Monitoreo de presas
Objetivo
Detectar cambios de filtración, erosión interna y deformación en presas de terraplén / de concreto para prevenir fallas catastróficas.
Referencias completas por capítulo de los manuales de referencia
De Dunnicliff — Instrumentación geotécnica para el monitoreo del comportamiento en campo
| Capítulo |
Título |
Aplicación al monitoreo de presas |
| Cap. 1 |
Instrumentación geotécnica: una visión general |
Importancia del monitoreo de presas, consecuencias de falla |
| Cap. 2 |
Comportamiento de suelo y roca |
Comportamiento de terraplén, filtración, erosión interna |
| Cap. 3 |
Beneficios del uso de instrumentación geotécnica |
Seguridad, verificación de diseño, control operativo |
| Cap. 4 |
Enfoque sistemático para planificar programas de monitoreo |
Planificación de 20 pasos específica para presas |
| Cap. 9 |
Medición de presión de aguas subterráneas |
Primario — piezómetros en terraplén, cimentación, estribos |
| Cap. 10 |
Medición de tensión total en suelo |
Células de presión de tierras en núcleo de terraplén |
| Cap. 11 |
Medición de cambio de tensión en roca |
Monitoreo de tensión de roca de cimentación |
| Cap. 12 |
Medición de deformación |
Extensómetros, asentamiento, inclinómetros, convergencia |
| Cap. 13 |
Medición de carga y deformación |
Cargas de puntal, galgas de deformación en estructuras de concreto |
| Cap. 17 |
Instalación de instrumentos |
Perforación en terraplenes, inyección de lechada, encaminamiento de cables |
| Cap. 18 |
Recolección, procesamiento, presentación, interpretación |
Adquisición automatizada de datos (Cap. 18.1.2), umbrales de alarma |
| Cap. 21 |
Presas de terraplén |
Capítulo principal para presas — presión de poros, deformación, filtración, ADAS |
De Foundation Engineering: una referencia de dominio público (USACE / FHWA)
| Capítulo |
Aplicación |
| Cap. 13 |
Estabilidad de taludes — estabilidad de talud aguas arriba/abajo |
| Cap. 10 |
Presión de tierras lateral — estado de tensión de cimentación |
| Cap. 14 |
Mejora de suelos e instrumentación de cimentación — control de filtración y deformación |
De Soil Mechanics & Geotechnical Engineering: una referencia de dominio público (USACE / FHWA)
| Capítulo |
Aplicación |
| Cap. 5 |
Permeabilidad — análisis de filtración, diseño de filtro |
| Cap. 6 |
Filtración y redes de flujo — superficie freática, sobrelevación |
| Cap. 7 |
Tensión efectiva y presión de poros — presión de poros en núcleos de presas |
| Cap. 8 |
Distribución de tensión en suelo — distribución de tensión de terraplén |
| Cap. 9 |
Consolidación — asentamiento de cimentaciones de terraplén |
| Cap. 10 |
Resistencia al cizalla — parámetros de tensión efectiva para núcleos |
NCHRP Synthesis 89
| Tema |
Aplicación |
| Práctica de carreteras |
Monitoreo de presas para presas de agencias de carreteras |
Arreglo típico de instrumentos para monitoreo de presas
| Instrumento |
Propósito |
Capítulo Dunnicliff |
Instrumento representativo |
| Piezómetros multinivel |
Perfil de presión de poros a través del terraplén |
Cap. 9, 21 |
Cadenas de piezómetros VW, inalámbricos |
| Piezómetros de tubo / pozo abierto |
Medición redundante de presión de poros |
Cap. 9, 21 |
Piezómetros de tubo vertical |
| Vertederos en V / medidores de filtración |
Cuantificar flujo de filtración aguas abajo |
Cap. 21 |
Medición de caudal |
| Extensómetros (de varilla/magnéticos) |
Deformación interna del terraplén |
Cap. 12, 21 |
Extensómetros de varilla, extensómetros magnéticos |
| Inclinómetros |
