Los aliviaderos con cajeros convergentes constituyen una tipología poco convencional en presas de gravedad o en presas arco-gravedad. Tienen la particularidad que la longitud del vertedero es mayor que el ancho del cuenco amortiguador.
Estos aliviaderos permiten aumentar la capacidad de evacuación de caudales en relación con los aliviaderos tradicionales y también favorecen el incremento de la disipación de la energía debido al choque de los caudales laterales con el caudal frontal dentro del cuenco amortiguador. De hecho, es importante el efecto del ángulo de convergencia de los cajeros en la disipación de energía producida en el cuenco amortiguador.
En esta tipología de aliviadero, también se observa que se produce una trayectoria helicoidal del movimiento del agua en las inmediaciones de los cajeros laterales en su viaje hacia el cuenco amortiguador.
Se suele recurrir a esta tipología de aliviadero cuando la anchura de diseño entre los cajeros del aliviadero supera el ancho del fondo de valle o cuando es necesario proteger frente a sobrevertidos por coronación el contacto de la presa con las laderas, protegiendo de esta manera frente a la erosión y el descalce en zonas de ladera que no disponen de revestimiento.
La tecnología de cajeros laterales convergentes se puede emplear tanto en presas de nueva construcción como en adecuaciones de presas existentes.
En este post se describen algunos ejemplos de presas que disponen de aliviaderos convergentes. Los datos y las imágenes empleadas en este post se han obtenido a partir de las referencias bibliográficas que se citan al final del artículo y de otras fuentes que se citan específicamente en el documento.
LA PRESA DE TORRE DE ABRAHAM (Retuerta de Bullaque, Ciudad Real, 1994)
La presa se sitúa en el río Bullaque, afluente del Guadiana, siendo su titular la Confederación Hidrográfica del Guadiana.
Se trata de una presa de gravedad de hormigón y planta recta, destinada al abastecimiento de los municipios de la Mancomunidad del Valle del Bullaque y al regadío.
Tiene una altura desde cimientos de 57 metros, una longitud de coronación de 500 metros, una capacidad de 183 hm3 (tras el recrecimiento finalizado en 1997) y dispone de un aliviadero de labio fijo (sin compuertas) con cajeros convergentes, con un caudal de diseño de 175 m3/s.
La presa presentaba filtraciones importantes en el propio cuerpo de presa, a través de las juntas de hormigonado y en las juntas de los diferentes bloques que constituyen el conjunto de la presa. Con la finalidad de sellar esas vías de agua se emplearon inyecciones a baja presión con microcemento, para evitar daños al propio cuerpo de presa. La inyección sistemática del cuerpo de presa se realizó con taladros desde la coronación y hasta el contacto roca-hormigón. Las inyecciones se efectuaron con obturadores de fondo, inyectando los taladros en distintas fases, abordando las filtraciones más importantes.
PRESA DE LA RAMBLA DEL MORO (Abarán y Cieza, Murcia, 1995)
Se trata de una presa de gravedad de hormigón de planta quebrada con los estribos ligeramente orientados hacia aguas arriba, cuya función es la laminación de las avenidas. Está situada en la Rambla del Moro, afluente del Río Segura.
El aliviadero de la presa cuenta con dos niveles de vertido, un vertedero central y dos vertederos laterales con umbral de vertido 4 metros superior respecto al umbral del vertedero central. Todos los vertederos conducen el agua al mismo cuenco amortiguador. La particularidad del aliviadero es que los caudales evacuados por los vertederos laterales son conducidos al cuenco amortiguador por sendos cajeros convergentes.
La presa tiene una altura de 43 metros sobre cimientos, una longitud de coronación de 104 metros y una capacidad de 7 hm3 a nivel de avenida de proyecto (NAP).
PRESA DE DOÑA ANA (Mula, Murcia, 1996)
Se encuentra en la Rambla de Doña Ana, afluente del Río Pliego. Se trata de una presa de gravedad de hormigón de planta recta, cuya función es la laminación de las avenidas. Carece de válvulas de control del desagüe de fondo tratándose de una “presa agujero”, siendo su situación habitual la de nivel de embalse a cota igual o inferior a la embocadura del desagüe de fondo.
El aliviadero está situado en la parte central de la presa y está compuesto por un solo vano de 121,50 metros de luz, un canal de descarga sobre el paramento de aguas abajo (talud 0,75 H: 1,00 V), con dos cajeros laterales convergentes para la recogida y descarga de caudal sobre un trampolín sumergido.
La presa tiene una altura de 29 metros sobre cimientos, una longitud de coronación de 180 metros y una capacidad de 2,5 hm3 a umbral de aliviadero.
LA PRESA DE TYGART (Virginia Occidental, EE.UU., 1935)
El aliviadero de la presa de Tygart, al diseñarse en los años 30 del siglo pasado, resultaba ser insuficiente para evacuar los caudales de avenida, calculados según nuevos criterios de seguridad más exigentes.
En la presa de Tygart se construyeron cajeros laterales de recogida con la finalidad de evitar erosiones en el contacto de la presa con las laderas, en escenarios de sobrevertido por coronación, conduciendo los caudales recogidos a la estructura de disipación de energía. Estos cajeros presentan importantes convergencias e importantes pendientes al adaptarse la estructura a la intersección del paramento de aguas abajo de la presa con el terreno.
protección ante la erosión. Fuente: Zaitsoff, 2013
Para llevar a cabo esta actuación en la presa de Tygart se realizaron ensayos en modelo reducido para definir las dimensiones de los cajeros y asegurar el correcto funcionamiento del cuenco amortiguador existente (Turner, 1999).
PRESA DE CHUBETSU (Japón, 2006)
Se trata de una presa de materiales sueltos con un aliviadero dotado de cajeros convegentes en la margen izquierda.
El aliviadero se construyó con la técnica de hormigón compactado con rodillo con una longitud de 290 metros.
La presa tiene una altura de 86 m, una longitud total de coronación de 885 m y una capacidad de embalse de 93 hm3.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
1) Nagataki, S., et al., (2008) State of art of RCD dams in Japan
2) Salazar, F., et al., (2013) El papel de los modelos numéricos en la investigación y el diseño de aliviaderos de presas
3) San Mauro, J., et al., (2017) Aliviaderos con cajeros altamente convergentes. ¿Posible solución para la presa de Oroville?
4) Toledo, M., (2020) El reto de la seguridad hidrológica
