bajo dentro del universo de estructuras ejecutadas.
A los efectos de la experiencia local y regional, fueron utilizadas
inicialmente las conclusiones y recomendaciones existentes en la bibliografía
internacional y la asistencia de conocidos especialistas, con la necesaria
adaptación a las condiciones locales, situación ésta que debe ser revertida, ya
que se dispone en la actualidad de experiencias nacionales concretas que sirven
de antecedentes válidos.
3 PRESAS CFRD CONSTRUIDAS EN ARGENTINA
Las presas CFRD que fueron construidas en nuestro país pueden ser
divididas en dos etapas netamente diferenciadas. La primera de ellas, con
anterioridad a 1980, donde primaban los criterios de principios de siglo, y con
posterioridad a dicha fecha, donde se ha comenzado a utilizar los más modernos
conceptos que comenzaron a difundirse en el mundo.
3.1 PRIMERA ETAPA

1.1.2 Zanjón Frías
Constituye uno de los primeros proyectos ejecutados con cara de hormigón
y fue emplazada sobre el zanjón Frías, en la Provincia de Mendoza.
Fue construida de materiales sueltos con un revestimiento de hormigón de 0,30
m de espesor sobre el talud aguas arriba y de mampostería sobre el
coronamiento y talud aguas abajo. Su altura máxima era de 15.00 m y la
principal función de la presa era el control de los torrentes aluvionales que se
generan en el pedemonte de la cordillera de los andes.
Fig. 2 – Presa Zanjón Frías luego de sobrepaso
En enero de 1970 se produjo la rotura de la presa por sobrepaso, ante una
importante tormenta y como consecuencia de dos aspectos: por una parte la
falta de un mantenimiento adecuado que impidió disponer de la totalidad de la
capacidad de evacuación y por otra que la avenida que produjo la rotura era de
un período de recurrencia de sólo 10 años.
Se produjeron 42 muertos y 60 desaparecidos. Quedaron 500 personas sin
vivienda, 1000 automóviles dañados, 2 puentes destruidos y una línea de Alta
Tensión afectada.
Constituye la mayor catástrofe generada en nuestro país por la rotura de
una presa de embalse y el mejor ejemplo de la rigurosidad que debe seguirse
para el diseño, construcción y operación de una presa de embalse. La presa fue
reconstruida en el año 1973 con otro proyecto.
3.1.1 El Chañar
Esta presa constituye el Dique Compensador de la Central Planicie
Banderita, sobre el Río Neuquén, Provincia del Neuquén, con una altura máxima
de 16 m e importante longitud. Su principal destino es el de regular el río,
compatibilizando las erogaciones de la central hidroeléctrica aguas arriba con los
requerimientos de riego ubicados aguas abajo.
En el momento de su diseño y ejecución (1976-1978), aún persistía el
estigma de las posibilidades de rotura de la losa de aguas arriba, como una
consecuencia de importantes deformaciones, razón por la cual se analizó la

posibilidad de efectuar la impermeabilización del cuerpo de la presa con una
pantalla de concreto asfáltico, confirmándose finalmente la utilización de la losa
de hormigón.
Corresponde a una presa de gran longitud y reducida altura, ejecutada en
su parte frontal con una sección zonificada y núcleo central impermeable. Para la
presa lateral, aún de menor altura, se prefirió la utilización de la solución CFRD
para evitar complicaciones constructivas generadas por la ejecución de una
presa zonificada, donde la colocación de diferentes materiales en la parte
superior de la misma, es siempre dificultosa. Los trabajos, definidos sobre la
marcha de las obras, fueron ejecutados con equipos disponibles en el
Emplazamiento sin necesidad de incorporación especial alguna.
EL CHAÑAR - Presa lateral
Nivel maximo 340,50m
343,52
Losa de hormigón e=25cm
2
Gravas arenosas
1
Gravas seleccionadas > 3"
Relleno de limo sin
compactar
1
2
Gravas arenosas
seleccionadas
Canal de drenaje permanente
Limo
Limo
Nivel freatico deprimido
Dren
Viga cabezal
Diafragma de hormigon
Aluvión / Grava
Roca
Figura 3 – Presa El Chañar
Por otra parte, la independencia secuencial de construcción de la presa e
impermeabilización de la fundación permitió disponer de ventajas programáticas
indispensables en este caso, por la necesidad de compensar en fecha temprana
los caudales de la central hidroeléctrica, ubicada aguas arriba y principal objetivo
de las obras. Su comportamiento ha sido excelente hasta el momento.
3.2 SEGUNDA ETAPA
Se inicia en el año 1992 con el proyecto Pichi Picun Leufu (Río Negro –
Neuquén), posteriormente la presa de Nogolí (San Luis), la presa Potrerillos
(Mendoza), Caracoles (San Juan) todas éstas en operación. Actualmente se
encuentran en ejecución en nuestro país las presas de Punta Negra (San Juan)
y San Francisco (San Luis) con similar solución.
3.2.1 Pichi Picun Leufu

