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En Colombia el 49 % de las grandes presas son térreas y el 19 % de estas se destinan al suministro de agua para riego. Fotos: archivo particular.

Ana María Avendaño, magíster en Ingeniería Geotécnica de la U.N., encontró que los terraplenes presentan problemas de agrietamientos. Foto: Ricardo González – Unimedios.

Un terraplén es la tierra con que se rellena un terreno para levantar su nivel y formar un plano de apoyo adecuado para hacer una obra.

En el país se aprovechan los terraplenes de presas pequeñas con fines de almacenamiento de agua para riego agrícola.

Problemas en la cimentación del terraplén y daños por sismos, entre otros, pueden ocasionar afectaciones en las presas.

En Colombia los terraplenes de presas pequeñas se aprovechan con fines de almacenamiento de agua para riego agrícola en temporadas secas, y de control de inundaciones en épocas lluviosas. Generalmente estos se construyen con materiales cohesivos compactados, para lograr impermeabilidad. 

Durante su vida útil, muchos de estos terraplenes presentan problemas de agrietamientos y filtraciones que afectan su comportamiento y comprometen su estabilidad. 

Así lo determinó la investigadora Ana María Avendaño, magíster en Ingeniería Geotécnica de la Universidad Nacional de Colombia (U.N.), quien explica que un terraplén es la tierra que se utiliza como relleno para levantar su nivel y formar un plano de apoyo adecuado para hacer una obra. 

“A partir del modelo que realizamos, se evidenció que el agrietamiento se presenta en mayor medida en la etapa de fin de construcción, por lo que se debe tener en cuenta el tiempo de humedad para evitar construir en temporadas de verano y así esperar hasta invierno para llenar el reservorio”, señala. 

Y explica que “estas son presas para distritos de riego de alta montaña, dado que las captaciones con bocatoma son menores, lo que obliga a hacer un represamiento de agua para abastecer los distritos de riego en temporadas secas. Estas presas pueden abastecer hasta 800 hectáreas con riego de cultivos transitorios”. 

La investigación surgió a partir del agrietamiento de una presa en Norte de Santander, en su etapa final de construcción. Cabe señalar que los reportes de rupturas de presas colombianas datan desde hace 59 años. En la última década se han reportado varios incidentes de rupturas de presas, pero no se dispone de reportes técnicos exactos que den cuenta de las causas. 

En el país no se dispone de un inventario formal de pequeñas presas, aunque el informe de la Contraloría General de la República de 2017, sobre el impacto de los proyectos de adecuación de tierras entre 2011 y 2016, reveló que se tienen proyectos de diseño y construcción en las diferentes regiones del territorio. 

Presión del agua 

“La tasa de llenado juega un papel importante en la fractura hidráulica, fenómeno en el que se expande una grieta debido a la presión ejercida por el agua. Estos resultados son útiles para mejorar las especificaciones de diseño y construcción de terraplenes de pequeñas presas”, comenta. 

La ingeniera indica que otras causas del agrietamiento en los terraplenes están en el diseño geotécnico de los taludes, los daños por sismos, los asentamientos diferenciales, la contracción del material de relleno, el sobrepaso y los problemas en la cimentación del terraplén.

En laboratorio se realizó una modelación física de un caso real, llevado a una escala de 1:44.5, de las características tanto geométricas como de de flujo. Para desarrollar el modelo se construyó un molde en material acrílico. En la presa y en el embalse se impuso un flujo bidimensional utilizando un fluido sustituto cuya viscosidad se ajustó a la escala requerida para mantener la semejanza mecánica. 

“Para esta modelación se usó un fluido sustituto, el cual permitió simular las condiciones que se presentan en un caso real de una pequeña presa. Se simularon dos escenarios para evaluar el agrietamiento, que fue el fin de construcción y operación”, comenta. 

La compactación se realizó mediante un proceso muy cuidadoso de control de densidad por capas. En el experimento se observó cómo evolucionaban las grietas durante las etapas de construcción, llenado, fin de construcción y operación. 

“El agrietamiento surgido en la modelación física, con diseño y con construcción adecuados, fue la desecación. Esto se pudo deducir con el seguimiento de la humedad en cada fase, además de la relación de incremento entre el factor de intensidad de agrietamiento y la evaporación real del suelo”, comenta sobre su estudio.