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El presente documento fue elaborado con el apoyo del
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LA GEOTECNIA EN LA
SEGURIDAD DE PRESAS Y
ESTRUCTURAS TÉRREAS DE
MÉXICO ________________________________________________________
Raúl Flores Berrones
Contenido
La Academia de Ingeniería de México ............................................................................................. 1
Introducción ....................................................................................................................................... 3
Antecedentes ..................................................................................................................................... 4
Áreas importantes en el diseño de una presa ................................................................................. 5
Estudios preliminares ....................................................................................................................... 5
La geotecnia en el diseño ................................................................................................................. 7
La geotecnia en la construcción ...................................................................................................... 8
La geotecnia en la operación y mantenimiento .............................................................................. 8
Consideraciones sísmicas relacionadas a la geotecnia en presas ............................................... 9
Instrumentación sísmica en presas ................................................................................................ 10
Relevancia del control de flujo de agua en estructuras térreas .................................................. 11
El fenómeno de la tubificación ....................................................................................................... 11
Ejemplos de fallas por tubificación ................................................................................................. 12
La seguridad de las presas en México ........................................................................................... 17
Inspecciones para conocer el estado de seguridad de una presa ................................................. 19
Evolución de la geotecnia en el sector hidráulico en los últimos 25 años ................................. 20
Estudios e investigaciones en Tecamachalco. ............................................................................... 20
Traslado de los equipos de Tecamachalco al Instituto Mexicano de Tecnología
del Agua (IMTA). ............................................................................................................................ 20
Alternativas de solución ................................................................................................................. 21
Conclusiones ................................................................................................................................... 22
Referencias ..................................................................................................................................................... 23
1
La Academia de Ingeniería de México La Academia de Ingeniería de México (AIM) es una asociación, sin fines de lucro, que agrupa y promueve la participación y colaboración de los más distinguidos ingenieros y profesionales afines del país y del extranjero, quienes se han destacado en la práctica, en la investigación y en la enseñanza de las diversas ramas de la ingeniería, y que coadyuvan al desarrollo equitativo, creciente y sustentable de México. Es una institución reconocida y respetada por su liderazgo y participación activa en los sectores público, privado y social de México, que tiene como propósito lograr una ingeniería mexicana innovadora, competitiva y protagónica en temas que impacten en el desarrollo sostenible del país. La AIM es un centro de pensamiento y reflexión estratégico sobre la ingeniería, en especial, la nacional, dirigido a promover y difundir la vocación, la educación, el ejercicio profesional, la investigación, y la innovación en la ingeniería al más alto nivel y con compromiso social. México no se puede explicar sin la contribución de los ingenieros, tanto en su infraestructura, como en la industria y servicios. En un entorno de cambios rápidos y profundos, de mayor competencia interna y externa, así como de la urgente necesidad de resolver rezagos añejos, el país deberá resolver los grandes desafíos para que pueda desplegar todo su potencial de desarrollo. Es por ello que la AIM estableció, como prioridad estratégica, contribuir al debate público sobre el rumbo que tomará nuestro país en los próximos años en temas prioritarios para el desarrollo. Se busca, así, lograr la incidencia en las decisiones nacionales más relevantes, convencidos de que la ingeniería mexicana tiene mucho que aportar en el análisis y evaluación de las políticas públicas relacionadas con infraestructura, energía, telecomunicaciones, clústeres industriales, medio ambiente y muchas otras áreas. Para lograrlo, la AIM decidió identificar los Grandes Retos de la Ingeniería Mexicana (GRIM) para focalizar en ellos sus esfuerzos de reflexión y propuesta. Los nueve GRIM son: 1. Alimentos y Desarrollo Rural 2. Competitividad e Innovación 3. Energía y Sustentabilidad 4. Educación e Investigación en Ingeniería 5. Infraestructura, Transporte y Ciudades 6. Manufactura y Servicios 7. Prospectiva y Planeación 8. Recursos Naturales y Cambio Climático 9. Salud La actividad editorial de la Academia de Ingeniería de México representa el principal medio de expresión, en medios impresos y electrónicos, hacia el interior y el exterior, de su quehacer. Se ha diseñado para contribuir eficazmente al logro de una ingeniería mexicana innovadora, competitiva y protagónica ya que aborda temas estratégicos que impacten en el desarrollo equitativo y sostenible del país. La actividad editorial de la AIM está encaminada a la divulgación de la ingeniería, especialmente a la difusión de su repositorio de conocimientos y de los resultados de reflexiones de los grupos colegiados de pensamiento estratégico. Las publicaciones se encuentran estructuradas en series, además de sus publicaciones periódicas, las cuales le dan agilidad y pertinencia a la expresión del trabajo de la organización.
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3
Introducción
Durante el siglo XX, la ingeniería de presas mexicana llegó a destacar en todo el mundo, sobre todo a partir de
los años treinta, cuando se estableció el Departamento de Ingeniería Experimental, primero en San Jacinto y,
posteriormente, en Tecamachalco. Fue precisamente en aquellos laboratorios donde geotecnistas de la talla
de Nabor Carrillo, Leonardo Zeevaert, Enrique Tamez y Raúl J. Marsa, entre otros, realizaron desarrollos,
investigaciones e innovaciones que permitieron construir grandes presas como El Infiernillo, La Villita, Malpaso
y otras más, que dieron renombre a la ingeniería civil de México.
Sin embargo, a partir de que en 1995 desapareció el Departamento de Ingeniería Experimental de
Tecamachalco, y el equipo de geotecnia que allí existía se trasladó al Instituto Mexicano de Tecnología del
Agua (IMTA) para darle continuidad a las actividades de investigación, desarrollo e innovación propias de dicha
especialidad en el sector hidráulico, la situación de la geotecnia en los rubros relacionados con la construcción,
mantenimiento y seguridad de presas ha venido a menos de manera alarmante.
En el presente trabajo se describe la relevancia que desempeña la geotecnia en las diferentes etapas de la
construcción de una presa; es decir, desde los estudios de factibilidad hasta las etapas de construcción y
operación de una presa, haciendo particular énfasis en lo referente a la seguridad de las presas y estructuras
térreas. Luego, se plantea la problemática de la situación que dicha especialidad de la ingeniería civil guarda
en nuestro país, particularmente en el sector hidráulico, presentando un par de ejemplos donde se observaron
las consecuencias de no haber realizado los trabajos geotécnicos adecuadamente. En uno de estos ejemplos
se muestra el daño causado por un descuido geotécnico ocurrido durante la etapa de construcción de una presa
de tierra, mientras que en el segundo ejemplo se hace ver los daños severos causados por no haber realizado,
apropiadamente, los estudios geotécnicos e hidráulicos en el diseño de un terraplén de una carretera en su
cruce por una barranca.
Al final del trabajo se dan las conclusiones y recomendaciones para el planteamiento del problema aquí
señalado.