Pichi Picun Leufu es un Aprovechamiento Hidroeléctrico sobre el río Limay,
entre las provincias de Neuquén y Río Negro, con un salto útil de 21 m y una
altura máxima sobre la roca de fundación de 54 m. Su equipamiento de
generación está constituido por tres turbinas Kaplan de 90 MW cada una, una
energía media anual de 1080 GWh y un vertedero con capacidad para erogar
hasta 10.500 m3/s. La longitud total sobre el coronamiento es de 1400 m
aproximadamente.
El proyecto original de la presa contemplaba un diseño tradicional de
gravas con un núcleo impermeable, pero debido a la potencial dispersividad de
las arcillas disponibles, que hubiera requerido un muy estricto control de los
filtros utilizados, se decidió modificar el diseño, adoptando una presa
homogénea de gravas con un paramento impermeable de hormigón, limitando el
uso de materiales naturales a aquellos muy confiables como las gravas arenosas
disponibles en el lugar.
PICHI PICUN LEUFU
Nivel maximo 480,20
482,70
Plinto
Losa de hormigon
e=35 cm
Gravas arenosas
(esp. capas 0,5 m)
Gravas
seleccionadas
Gravas arenosas
(esp. capas 1,0 m)
Gravas mayores a 3"
Aluvion/Gravas
Limos naturales
ROCA
Figura 5 – Presa Pichi Picun Leufu
La posterior necesidad de ejecutar la obra en dos etapas permitió verificar
el adecuado comportamiento de la primer parte de la presa durante el tiempo en
que estuvieron detenidos los trabajos, así como se lograron importantes ventajas
programáticas para alcanzar la habilitación final del Proyecto.
De esta forma se diseñó y construyó la primera experiencia del período
moderno de CFRD en la República Argentina que fue puesto en servicio en el
año 1999 y hasta el momento presenta un excelente comportamiento.
3.2.2 Potrerillos
Potrerillos es un aprovechamiento multipropósito ubicado sobre el Río
Mendoza en la Provincia de Mendoza, destinada a la producción de
hidroelectricidad y al almacenaje de agua para riego. La Presa tiene unos 116 m

de altura y alimenta a las centrales de Cacheuta y Alvarez Condarco, con una
potencia instalada de total de 170,8 MW.
Este proyecto fue estudiado en diversas oportunidades a lo largo del siglo
veinte, planteándose distintas alternativas de presa, siendo la más desarrollada,
previo a la etapa definitiva, la de una presa con núcleo.
Posteriormente cuando se definió su ejecución, fue adoptada una presa
CFRD, considerando la posibilidad de reducir en forma importante el volumen de
los materiales a colocar, aún cuando la ubicación de la Presa se encuentra en
una zona de importante sismicidad.
POTRERILLOS
Nivel máximo 1381,80
Variable
Losa de hormigón
e=35 a 60cm
Gravas arenosas
seleccionadas
Gravas arenosas
Dren
Gravas mayores a 3"
Limos Naturales
Gravas arenosas
Muro Colado
Gravas - Aluvión
ROCA
Cordones de drenaje
Filtro
anticontaminante
Figura 7 – Presa Pichi Picun Leufu
La presa se comenzó a embalsar en el año 2002 y se encuentra
funcionando sin inconveniente alguno.
3.2.3 Nogolí
Esta presa se construyó sobre el Río del Molle - Nogolí en la Provincia de
San Luis, con la principal finalidad de almacenar agua eficientizando su
utilización para consumo humano y de riego en una zona de escasas
precipitaciones anuales. Tiene una altura máxima de 50 m.