Deformación lateral de estribos/cimentación |
Cap. 12, 21 |
Inclinómetros MEMS, arreglos IPI |
| Monumentos de asentamiento superficial |
Asentamiento de cresta, alineación horizontal |
Cap. 12, 21 |
Placas de asentamiento, GNSS |
| Células de presión de tierras |
Tensión en núcleo de terraplén |
Cap. 10, 21 |
Células de presión de tierras VW |
| Crackmetros / jointmetros |
Monitoreo de grieta/junta en concreto |
Cap. 12 |
Crackmetros, jointmetros |
| Péndulos (presas de concreto) |
Desplazamiento de cresta relativo a cimentación |
Cap. 21 |
Péndulos invertidos/inversos |
| Vertederos / canaletas de filtración |
Cuantificar descarga de filtración |
Cap. 21 |
Vertederos en V |
| Sensores de temperatura |
Hidratación de concreto, congelación-deshielo |
Cap. 14 |
Termistores, RTD |
| malla inalámbrica |
Datos inalámbricos de todos los sensores |
Cap. 8, 18, 21 |
malla inalámbrica + retorno celular/satelital |
| ADAS (adquisición automatizada de datos) |
Alarmas en tiempo real, reportes automatizados |
Cap. 18.1.2, 21 |
inalámbrico + plataforma en la nube |
Directrices de instalación (de Dunnicliff Cap. 9, 10, 12, 17, 21)
Instalación de piezómetro en terraplenes
- Cadenas multinivel: instalar durante la construcción en cada capa
- Punta filtrante: saturada, compatible con material del núcleo
- Sellos: bentonita sobre/bajo cada zona filtrante
- Encaminamiento de cable: protegido en conducto, con alivio de tensión en cada capa
- Caja terminal: Cap. 21.4.3 (sobre el nivel máximo de agua)
Instalación de extensómetro
- Profundidades de anclaje: múltiples anclajes en elevaciones clave (cimentación, media altura, cerca de cresta)
- Cabeza de referencia: referencia estable fuera de la influencia de la presa
- Lectura: VW o eléctrica, accesible en cresta
Medición de filtración
- Vertederos en V: pie aguas abajo, calibrados
- Colectores de filtración: drenes franceses con medición de caudal
- Trazadores: prueba de tinte para rutas de filtración
Directrices de interpretación de datos (de Dunnicliff Cap. 18, 21)
| Parámetro |
Rango normal |
Nivel de alerta |
Nivel crítico |
Referencia |
| Relación de presión de poros (u/σ') |
< 0,5 |
> 0,6 |
> 0,8 |
Cap. 21 |
| Aumento de caudal de filtración |
Línea base |
2× línea base |
5× línea base |
Cap. 21 |
| Tasa de asentamiento de cresta |
< 5 mm/año |
> 20 mm/año |
> 50 mm/año |
Cap. 21 |
| Desplazamiento horizontal |
< 10 mm/año |
> 25 mm/año |
> 50 mm/año |
Cap. 21 |
| Apertura de crackmetro |
< 0,5 mm |
> 2 mm |
> 5 mm |
Cap. 13, 21 |
Monitoreo automatizado (Dunnicliff Cap. 18.1.2, Cap. 21)
| Sistema |
Función |
Implementación |
| ADAS |
Adquisición automatizada de datos |
inalámbrico + DT Link |
| Umbrales de alarma |
Configurables por parámetro |
tablero en la nube |
| Validación de datos |
QA/QC automatizada |
QA/QC integrada |
| Reportes |
Reportes programados |
reportes programados |
| Acceso remoto |
Tablero basado en web |
plataforma en la nube |
Páginas relacionadas
Fuente: Compilado de Dunnicliff (616 fragmentos), Foundation Engineering (USACE/FHWA, dominio público), Soil Mechanics (USACE/FHWA, dominio público), NCHRP Synthesis 89 y manuales de referencia de campo.
Video destacado y recursos prácticos
Video destacado (Asociación de Funcionarios Estatales de Seguridad de Presas - ASDSO): Academia para Propietarios de Presas — Filtración, estabilidad de taludes y problemas sísmicos: mecanismos críticos y monitoreo de campo.
Recursos prácticos de campo complementarios de RST Instruments y Measurand (Terra Insights)