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Antecedentes
Es conveniente señalar que en México, desde antes de
la época de la conquista, ya Netzahualcóyotl, rey de
Texcoco, había diseñado y construido un albarradón
(dique) para proteger a la ciudad de Tenochtitlan (hoy
Ciudad de México), de las inundaciones provocadas por
las aguas del lago de Texcoco. Dicho dique iba desde
Iztapalapa hasta el poblado de Aztacoalco (figura 1).
Al ser destruido por los españoles el albarradón de
Netzahualcóyotl, se hizo necesario construir otro dique
llamado “San Lázaro”, a principios del siglo XVII, para
seguir protegiendo a Tenochtitlan de las inundaciones
causadas por el lago de Texcoco. Más adelante,
también fue necesario edificar un tercer dique, conocido
como “Albarradón de Ecatepec”, para controlar los
niveles de las aguas dulces de los lagos de Zumpango
y Xaltocan hacia las aguas saladas del lago de Texcoco.
Este último albarradón todavía existe y se aprovecha
como camino para ligar el poblado de Ecatepec con el
cerro de Chiconautla, en el Estado de México.
Posteriormente, durante la época colonial, se construyeron varias presas de mampostería, algunas de las
cuales aún siguen operando en varios estados del centro del país. Sin embargo, no fue sino hasta que se instaló
la Comisión Nacional de Irrigación, en 1926, cuando se empezaron a construir varias de las presas que hoy en
día existen en México. Después, alrededor de los años treinta, se creó el Departamento de Ingeniería
Experimental, en Tecamachalco, Estado de México, donde se diseñó y construyó un alto porcentaje de las
presas que ahora operan en México.
Se puede decir que la mayoría de las presas en nuestro país fueron construidas con esta clase de materiales,
gracias a la teoría de la mecánica de suelos desarrollada por Terzaghi y extendida por Arthur Casagrande en
la Universidad de Harvard.
En los años cincuenta, el Instituto de Ingeniería de la Universidad Nacional Autónoma de México empezó a
participar en el diseño de grandes presas, así como la Comisión Federal de Electricidad (CFE). Presas tales
como El Infiernillo, Malpaso y La Villita, entre otras, se diseñaron y construyeron a partir de la segunda mitad
del siglo XX. En épocas más recientes, la CFE ha venido levantando grandes presas para la producción de
energía eléctrica, como son los casos de Huites, Aguamilpa, Zimapán, El Cajón y La Yesca. Algunos datos
interesantes al respecto son los siguientes:
Actualmente existen 5 166 presas.
De ella, 836 se clasifican como grandes presas.
Entre 1971 y 1980 se construyeron 754 presas.
De 2001 a 2010 se construyeron 38 presas.
Figura 1. Localización del albarradón de
Netzahualcóyotl.
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Áreas importantes en el diseño de una presa
Son varias disciplinas de la ingeniería las que intervienen en el diseño de una presa. Por ejemplo, la geología
y la topografía guardan lugar significativo en la selección del sitio de la boquilla y el tipo de presa que conviene
construir: concreto, tierra, materiales graduados, etcétera. La hidrología y la hidráulica influyen en la magnitud,
capacidad de almacenamiento y efectos que produce el agua sobre la cortina y las laderas del embalse;
asimismo, las estructuras y la electromecánica son muy importantes en el diseño y operación de las obras de
excedencia, así como la ingeniería sísmica en el diseño y comportamiento de la cortina en zonas sísmicas del
país.
En la actualidad, la ingeniería ambiental ha sido crucial en la decisión de si se puede o no construir una presa,
en función de los efectos sociales y ambientales que ésta pueda provocar. Finalmente, el área de la geotecnia,
con sus componentes relacionadas a la mecánica de suelos, mecánica de rocas, túneles y vías terrestres son
fundamentales en todas y cada una de las partes que constituyen el diseño y construcción de una presa.
Estudios preliminares
La primera etapa en el diseño de una presa consiste en hacer visitas de reconocimiento a los sitios potenciales
en los que se pretende construir la boquilla de la presa. Es importante realizar las exploraciones geológicas
superficiales y profundas para conocer las características de los suelos y formaciones rocosas donde se desea
construir la cortina; sin embargo, los estudios geológicos deben continuarse en las etapas de anteproyecto,
proyecto e, inclusive, en la construcción de la obra.
Una de las actividades de mayor importancia de las investigaciones geológicas es la cartografía geológica-
geotécnica de las diferentes partes que comprende una presa, ya que es la base para poder establecer la
caracterización de la matriz rocosa, de las discontinuidades y del macizo rocoso, y con base en esta información
definir la permeabilidad y las estabilidades del vaso y la boquilla, así como la búsqueda de materiales de
préstamo.
Con base en la información litológica y estructural, se procede a efectuar una zonificación del macizo rocoso
con el propósito de hacer una clasificación geomecánica que permita obtener índices de calidad y, a partir de
ellos, proporcionar recomendaciones para evaluar propiedades mecánicas del macizo rocoso, estabilidad de
excavaciones (y revestimientos, si son requeridos), taludes y capacidad de excavaciones en rocas.
Por otro lado, el levantamiento detallado de las discontinuidades en rocas y depósitos de suelos permite realizar
el procesamiento de los datos de orientación e inclinación utilizando diagramas estereográficos. Mediante esta
técnica es posible efectuar análisis cinemáticos para definir la estabilidad de bloques de roca e identificar
posibles mecanismos de falla. Inclusive, en los últimos años se desarrolló la Teoría de Bloques, basada en un
comportamiento de las discontinuidades y su análisis tridimensional para la identificación de “cuñas clave”, que
posibilita anticipar y predecir la influencia estructural de las discontinuidades en las excavaciones subterráneas
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(Goodman, 1985). Por medio de este tipo de análisis se definen las orientaciones óptimas de la excavación,
para disminuir el riesgo de la formación de cuñas removibles o anticipar su posible formación.
Paralelamente a la ejecución de la exploración de campo, se van haciendo pruebas de laboratorio con el fin de
ir defendiendo las características y parámetros de los suelos y rocas que se utilizarán durante la etapa de diseño
de la presa. Como resultado de la exploración de campo y la realización de las pruebas de laboratorio, se
conocerán el estado y propiedades de los macizos rocosos y suelos en las laderas y en el lecho del río, en el
sitio de la boquilla, así como los espesores y características de los aluviones y toda la información relacionada
a las propiedades de los materiales de construcción.
Debe señalarse que también, en esta etapa preliminar, se investigan las propiedades índice y mecánicas de
los materiales de los diferentes bancos de materiales cercanos a la obra, con los cuales se deberá construir la
cortina y los demás elementos que constituyen la presa. Al respecto, es importante identificar los suelos
problemáticos, tales como los mostrados en la tabla 1 (Flores Berrones, 2016).
Tabla 1. Suelos problemáticos.