Figura 8 – Presa Nogolí
El llenado se produjo en el año 1999 y si bien inicialmente la presa
presentó filtraciones de importancia, posiblemente originadas, entre otras cosas,
en un llenado apresurado, fueron adoptadas soluciones correctivas para mejorar
esta situación.
Luego de las soluciones adoptadas en la obra, la presa se volvió a llenar,
verificándose un comportamiento adecuado.
3.2.4 Los Caracoles
Los Caracoles es un Aprovechamiento Hidroeléctrico construido sobre el
Río San Juan, aguas arriba de Ullum, provincia de San Juan, que tiene como
principal objetivo la generación de energía hidroeléctrica, así como contribuir a la
regulación del río.
La altura máxima es de unos 160 m., la potencia instalada es de 63 MW y
la energía media generada es de 705 GWh al año.
Figura 9 – Presa Los Caracoles
Si bien inicialmente había sido considerada la adopción de una presa con
núcleo, posteriores estudios dieron lugar a la presa CFRD, contando con gran
parte de las ventajas señaladas para Potrerillos.

El llenado de la presa se produjo en el año 2008 y actualmente se
encuentra en operación normal.
En general, las distintas presas que se han construido en la República
Argentina, muestra que los diseños CFRD han sido adoptados luego de
sucesivas etapas de diseño y proyecto, donde otras alternativas de solución de
presas se consideraron inicialmente más convenientes.
De los distintos casos de presas construidas en nuestro país, surgen las
principales razones que han llevado a diferentes Proyectistas en diferentes
oportunidades a adoptar soluciones CFRD; estas razones corresponden a
algunas ventajas aportadas por este tipo de presas, en relación con otras de
materiales sueltos:
Simplicidad constructiva y reducida necesidad de equipos especiales.
Posibilidad de obtener ventajas programáticas al independizar la
construcción del cuerpo de la presa del cierre estanco.
Amplia posibilidad de utilizar los materiales naturales disponibles, con
adecuadas graduaciones de los mismos.
Posibilidad de reducir los volúmenes de material de relleno.
Excelente comportamiento, en general, de las presas construidas en
la última etapa.
Buen comportamiento frente a cargas dinámicas derivadas de
acciones sísmicas.
Con relación a este último aspecto, el comportamiento de las presas frente
a las acciones sísmicas, cabe mencionar que las últimas presas construidas,
Potrerillos y Caracoles se ubican en zonas de importante acciones sísmicas
previstas, con valores máximos de aceleración horizontal que llegan a 1,02 g.
Este aspecto, si bien ha sido determinante en las soluciones adoptadas (juntas,
drenes, instrumentación, etc.) no ha motivado un incremento apreciable de los
taludes, y consecuentemente su costo, de las presas.
Un resumen de las principales características de las presas construidas, se
incluye en la tabla siguiente:
PRESA Provincia Altura
máxima
(m)
Longitud
cresta
(m)
Taludes
(aguas
arriba/
abajo)
Superficie
pantalla
(m 2 )
Inicio
operación
(años)
El Chañar Neuquén 16 2150 2/1;2/1 43.000 1979
Pichi Picun
Leufu
Neuquén
– Río
Negro
54 1000 1,5/1;1,5/1 45.000 1999
Nogolí San Luis 50 370 1,5/1;1,8/1 24.000 2001
Potrerillos Mendoza 116 480 1,4/1;1,4/1 66.000 2002
Caracoles San Juan 160 620 1,5/1;1,7/1 77.000 2007
Tabla 1 – Presas CFRD operando en Argentina

4 DESARROLLO FUTURO DE PRESAS CFRD
Dentro del conjunto de proyectos vigentes en Argentina, incluso algunos
que están en proceso de inicio de ejecución, existe una cantidad de cierta
importancia previstos con soluciones CFRD, atendiendo a los buenos resultados
obtenidos en aquellos proyectos ya construidos.
Por otra parte, existe otro conjunto de proyectos, ejecutados un cierto
tiempo atrás, sobre los cuales se justifica una revisión, a los efectos de evaluar la
conveniencia de mantener la solución prevista a los efectos de considerar si este
tipo de presa no resulta más conveniente.
Dentro del conjunto de presas ya definidas con solución CFRD, se incluyen
las siguientes:
PRESA Provincia Altura máxima
(m)
Punta Negra San Juan 80 (en ejecución)
San Francisco San Luis 45 (en ejecución)
Chihuido I Neuquén 105
Condor Cliff Santa Cruz 76
La Barrancosa Santa Cruz 44
Los Blancos Mendoza 135
Los Tordillos Mendoza 48
La Estrechura Mendoza 131
Cuesta Blanca Córdoba 80
Piraí – Guazú 2 Misiones 73
Tabla 2 – Proyectos CFRD a ejecutar en Argentina

