El 23 de julio de 2018 se produjo la rotura de la presa “D”, de materiales sueltos, que era una de las presas que formaba parte del complejo hidroeléctrico Xe Pian-Xe Namnoy, en la cuenca del Río Mekong, en el sur de Laos, en el sudeste de Asia. Gran parte de la cuenca inferior del Río Mekong se encuentra dentro de Laos.
Los datos y las imágenes empleadas para la elaboración de este post se han obtenido del artículo:
“Dam failure and a catastrophic flood in the Mekong basin (Bolaven Plateau), southern Laos, 2018” elaborado por Latrubesse, E. M. et al., publicado por Elsevier B.V. en 2020 (en adelante, Artículo Latrubesse et al., 2020)
CARACTERÍSTICAS DEL ÁMBITO DE ESTUDIO
El ámbito de estudio se encuentra en zona volcánica. La roca predominante en el emplazamiento de la presa es el basalto y también existe material aluvial del cuaternario. En algunas zonas los basaltos han sufrido meteorización generándose saprolito (roca descompuesta) con espesores que pueden alcanzar hasta 8 metros. Sobre estos materiales suele depositarse una capa de limo grueso y arena fina de varios metros de espesor.
La red de drenaje se ha tejido a través de la erosión de los flujos de lava y de las rocas sedimentarias. El perfil longitudinal de los cauces presenta rápidos y cascadas.
El clima de la zona es monzónico, con una estación lluviosa que se extiende desde marzo hasta octubre. La precipitación anual media es de 3800 mm, con fuertes lluvias en el mes de julio que pueden acumular 1000 mm/mes y en el mes de agosto 800 mm/mes.
El complejo hidroeléctrico Xe Pian-Xe Namnoy dispone de una conducción que transporta el agua desde el embalse de Xe Pian hasta el gran embalse de Xe Namnoy. Se proyectaron cinco presas en los collados de la divisoria de las cuencas vertientes de Xe Namnoy y Vang Ngao para conseguir un importante volumen de agua embalsada. El agua se conduce a través de un túnel de 15 km de longitud hacia el flanco sureste de la meseta de Bolaven para llevar a cabo la generación de energía, y posteriormente el caudal se vierte al Río Xekong, afluente del Río Mekong.
CONSECUENCIAS DE LA ROTURA DE LA PRESA
La avenida generada tras la rotura de la presa “D” provocó inundaciones catastróficas que resultaron en daños materiales, muertes y desplazamientos de miles de personas. En el artículo citado se analizó el impacto hidrológico y geomorfológico de la avenida, así como la inundación que tuvo lugar.
Tras la formación de la brecha el desembalse que tuvo lugar fue de 350 hm3 (más de un tercio del volumen total almacenado el 23 de julio de 2018), descendiendo el nivel de embalse un total de 22 metros.
La brecha en la presa se desarrolló en aproximadamente media hora. La onda de avenida llegó a las comunidades río abajo entre 3 y 5 horas después de la rotura. En los tramos de mayor pendiente se alcanzaron velocidades de 12 m/s y en tramos de menor pendiente se alcanzaron velocidades de 4 m/s.
El análisis de imágenes satelitales, complementado con observaciones en campo, reveló que la avenida inundó un área de 46 km2 afectando a aldeas y tierras de cultivo en el Río Vang Ngao, afluente del Río Mekong, en Laos y Camboya.
Mediante el uso de modelos hidráulicos se estimó un caudal máximo de avenida de 8500 m3/s.
La magnitud de la catástrofe se vio amplificada por dos factores: la falta de consideración de la posibilidad de ocurrencia de un mecanismo de fallo por erosión interna y la falta de preparación para tal evento.
La construcción de las cinco presas del complejo hidroeléctrico aumentó la capacidad de embalse y pretendía mejorar la viabilidad financiera del proyecto, pero también supuso para las comunidades residentes aguas abajo, en la cuenca vertiente del Río Vang Ngao, un mayor riesgo potencial de inundación, por el incremento de la peligrosidad.
CAUSAS DE LA ROTURA DE LA PRESA
Se estimó la cota de agua alcanzada en el embalse justo antes del colapso de la presa “D”. También se determinó la cota de coronación de la presa “D”, para comprobar si tuvo lugar el sobrevertido por coronación. La cota de la lámina de agua estimada justo antes del colapso de la presa fue de 782,4 m (color rojo en el gráfico siguiente). El embalse se vació hasta la cota 760,1 m tras el colapso de la presa. Y tras el análisis del modelo digital del terreno se llegó a la conclusión que la cota de coronación de la presa era superior a la cota 796 m.