Expansivos. Los suelos expansivos son arcillas plásticas que, por su alto contenido de minerales arcillosos,
tales como la montmorilonita, experimentan grandes cambios de volumen al modificar su humedad; estos
suelos están caracterizados por un comportamiento cíclico de expansión y contracción al incrementar y
reducir su contenido de agua, respectivamente.
Colapsables. Los suelos colapsables son suelos no saturados que experimentan, cuando están sujetos a
saturación, un reacomodo de sus partículas y un decremento repentino en su volumen, con o sin aplicación
de cargas externas.
Dispersivos. Son suelos en que el estado fisicoquímico de su fracción arcillosa es tal que, en presencia del
agua relativamente pura, las partículas individuales de arcilla se defloculan y se rechazan entre sí.
Licuables. El término licuación se utiliza para describir una gran variedad de fenómenos que se relacionan
con el cambio del estado sólido al líquido en suelos granulares saturados. Dicho cambio es acompañado por
un aumento en la presión del poro y disminución en los esfuerzos efectivos, así como la consecuente
reducción de rigidez y resistencia al corte, condiciones que pueden ocurrir bajo la acción de cargas
monotónicas y transitorias, como las originadas por sismos.
De alta compresibilidad. Los suelos de alta compresibilidad son aquellos susceptibles a experimentar
grandes deformaciones, al sometérseles a cargas mayores a las que tienen, debidas a su peso propio.
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La geotecnia en el diseño
Es muy importante, durante la etapa de diseño, tomar en cuenta que al construir la cortina y llenarse el vaso, el
estado de esfuerzos y deformaciones, tanto en la cimentación de la cortina como en las laderas del vaso,
cambian substancialmente; más aún, se pueden activar antiguas fallas geológicas y crear un nuevo estado de
tectonismo regional.
En lo que se refiere a las características de los materiales a utilizar, en las cortinas de tierra será importante
descartar aquellos que sean dispersivos, colapsables o susceptibles a tubificación (tabla 1). Además, para el
diseño en ese tipo de cortinas se deberán considerar sus propiedades mecánicas, como la resistencia al
esfuerzo cortante, su compresibilidad y la permeabilidad de los materiales térreos con los que se construirá el
cuerpo de la cortina y su cimentación. En caso de que la presa se localice en una zona sísmica se deberán
obtener, complementariamente, el módulo cortante dinámico y el amortiguamiento de estos materiales. En
función de las características resultantes de dichos análisis, se definen los detalles de la cortina (tipo, inclinación
de los taludes, espesores y características de los filtros, granulometrías de las zonas de transición, etcétera),
así como el tipo de tratamiento en la cimentación de la cortina.
En todos los casos, el costo de acarreos y procesos de tratamiento requeridos en los materiales influirá en el
costo total de la obra.
Las características y propiedades geotécnicas de la cimentación tienen una influencia definitiva en la selección
del sitio y la orientación del eje de la cortina.
Con base en la compresibilidad y resistencia al esfuerzo cortante de los materiales en la cimentación, se
calcularán los asentamientos esperados de la cortina. La permeabilidad de estos mismos materiales definirá la
cantidad de flujo que podrá pasar a través de la cimentación, así como los tipos de tratamiento, medidas y
alternativas que conviene estudiar para el control o disminución de dicho flujo. La susceptibilidad al fenómeno
de licuación de suelos granulares en la cimentación es otro factor muy importante que se deberá también tomar
en cuenta, principalmente cuando la presa se ubica en una zona sísmica o susceptible a vibraciones (como las
que se tienen cerca de los bancos de materiales donde se usan explosivos para su explotación).
Los espesores, taludes, tipo de materiales y procedimientos constructivos de terraplenes que constituyen las
cortinas de tierra y enrocamiento, son función del análisis de estabilidad que se haga tanto aguas arriba como
aguas abajo de la cortina.
Dicho análisis deberá tomar en cuenta las diferentes condiciones de carga, tales como presa llena, presa vacía,
llenado rápido, vaciado rápido, efecto sísmico, etcétera. Adicionalmente, se deberá analizar cuidadosamente la
susceptibilidad a la tubificación, para lo cual es importante tomar muy en cuenta el diseño e instalación de filtros
graduados, así como en las zonas de transición.
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La geotecnia en la construcción
La participación del geotecnista durante las diversas etapas de la construcción es indispensable para verificar:
a) que los materiales considerados en el diseño son los que se observan en el sitio al momento de hacer la
excavaciones y limpias, b) las inyecciones de lechadas cumplen con la profundidad y los porcentajes
especificados en la mezcla, y c) los procesos de compactación cumplen en su totalidad con las especificaciones
de espesores de capas, contenido de agua y la energía de compactación suministrada. El no tener un control
adecuado de los procesos de compactación puede conducir a la no homogeneidad del corazón impermeable
y, con ello, tener una mayor permeabilidad en el sentido vertical, originando mayores gradientes en ese sentido
y dando pie al proceso de erosión interna de suelo; es decir, al fenómeno de la tubificación.
Especial cuidado debe tenerse en la construcción de conductos para obra de desfogue, obra de toma, etcétera,
los cuales atraviesan la cortina de una presa a una profundidad importante, medida a partir de la corona de la
cortina. El problema que surge en tales obras, es cuando no se tiene un control adecuado en la compactación
y en las características de material de los rellenos que rodea el conducto referido, ya que es precisamente, a
través de esos rellenos, donde se puede iniciar el proceso de erosión interna y, con esto, el fenómeno de la
tubificación. Dicha situación ha sido la causa de numerosas fallas de presas de tierra, entre ellas la presa Tetón,
descrita con detalle por Ralph Peck (1987).
Muy importante es, también, el control en el cumplimiento de las especificaciones de la granulometría de las
zonas de filtros y drenes, en especial su colocación en el sitio de la obra. Existen muchas experiencias de
taponamiento y mal funcionamiento de los filtros, precisamente por la segregación de las partículas del filtro al
momento de su colocación, o bien, por el incumplimiento en la granulometría especificada; por ejemplo, en lo
referente a contenido de finos.
La geotecnia en la operación y mantenimiento
Durante el primer llenado de la presa, el geotecnista debe estar presente para ayudar a resolver cualquier
eventualidad y tomar decisiones rápidas que eviten daños y fallas en el comportamiento de la cortina o su
cimentación. Se ha comprobado que un alto porcentaje de los problemas por tubificación se originan durante el
primer llenado de las presas.
Muchas de las presas construidas en México están localizadas en zonas de muy alta sismicidad.
Desafortunadamente, a varias de estas presas no se les da el mantenimiento necesario ni el seguimiento en la
reparación o rehabilitación que muchas de ellas requieren. Aunque se han hecho algunos esfuerzos, la realidad
es que no existe un sistema de seguridad de presas que permita señalar cuáles son las preas que mayor
atención requieren para que no suceda una falla o un incidente catastrófico, mismo que puede traducirse en
pérdidas humanas y económicas. No menos drástica es la existencia de presas abandonadas que, como
resultado de su falta de inspección, presentan un peligro potencial para la ruptura de su cortina en cualquier
momento.