5 PARTICULARIDADES DE LAS PRESAS CFRD EN ARGENTINA
Dentro de las presas CFRD ejecutadas en nuestro país, pueden ser
señaladas algunas particularidades en cuanto a su diseño y ejecución, que
marcan algunas diferencias relativas con relación a la mayoría de las obras
ejecutados en otros lugares.
5.1 MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN
Tal como su original nombre lo indicaba las presas CFRD se han ejecutado
normalmente con enrocados que constituyen el cuerpo de las mismas.
En nuestro país, la mayor parte de las presas ejecutadas, e incluso
aquellas que se prevén desarrollar, han utilizado, o consideran la utilización,
como material principal de construcción gravas arenosas, provenientes de
arrastre fluviales, las cuales presentaron diámetros máximos del orden de 6 “ en
Pichi Picun Leufu o 20 “ en Caracoles o Punta Negra.
Estos materiales constituyen un excelente material de construcción
atendiendo a que permite una adecuada compactación con los equipos normales
de construcción, acompañado de un buen humedecimiento, que en definitiva se
traducen en asentamientos finales reducidos.
Por contraposición, aquellas presas ejecutadas con enrocados son más
susceptibles a mostrar asentamientos importantes atendiendo la particularidades
de las formas de los bloques utilizados y al deterioro del contacto entre los
mismos a lo largo de su vida útil.
De acuerdo a la información bibliográfica existente los módulos de
deformación verticales varían de 200 a 400 MPa para las gravas, a valores 40 a
100 MPa para enrocados, lo cual es indicativo de las diferencias de deformación
registradas.
No obstante lo señalado, es un principio universalmente aceptado que la
construcción de una presa CFRD debe ser ejecutada con los materiales que
localmente se dispongan, independientemente de sus características
particulares, atendiendo a que siempre es posible optimizar el uso de los
mismos, respetando los principios generales para su distribución y colocación
que requieren:
• que la permeabilidad se incremente en el sentido del flujo (desde
aguas arriba hacia aguas abajo), de forma que cualquier filtración
que se produzca sea abatida y sature la menor porción posible
del terraplén, mejorando el comportamiento frente a cargas
estáticas y dinámicas.
• que el módulo de deformación de los rellenos disminuya en el
sentido del flujo, logrando que las capas donde se apoya la

pantalla presenten la menor deformación relativa, reduciendo las
posibilidades de asentamientos de la misma y por lo tanto las
probabilidades de fisuras, rotura de juntas, etc.
Se concluye en que resulta una buena oportunidad para el comportamiento
de las presas CFRD que se ejecuten en nuestro país la disponibilidad de este
tipo de materiales.
5.2 CIERRE DE ESTANQUEIDAD EN FUNDACIÓN
Normalmente el cierre de estanqueidad de las presas CFRD se obtiene a
través del plinto, que se apoya en una roca de adecuada estanqueidad y recibe
las losas de la cara de hormigón.
La adecuada inyección de la roca de fundación, a través de un tratamiento
de impermeabilización y consolidación bajo el plinto, brinda un adecuado cierre
de estanqueidad a la presa.
Existen algunos casos en donde la profundidad del nivel rocoso está varios
metros por debajo del nivel de la superficie, no resultando factible alcanzar en
términos programáticos y económicos aceptables, dicho estrato. En este caso, el
cierre se obtiene a través de muros colados que, excavados en aluvión, brindan
la estanqueidad necesaria.
Con la excepción de Pichi Picun Leufu, donde el plinto ha sido
prácticamente apoyado sobre la totalidad de su recorrido sobre roca, en las
restantes obras ha sido necesario utilizar una estructura intermediaria en la parte
más profunda del valle, donde no se pudo llegar, en términos económicamente
razonables, con la excavación al nivel de roca.
Casualmente las dos principales presas CFRD ejecutadas en Argentina,
Potrerillos, Los Caracoles, disponen de esta solución.
El análisis de la información de distintas presas CFRD ejecutadas en el
mundo muestra que la utilización de muros colados no corresponde a la solución
más común, sino que por el contrario, lo usual es la utilización de plintos
fundados sobre rocas. Algunos antecedentes se ubican en las presas de Santa
Juana y Puclaro, en Chile, donde el muro colado ejecutado no alcanza el nivel
inferior rocoso, sino que constituye un cierre parcial del cauce aluvional del río.
Un esquema típico de solución para el caso de los muros colados se
incluye a continuación:

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