El colapso de la presa tuvo lugar cuando el nivel del agua en el embalse continuaba subiendo.
La inspección de las fotografías públicas disponibles de la presa, tras el colapso, permitieron interpretar que tuvo lugar tubificación y un deslizamiento rotacional. No llegó a producirse el sobrevertido por la coronación de la presa.
Se analizaron imágenes disponibles de la rotura de la presa, se realizaron observaciones en campo en las inmediaciones de la presa y se realizaron mediciones de las granulometrías existentes.
Las imágenes de la rotura de la presa, tomadas poco tiempo después de ocurrir el colapso, proporcionaron información importante. En la zona donde se produjo la brecha, la presa de materiales sueltos asentaba sobre bloques de basalto tal y como se puede observar en las imágenes siguientes. Según se aprecia en las imágenes el basalto sobre el que asienta la presa no es continuo. Es probable que las hendiduras existentes entre bloques de basalto estén constituidas por saprolito.
El núcleo de la presa presentaba un color marrón anaranjado y rojizo y estaba constituido a base de material saprolítico clástico y loess, con presencia de arcillas, limos y arenas.
A ambos lados de la brecha se muestran evidencias de deslizamiento rotacional a través del núcleo de la presa y en el espaldón de aguas abajo. Este hecho sugiere que inmediatamente antes de originarse la brecha, los valores de presión intersticial que se alcanzaron en el interior de la presa fueron lo suficientemente elevados como para desencadenar el mecanismo de fallo por deslizamiento.
En la fotografía siguiente, tomada en el año 2014, durante la extracción de materiales para la construcción de las presas del complejo hidroeléctrico Xe Pian-Xe Namnoy, se aprecia como el basalto está cubierto por arenas, gravas fluviales, loess, etc.
Los deslizamientos rotacionales que tuvieron lugar en el núcleo de la presa instantes antes del colapso ponen de manifiesto que el sobrevertido por coronación no fue la causa de la rotura de la presa. Todo apunta a que los valores de las presiones intersticiales en el núcleo de la presa también contribuyeron a producir la rotura.
Los análisis de muestras de suelo y sedimento empleados en la construcción del núcleo muestran que los materiales del núcleo no eran tan arcillosos y, por lo tanto, presentaban mayor permeabilidad.
La falta de compactación, la sobreestimación del contenido de arcilla del material del núcleo en los ensayos geotécnicos, la ausencia de filtros, la falta de dren chimenea, etc. pudieron desencadenar erosión interna del cuerpo de presa por filtración.
Las filtraciones a través del cuerpo de presa originaron erosión interna y fueron debilitando la estructura de la presa de materiales sueltos.
LECCIONES APRENDIDAS
La presa “D” del complejo hidroeléctrico Xe Pian-Xe Namnoy colapsó con una cota de nivel de embalse inferior a la cota de la coronación de la presa. Por lo tanto, la presa no falló por sobrevertido, sino que la presa colapsó por erosión interna.
En la evaluación de impacto ambiental del proyecto no se evaluaron los riesgos potenciales asociados a un evento de estas características. El impacto potencial de la rotura de la presa en la cuenca vertiente del Río Vang Ngao no se tuvo en consideración antes de la construcción de la presa. Además, no se disponía de un Plan para garantizar una respuesta acorde a una situación de emergencia por avería o rotura de presa.
El colapso de la presa y los daños producidos ponen de manifiesto una insuficiente evaluación de riesgos potenciales (Planes de Emergencia y sistemas de alerta temprana) así como la necesidad de aplicar un mayor conocimiento en geomorfología y en ingeniería geotécnica.
Es necesario prestar más atención al estudio de riesgos potenciales por rotura de presas en la cuenca del Río Mekong.
Es fundamental incluir el escenario de rotura de las presas en las Evaluaciones de Impacto Ambiental de los proyectos de construcción.
Por lo tanto, este análisis tiene implicaciones importantes para practicar un diseño y una construcción más seguros tanto para las presas que actualmente se encuentran en explotación, como para las presas que se van a construir en el futuro, a lo largo de toda la cuenca del Río Mekong.
Con un Plan de Emergencia elaborado e implantado las comunidades río abajo podrían haber dispuesto de al menos un tiempo de anticipación de tres horas para realizar la evacuación, si hubieran sido avisadas en el momento en que ocurrió la rotura de la presa.