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Cuando se analiza la seguridad de una presa, es importante considerar el efecto del envejecimiento de los
materiales que constituyen principalmente la cortina y su cimentación. Debido a este efecto, los materiales
térreos pueden experimentar cambios substanciales en su estructura, composición y propiedades, como
consecuencia de la actividad microbiológica y procesos químicos o mecánicos que toman lugar durante los
años de vida de la presa. Los resultados de estos cambios pueden provocar reblandecimiento, rigidez, pérdida
o ganancia de resistencia en esos materiales, o bien, alteración de su conductividad hidráulica, taponamiento
de drenes y filtros, etcétera. Mitchell (2004) reporta la falla de la presa Carsington, en Derbyshire, Inglaterra,
debido al efecto del tiempo.
Por otro lado, existen varias presas que fueron instrumentadas para darle seguimiento al comportamiento de
su cortina y su cimentación. Cabe señalar, sin embargo, que en la mayoría de los casos dicha instrumentación
se encuentra abandonada, por lo que se desconoce el comportamiento de aquellos elementos de la presa
donde la instrumentación fue instalada. Consecuentemente, se pierde información valiosa sobre el
comportamiento global de la cortina, eliminando la oportunidad de mejorar el estado de envejecimiento sobre
la respuesta de estas estructuras ante solicitaciones sostenidas y sísmicas.
Debido a lo anterior, es vital establecer un sistema de seguridad de presas que permita evaluar y priorizar
aquellas que requieren una atención inmediata. En este sentido, la geotecnia puede contribuir significativamente
a diseñar los mecanismos que permitan evaluar el estado en que se encuentra una presa y definir el grado de
urgencia para su reparación o rehabilitación.
Consideraciones sísmicas relacionadas a la geotecnia en presas
En nuestro país existen tres áreas relacionadas con la ingeniería que le han dado prestigio a México en todo el
mundo. Me refiero a las ingenierías sísmica, geotécnica y de presas. En primer lugar, porque una zona del
territorio mexicano es altamente sísmica y hemos tenido que aprender de los efectos de los temblores en el
comportamiento de obras civiles, entre ellas, las obras hidráulicas; en segundo, porque tenemos un subsuelo
en el valle de México que, desde la fundación de Tenochtitlan, ha causado problemas fuera de lo común por su
alta compresibilidad y la amplificación de los movimientos sísmicos y, en tercer lugar, porque se han construido
en nuestro país grandes presas de tierra y enrocamiento, con un comportamiento tal, que han sido objeto de
admiración y ejemplo a seguir en el ámbito internacional.
Los efectos de los sismos sobre las presas pueden ser:
Asentamientos acumulativos de la cortina.
Deslizamientos de las laderas del vaso o en los terraplenes de la cortina.
Agrietamiento en alguna de las partes de la presa.
Licuación de materiales granulares (cuerpo de la cortina o en la cimentación).
En la referencia Flores Berrones (2016) se indican las principales metodologías que hoy en día se usan para
considerar el efecto de los sismos en las presas.
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Instrumentación sísmica en presas
A partir de los sismos de septiembre de 1985, se amplió significativamente la red nacional sísmica, de suerte
que hoy en día es posible obtener información de cualquier sismo, desde moderado a grande, que ocurra en el
país. En lo que se refiere a presas, mundialmente se conoce y se le da seguimiento a los registros de la
instrumentación instalada en las presas El Infiernillo y La Villita. La cercanía de estas dos presas a los epicentros
de los sismos que ocurren a lo largo de la subducción de mayor peligro sísmico, ha hecho que sismólogos de
todo el mundo consideren la instrumentación allí instalada como un magnífico laboratorio para investigar el
comportamiento sísmico de presas con cortinas de materiales graduados.
Sin duda, la información que se ha obtenido de la instrumentación instalada en las dos presas antes señaladas
ha sido de un extraordinario valor para el diseño sísmico de nuevas presas que se construyen en áreas sísmicas
del resto del territorio nacional, así como en otras partes del planeta. De hecho, existen muchas otras presas
en México en que, si bien no disponen de una instrumentación tan completa como las de La Villita y El Infiernillo,
existen cuando menos uno o dos acelerógrafos en la corona y al pie de la cortina, inclinómetros para medir
desplazamientos laterales, dispositivos para medir asentamientos y piezómetros para medir cambios en las
presiones de poro a diferentes niveles. Desafortunadamente, en un número apreciable de estas presas se ha
dejado de tomar lecturas de los instrumentos, y en otros casos, aun cuando fueron tomadas las lecturas, su
interpretación no se ha llevado a cabo y consecuentemente se desconoce la evolución del comportamiento de
ellas.
Hace falta, por tanto, hacer una revisión de las presas importantes que existen en el país, en las cuales, debido
a su altura, su capacidad de almacenamiento o su ubicación respecto a poblaciones aguas abajo, deberá
asegurarse que no existirá una falla como consecuencia de un sismo. Como resultado de esta revisión se deben
detectar aquellas presas donde es necesario instalar una instrumentación adecuada en el caso de que ésta no
exista, o bien, actualizar y/o reemplazar aquella que esté obsoleta o necesite una reparación mayor para su
correcto funcionamiento. Dicha instrumentación permitirá monitorear el comportamiento futuro de estas presas
y detectar problemas incipientes en ellas.
11
Relevancia del control de flujo de agua en estructuras térreas
Existen tres causas importantes relacionadas con las fallas producidas en presas de tierra y bordos, debido al
flujo del agua. La principal de ellas se debe al fenómeno de tubificación, el cual ha originado la tercera parte de
las fallas ocurridas en las presas de tierra construidas en todo el mundo. Este fenómeno se produce por la
remoción y arrastre de partículas del suelo a través de conductos que se forman dentro del cuerpo de la cortina
o su cimentación, como consecuencia de las fuerzas originadas por el flujo del agua. La segunda causa se
refiere a la subpresión que el agua ejerce sobre la cimentación de una cortina o bordo y a la inestabilidad de
taludes debido a fuerzas de flujo. Finalmente, la tercera causa de falla se puede deber al exceso de fuga de
agua.
El fenómeno de la tubificación
Este fenómeno se presenta cuando las fuerzas resistentes a la erosión interna son menores que las fuerzas de
flujo de agua que tienden a producirla, de manera que las partículas de suelos son removidas y llevadas por la
corriente.
La fuerza resistente depende de la cohesión, del efecto de amarre entre las partículas de suelo, del peso de
éstas y del filtro aguas abajo, si existe. La tabla 2, planteada por Sherard et ál. (1967), muestra la resistencia
de diferentes tipos de suelo a la tubificación. Como en dicha tabla se puede observar, los suelos más
susceptibles a la tubificación son las arenas finas uniformes, mal compactadas, mientras que los de mayor
resistencia son las arcillas de alta plasticidad.
Tabla 2. Relaciones empíricas entre la resistencia a la tubificación y el tipo de suelo (Sherard et ál.,
1967). La resistencia está formulada en forma decreciente.
Resistencia mayor a la tubificación 1.
2.
3.
Arcilla de alta plasticidad, bien compactada.
Arcilla de alta plasticidad, mal compactada.
Arena-grava bien graduada o mezclas de arena-
grava empacadas en arcilla de mediana
plasticidad, bien compactada.
Resistencia intermedia a la tubificación 4.
5.
Arena gruesa bien graduada o mezclas de arena-
grava empacadas en arcilla de mediana
plasticidad, mal compactada.
Mezclas de gravas-arenas-limos bien graduados
sin cohesión (IP<6), bien compactados.
Mínima resistencia a la tubificación 6.
7.
8.
Mezclas de gravas-arenas-limos bien graduados
sin cohesión (IP<6), mal compactados.
Arenas finas, sin cohesión muy uniforme, bien
compactadas.
Arenas finas sin cohesión muy uniforme, mal
compactadas.
12
Este problema se puede iniciar en cualquier grieta causada por asentamientos diferenciales de la cortina,
temblores o grietas de tensión; agujeros dejados por raíces y troncos podridos e, incluso, por hoyos o
madrigueras de roedores.
La tubificación tiende a producirse en los sitios donde el gradiente de salida de agua es mayor. La localización
de estos sitios se puede identificar fácilmente mediante el método de las redes de flujo, explicado ampliamente
en otras publicaciones (Juárez Badillo, 1974; Flores Berrones, 2000). La figura 2 muestra que la zona critica de
flujo de agua que pasa a través de un bordo ocurre sobre el talud aguas abajo, cerca del pie del talud.
Figura 2. Ejemplo de red de flujo a través de una presa de sección homogénea.
Ejemplos de fallas por tubificación
Existen varios sitios donde con frecuencia la tubificación se inicia en los contactos entre los miembros
estructurales rígidos de la cortina y los materiales de suelo susceptibles a erosionarse, especialmente si estos
últimos se encuentran sueltos o mal compactados. Por esta razón, muchas fallas de presas se han originado a
lo largo de las tuberías que atraviesan la cortina, o bien, a lo largo de las paredes de los vertedores. Este
problema se presentó precisamente en la presa El Batán, localizada cerca de la ciudad de Querétaro. Las
figuras 3 y 4 muestran una planta y una sección transversal de la cortina donde se puede observar la posible
trayectoria de la tubificación, misma que se manifestó en el flujo de agua que salía junto a la obra de toma, con
un alto contenido de material de arrastre proveniente del corazón impermeable. La razón por la cual se presentó
este problema, fue el no haber construido correctamente el filtro protector alrededor del corazón impermeable
de arcilla (Flores Berrones et ál., 2011), como se demuestra enseguida.
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Figura 3. Planta de la cortina y localización de los hundidos (socavones) sobre el eje de la obra de
toma, presa El Batán, Querétaro.
Figura 4. Sección transversal de la cortina en la zona de falla, presa El Batán, Querétaro.
. En la Fig. 5 se muestran la curva granulométrica del material usado para construir el corazón impermeable de
esta presa, el cual corresponde a una arcilla de origen residual, clasificada como CH en el Sistema Unificado
de Clasificación de Suelos. En la misma figura también se observa la granulometría del filtro que fue construido,
donde se observa un contraste en la forma de ambas curvas, pues mientras que una de ellas es cóncava, la
otra es convexa. Al aplicar el criterio original de Terzaghi al suelo base de la cortina, la banda que resultó es la
mostrada en la misma Fig. 5 que, según dicho criterio, el filtro que debiera instalarse en dicha cortina, debiera
caer dentro de esa banda. Al comparar esta curva con la del filtro construido, supuestamente diseñado con ese
criterio, se aprecia un fuerte contraste no solamente en cuanto a los tamaños de las partículas del material del
filtro, sino también en la forma y concavidad de ambas curvas.
Resumiendo, el problema observado en la presa El Batán se debió a un problema relacionado a una falla de
construcción geotécnica en la etapa de construcción, pues el material del filtro protector del corazón
impermeable seguramente se segregó al momento de colocarlo, haciendo que su granulometría no cumpliera
14
con las especificaciones de diseño; dicha falla ocurrió por no haber tenido una supervisión geotécnica al
momento de construir el mencionado filtro.
La solución a este problema fue construir una pantalla impermeable a lo largo de la cortina. Detalles de la
solución a este problema se pueden ver en Flores-Berrones et el (2011)
Fig. 5 Granulometrías del filtro instalado, del material del corazón impermeable y de la banda del
criterio de Terzaghi, dentro de la cual debiera estar la granulometría del filtro protector
Otro ejemplo de tubificación se tuvo recientemente en el
cruce del Paso Exprés Tlahuica de la carretera México-
Acapulco, al cruzar la barranca llamada del “Santo
Cristo” en la ciudad de Cuernavaca, Morelos. Dicho
fenómeno se manifestó como un socavón (figura 6) que
originó la muerte de dos personas y múltiples problemas
de tráfico en tan importante carretera.
Como se puede observar en la figura 6, originalmente el
ancho de la carretera (23.01 m), que era de cuatro
carriles (dos en cada sentido), por instrucciones de la
Secretaría de Comunicaciones y Transportes (SCT) se
amplió a diez carriles (39.45m) en el tramo que
comprende la ciudad de Cuernavaca, con la idea que al
pasar por dicha ciudad los vehículos que fueran o
vinieran del estado de Guerrero a la Ciudad de México
pudieran utilizar los cuatro carriles centrales de dicha ampliación, sin tener necesidad de verse afectados por
el tráfico local de la ciudad de Cuernavaca; es decir, tener un paso exprés en dicho tramo.
Figura 6. Socavón formado en el Paso Exprés Tlahuica de la carretera México-Acapulco, Cuernavaca, Morelos.
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También en ese mismo esquema de la figura 7 se puede observar que la ampliación de la carretera de cuatro
a diez carriles se resolvió simplemente añadiendo, a la carretera de cuatro carriles, un relleno de material areno
limoso soportado por muros de confinamiento, tanto aguas arriba como aguas abajo del cruce de la barranca
arriba mencionada. Sin embargo, el drenaje del agua que pasa por la barranca, consistente originalmente por
un tubo de concreto de 1.50 m de diámetro, no se modificó en forma alguna.
Figura 7. Sección transversal del Paso Exprés Tlahuica, antes del incidente del socavón.
La figura 8 muestra que el mencionado tubo de drenaje se rompió a la mitad del terraplén, lo cual ocasionó que
el agua se saliera del tubo e invadiera el terraplén que lo circundaba, originando la remoción y arrastre del
material de relleno hacia afuera de la zapata del muro aguas abajo, lo que estuvo socavando y formando huecos
en el relleno, hasta causar el socavón observado en la figura 5. Cabe destacar que los estudios geotécnicos e
hidráulicos del cruce de esta barranca fueron realizados por una empresa de ingeniería extranjera que está
operando desde hace varios años en nuestro país.
Figura 8. Rompimiento del tubo de concreto y formación del socavón por transporte de material de relleno por abajo
por el muro aguas abajo del Paso Exprés Tlahuica.
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La Fig. 9 muestra el muro de contención aguas
arriba de la barranca “Santo Cristo”, y la Fig. 10
muestra un detalle del tubo de concreto de 1.50m
de diámetro, existente desde hace más de 40
años, cuando existía la carretera de cuatro
carriles, y a través del cual se pretendía pasar
15m3/s, que es caudal esperado para la
mencionada barranca, para un período de
retorno de 100 años
Por otro lado, cabe destacar que la cimentación
de los muros de contención, sobre un material de
relleno sumamente erosionable al paso del agua,
geotécnicamente se debió haber estudiado otras
alternativas mucho más seguras para evitar
precisamente el daño que experimenté el muro
construido aguas abajo.
En resumen, el problema del socavón en el Paso
Exprés de la Autopista del Sol se debió a un
problema geotécnico e hidráulico tenido
durante la etapa de diseño cuando se decidió
ampliar a diez carriles la mencionada autopista.
Dicho problema no solamente causó la muerte de
un par de personas, sino que ha desquiciado el
tráfico vehicular por la autopista y por todo
Cuernavaca durante varias semanas.
Fig. 9 Vista del muro de contención “aguas arriba” del
“Paso Exprés” en Cuernavaca, Morelos y barranca
Santo Cristo
Fig. 10 Detalle del tubo de concreto, existente desde hacía
más de 40 años, a través del cual se pensó pasaría todo el
gasto de la barranca.
17
La seguridad de las presas en México
Con respecto a este tema es necesario tomar en cuenta, en el escenario de posibles riesgos, que la seguridad
de una presa puede comprometer a otras más aguas abajo, debido a la posible ocurrencia de la
interdependencia en la falla de las presas por grandes inundaciones que afecten las obras de la región o la
cuenca. De igual forma, ésta interdependencia se puede relacionar con el tiempo, debido al deterioro de la
presa (progresión de la erosión interna, pérdida de operatividad de las estructuras anexas, mal funcionamiento
de los filtros, asentamientos con el tiempo, envejecimiento de los materiales de construcción, etcétera).
Además, las consecuencias de la falla pueden también estar sujetas a cambios externos en el tiempo (por
ejemplo, crecimiento de población aguas abajo, cambio en el uso de suelo, efecto del cambio climático,
etcétera).
En México existen poco más de 5 000 presas, las cuales son administradas por: a) la Comisión Nacional del
Agua (Conagua); b) la Comisión Federal de Electricidad (CFE); c) la Comisión Internacional de Límites y Aguas;
d) gobiernos estatales y municipales, y e) asociaciones de usuarios y propietarios particulares.
La Conagua es la autoridad responsable de la administración en materia de aguas nacionales y sus bienes
públicos inherentes; además, ve la necesidad de conservar y, en su caso, mejorar la seguridad de las presas
por medio de instrumentos regulatorios tendientes a mitigar los posibles efectos negativos o daños a terceros,
debido a las descargas de sus obras de desfogue o a su falla parcial o total que puedan provocar la pérdida de
vidas humanas o daños a zonas urbanas, infraestructura y medio ambiente.
La mayoría de las presas en el país están por cumplir su vida útil o están muy avanzadas en ella, la cual se
puede considerar de entre veinte y cincuenta años. El 71% supera los veinte años y, en promedio, se tienen 36
años. Esto se traduce en la pérdida de capacidad de los embalses a causa del azolve, contaminación, posible
deterioro por deficiente mantenimiento, etcétera. Los azolves alcanzan a escala mundial un volumen anual de
5 x 1010 m3, lo que equivale al 1% de la capacidad total global de almacenamiento de los embalses. Hacia 1986,
la capacidad de almacenamiento de las presas del planeta había perdido su quinta parte. En México, en las
presas con las que se cuenta con información, el 28% excede el 50% de su capacidad con azolves y,
únicamente, el 2% cuentan con instrumentación (inclinómetros, piezómetros, referencias superficiales,
etcétera).
Otro de los problemas en México ha sido el cambio de uso para el que las presas originalmente se construyeron.
En algunos casos, se destinaban al riego o generación de energía y, ahora, se adecuan para el suministro de
agua potable. Igualmente, proyectos que fueron elaborados para almacenamiento de aguas de origen pluvial,
ahora se mezclan con aguas residuales, las cuales atacan los concretos normales y los aceros de refuerzo, y
por tanto, sus factores de seguridad disminuyen.
En la década de los años treinta, el promedio de altura de las presas era de 51 m y, en la década de los años
noventa, el promedio se ubicó en 138 m. De las 52 presas principales en México, el 52% sobrepasa los cuarenta
años de edad. La más antigua es la presa La Boquilla, con 93 años.
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En lo que se refiere al desarrollo de la norma mexicana NMX-AA-175-SCFI-2015, Operación Segura de Presas,
la Parte 1, denominada “Análisis de Riesgo y Clasificación de Presas”, y la Parte 2, denominada: “Inspecciones
de Seguridad”, han sido terminadas y publicadas en el Diario Oficial de la Federación. La Parte 3, relacionada
con riesgos por inundaciones, se encuentra pendiente.
El contenido de la Parte 1 prácticamente se refiere al objetivo y campo de aplicación de la norma, las
definiciones de los conceptos que allí se utilizan, así como los requisitos y observancia de la misma, incluyendo
su vigencia y concordancia con las normas internacionales. Esta primera parte incluye la clasificación de las
presas por su nivel de riesgo y establece la metodología que se debe aplicar para la estimación del riesgo.
El contenido de la Parte 2 hace referencia al objetivo y campo de aplicación, así como a las definiciones,
disposiciones e inspecciones de seguridad que deben realizarse, junto con la información previa y preparatoria
para la inspección de campo y actividades propias durante la misma. Asimismo, se incluye cómo debe ser el
informe de inspección y la vigencia de su observancia. En particular, en esta Parte 2 se detallan los tipos de
inspección que existen y la frecuencia con la que cada una de ellos debe efectuarse para asegurar la integridad
estructural y buen funcionamiento de cada presa.
Algunas circunstancias bajo las cuales el riesgo de falla y/o inundación puede incrementarse por un mal
comportamiento de la presa, son las siguientes (Botero et ál., 2015):
Cuando la presa presenta grietas y ocurre una tormenta excepcional, se incrementa el riesgo de
colapso; en este caso es importante considerar que la inundación ocasionada por una presa puede
ser la más destructiva que sufra el valle donde se aloja el río.
Cuando la presa no ha operado de forma adecuada en momentos de emergencia, en situaciones de
cambios rápidos o que las compuertas han sufrido daños mecánicos, se incrementa el riesgo de que
las comunidades aguas abajo sufran importantes daños.
Adaptación de las comunidades al nivel de proyección que se les brinda y a los planes de contingencia
o implementación. Las presas generan una percepción de riesgo optimista ante las inundaciones, lo
cual estimula asentamientos en áreas expuestas a las inundaciones.
Cuando las presas se encuentran en la fase de embalse cercanas al nivel máximo y se presentan
lluvias prolongadas que obligan a abrir al máximo las compuertas.
Otros problemas que enfrentan las presas, en general, se relacionan con la incertidumbre ante los
fenómenos meteorológicos ocasionados por el cambio climático y los cambios en la frecuencia,
duración e intensidad de las tormentas que producen inundaciones. Por tanto, existe el riesgo real de
que el cambio climático modifique la base hidrológica, a partir de la cual se diseñaron muchas presas.
Lo anterior puede conducir a que la capacidad de las presas, con la finalidad de desempeñar la función
de regulación, no sean las adecuadas para manejar los volúmenes más altos de agua que
probablemente se producirán por el cambio climático.
19
Inspecciones para conocer el estado de seguridad de una presa
Una parte clave para conocer el estado de seguridad de una presa se refiere a las inspecciones que deben
hacerse a los sitios donde ésta se ubica. Al respecto, Botero et ál. (2015) recomiendan considerar que en las
inspecciones anuales y rutinarias se procure conocer el comportamiento y funcionamiento de las presas en el
corto plazo, mientras que en las inspecciones cada cinco años se realice un análisis detallado del estado de la
cortina y la necesidad de efectuar alguna acción correctiva. En el caso de las inspecciones llevadas a cabo
después de un incidente especial, éstas deberán enfocarse a estudiar los efectos originados por el evento
extraordinario. En cualquiera de los casos, las inspecciones mencionadas deben considerar los siguientes
aspectos:
Realizar primeramente una recopilación de toda la información disponible de la presa, seguida de una
visita visual al sitio que comprenda la cortina en sus taludes aguas abajo y aguas arriba, los túneles
de drenaje, galerías, obra de toma y todos los demás elementos que constituyen la presa, incluyendo
el vertedor, compuertas y mecanismos de control.
Conocer el comportamiento de la presa bajo condiciones normales y extraordinarias de servicio, así
como los registros de la intervención instalada en la presa.
Revisar la seguridad hidrológica, considerando la avenida de diseño para el periodo de retorno
especificado por la autoridad regulatoria, incluyendo las características fisiográficas de la cuenca,
descargas anuales y geometría de las obras de excedencias, así como una topobatimetría del vaso.
Considerando los efectos del cambio climático, mantener actualizada la información meteorológica,
junto con la información de la lluvia y su distribución horaria.
Revisar la estabilidad de la cortina y las estructuras aledañas, mediante estudios topobatimétricos para
determinar el nivel y empuje de los sedimentos contra la cortina. Realizar pruebas de resistencia en
cortinas rígidas y exploraciones geotécnicas en cortinas flexibles, a fin de determinar sus propiedades
mecánicas. Efectuar exploraciones geofísicas para dibujar los perfiles estratigráficos de las laderas del
vaso y el terreno de cimentación. Para obtener la información antes señalada, se deberán hacer
pruebas de campo y/o de laboratorio en muestras obtenidas por medio de exploraciones de campo.
Detectar problemas o incidentes ocurridos en el área de la cortina y/o su cimentación, durante la etapa
de construcción y operación, a fin de llevar a cabo las correcciones apropiadas a tiempo y de acuerdo
con el nivel de riesgo presentado.
Evaluar el riesgo sísmico, incluyendo el sismo de diseño de acuerdo con la sismicidad regional del
sitio. Adicionalmente, se deberán realizar los análisis probabilístico y determinístico del riesgo sísmico
para determinar los espectros y respuestas correspondientes a un acelerograma sintético.
Determinar los factores de seguridad para las condiciones de flujo establecido, vaciado rápido y sismo,
utilizando el método de equilibrio límite y considerando el nivel máximo y mínimo extraordinario del
agua del embalse.
Calcular los esfuerzos y deformaciones de la presa, presiones de poro, filtraciones, pérdidas de bordo
libre y localizar los deslizamientos en las laderas del vaso; en el caso de existir arenas, se deberá
analizar el fenómeno de licuación.
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Evolución de la geotecnia en el sector hidráulico en los últimos 25
años
Estudios e investigaciones en Tecamachalco.
Cuando se instaló el Departamento de Ingeniería Experimental en Tecamachalco, poco a poco se adquirieron
y desarrollaron equipos para realizar las pruebas índice y mecánicas de los suelos y rocas, tanto de materiales
de cimentación del sitio de la cortina como de los taludes correspondientes al embalse. El lugar también contaba
con equipos completos para desarrollar pruebas de laboratorio y campo, incluyendo equipo para llevar a cabo
sondeos y muestro de materiales en el sitio. Sin duda, el equipo geotécnico de Tecamachalco era el más
completo de América Latina, pues de igual forma disponía de un equipo triaxial dinámico para efectuar pruebas
del comportamiento de suelos en zonas sísmicas. Allí se editó el Manual de mecánica de suelos, que ha sido
referencia para trabajos geotécnicos en países de habla hispana.
Traslado de los equipos de Tecamachalco al Instituto Mexicano de Tecnología del
Agua (IMTA).
Cuando se tuvo la certeza de que los laboratorios del Departamento de Ingeniería Experimental de
Tecamachalco se cerrarían en 1995 de manera permanente, se decidió abrir un área de geotecnia en el IMTA
a fin de trasladar todos los equipos geotécnicos y continuar el desarrollo de investigaciones y estudios de esta
disciplina en el sector hidráulico. Los pasos seguidos en el IMTA para abrir esta área de geotecnia fueron:
Formar un grupo de seis geotecnistas con grado de doctorado para montar un laboratorio de mecánica
de suelos y rocas, de suerte que los estudios e investigaciones que se realizaban en Tecamachalco
se continuaran en las instalaciones del Instituto.
Establecer un convenio con el Departamento de Geotecnia del Instituto de Ingeniería de la Universidad
Nacional Autónoma de México (UNAM) para que, en forma conjunta, se desarrollaran estudios e
investigaciones como las que se hacían en Tecamachalco.
Desarrollar un proyecto de laboratorio de geotecnia en el IMTA, a fin de que se iniciara a la brevedad
su construcción dentro de las instalaciones del IMTA, ubicadas en Jiutepec, Morelos.
Visitar los laboratorios más reconocidos de geotecnia localizados en los Estados Unidos de América
(EUA) y Europa, con intención de conocer el estado del arte en pruebas de mecánica de suelos y
rocas, incluyendo las pruebas dinámicas. En este sentido, el jefe del laboratorio del IMTA, junto con
un ingeniero del Consultivo Técnico de CONAGUA y el suscrito, visitaron varios laboratorios de
ingeniería geotécnica en universidades y centros de investigación; entre ellos, los del Bureau of
Reclamation en Denver, Colorado, y el de US Army Corps of Engineers, del Waterways Experiment
Station, en Vicksburg, MS, EUA.
Una vez listo el proyecto ejecutivo del laboratorio de mecánica de suelos, se procedió a instalar una parte del
equipo de Tecamachalco en el IMTA y, otra parte, se prestó al Instituto de Ingeniería de la UNAM, mediante un
convenio de colaboración. Asimismo, se procedió a contratar a destacados geotecnistas que trabajaban en el
entonces Instituto de Investigaciones Eléctricas, en el estado de Morelos, y a un distinguido investigador búlgaro
en materia de seguridad de presas.
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Este grupo de expertos hizo varias investigaciones a través de pruebas de laboratorio, modelos matemáticos y
visitas a presas que se encontraban con algún problema de seguridad. Además de los informes a proyectos
contratados con la Conagua, Petróleos Mexicanos, la CFE y organismos operadores, se produjeron varios
libros, manuales, artículos en revistas y ponencias en congresos, amén de la dirección de tesis de maestría y
doctorado.
Desafortunadamente, durante el tiempo que estuvo este grupo de geotecnistas en el IMTA no hubo estímulos
económicos, de suerte que poco a poco los integrantes del grupo se fueron saliendo del Instituto y, en la
actualidad, el único que permanece es quien este documento suscribe. De otra parte, el equipo prestado al
Instituto de Ingeniería se donó a la UNAM y el espacio del laboratorio de mecánica de suelos del IMTA fue
clausurado hace cuatro años.
Debido que bajo las circunstancias actuales en el sector hidráulico, ya no es posible realizar directamente
alguna innovación, actualización o estudios geotécnicos especiales que se requieran, por ejemplo, como de
pruebas de campo o laboratorio de mecánica de suelos o rocas, es necesario contratar los servicios del Instituto
de Ingeniería de la UNAM o una empresa geotécnica comercial para tratar de resolver los problemas
geotécnicos en las obras hidráulicas existentes o que se pretendan construir en el futuro. Sin embargo, es
importante estar conscientes de que a través de ese mecanismo, de contratar empresas externas, difícilmente
se podrán tener innovaciones, nuevos desarrollos o soluciones más allá del estado actual del conocimiento en
la materia, ya que la preocupación fundamental de la mayoría de las empresas comerciales en México, radica
en obtener beneficios económicos y consolidarse financieramente (ejemplo de ello es el socavón mencionado
anteriormente). Además, mediante dicho procedimiento, no se hace nada para formar recursos humanos en
este campo de la ingeniería de presas y otras obras hidráulicas y, en especial, en lo referente a la seguridad de
las presas de tierra o estructuras térreas con alto riesgo.
Alternativas de solución
Entre las alternativas de solución a la problemática aquí planteada, se ofrecen las siguientes:
Impartir cursos de geotecnia enfocada a obras hidráulicas en la maestría de Hidráulica en la División
de Estudios de Posgrado de la Facultad de Ingeniería de la UNAM, de manera que los especialistas
en hidráulica tengan los conocimientos básicos para resolver problemas geotécnicos sencillos.
Impartir seminarios o cursos breves en las universidades de provincia, donde se brinde a los
estudiantes de ingeniería civil a nivel de licenciatura, los conceptos básicos y aplicaciones de la
geotecnia para solucionar problemas relacionados al buen comportamiento de obras hidráulicas.
Establecer un convenio de colaboración entre el Instituto de Ingeniería de la UNAM y el IMTA, con
objeto de que, en forma conjunta, se lleven a cabo las innovaciones, actualizaciones e investigaciones
requeridas, en función de los problemas que se observen durante la vida útil de las presas existentes.
Crear en el IMTA una subcoordinación de geotecnia en la cual participen investigadores geotecnistas
de alto nivel, como el que se tuvo en 1995, y reinstalar el laboratorio de mecánica de suelos y rocas
en sus instalaciones de Jiutepec, Morelos.
Considerar una combinación de las alternativas aquí propuestas a fin de asegurar que la geotecnia en
el diseño, construcción, mantenimiento y, sobre todo, en lo referente a la seguridad de presas de tierra
y estructuras térreas en México, tenga el nivel que existía en nuestro país hace un cuarto de siglo.
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Conclusiones
1. La geotecnia es un área de la ingeniería civil que resulta indispensable para la concepción, diseño y
operación de las obras hidráulicas, en particular las presas, así como en otras estructuras térreas.
Cuando por alguna circunstancia se desatiende alguno de los estudios geotécnicos, en cualquier etapa
de la vida de las estructuras aquí referidas, los daños que se pueden originar pueden ser catastróficos.
2. Es preocupante que hoy en día no exista, por parte del sector hidráulico, una instancia abocada a
atender y resolver, en forma expedita y efectiva, los problemas que surgen en materia de seguridad
de presas.
3. Es necesario buscar y aplicar alternativas de solución al problema aquí planteado, en beneficio de la
seguridad y buen funcionamiento de las obras hidráulicas que se diseñen, construyan y operen en
México.
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Referencias
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Mexicano de Tecnología del Agua, (Avances en Hidráulica), Jiutepec.
Flores-Berrones, R., Ramírez-Reynaga, M., y Macari, E. (2011). “Internal Erosion and Rehabilitation of an Earth-
Rock Dam”, Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, ASCE, February.
Flores-Berrones, R. (2016) “La geotecnia en ingeniería de presas de tierra y enrocamiento”, VII Conferencia
Raúl J. Marsal, Sociedad Mexicana de Ingeniería Geotécnica.
Goodman, R. E. y Gen Hua Shi (1985), Block Theory and its Applications to Rock Engineering, Prentice Hall.
Juárez Badillo E. y A. Rico (1974), Mecánica de suelos III, Limusa.
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Carrillo Lecture, Sociedad Mexicana de Mecánica de Suelos, noviembre.
Peck, R. (1976) Report to US Department of the Interior and State of Idaho Failure of Teton Dam Idaho Falls,
Idaho, December 31, Documents, US Govt., Printing Off., 219 pp.
Sherard, J. L., Woodward, R. J., Gizienski, S. F. y Clevenger, W. A. (1967) Earth and Earth-rock Dams, Cap. 2.,
John Wiley, New York.
