Control de Filtración

El agua que se desplaza por debajo de la presa vertedero causa arrastre de material fino creando el fenómeno de tubificación.

El ingeniero Bligh estudio este fenómeno, recomendando que el camino que recorre el agua por debajo del barraje vertedero (camino de percolación) debe ser mayor o igual que la carga disponible entre los extremos aguas arriba y aguas abajo del barraje vertedero afectado por un coeficiente, es decir:

S C. h

Donde:S : camino de percolación,C : coeficiente de Bligh,h : diferencia de nivel entre el nivel aguas arriba y aguas abajo del barraje vertedero (Ver figura siguiente).

Ilustración 1 Camino de percolación

Para que un flujo que inicia su recorrido llegue al punto final sin energía que pueda arrastrar las partículas finas del suelo, se debe consumir la totalidad de la carga hidráulica H en su recorrido, en la forma de perdidas por fricción. Esta pérdida total se puede expresar como: H= i x L en la cual i es la pendiente hidráulica y L el recorrido total.

Lane recomienda tomar como L, no la longitud real del trayecto, sino una longitud efectiva Lp, llamada “longitud ponderada de percolación”, que es la suma de todos los recorridos verticales, mas un tercio de la suma de todos los recorridos horizontales:

Lp = Lv + Lh/3, donde:

Lv= Suma de las distancias verticales o muy inclinadas.Lh= Suma de las distancias horizontales o muy tendidas.

La fricción que se opone al flujo en la superficie de contacto hormigón-suelo, lo involucró Lane denominándolo “Weighted-Creep Ratio”, Cw, o Coeficiente de Lane CL. Este Coeficiente varía según el tipo de suelo de fundación. Introduciendo en la función de pérdida total el coeficiente de Lane, el concepto de longitud ponderada queda H=i x L = Lp/CL, de donde: Lp=CL x H.

Se deduce entonces la magnitud del camino ponderado requerido Lp. Debe entenderse este como un valor mínimo. Desde luego, una magnitud mayor brindará más seguridad a la estructura, casi siempre condicionada por el cálculo hidráulico, se le pueden agregar dos o más dientes para alcanzar el valor deseado de Lp.

Material Lane

Arenas finas y limos. 7 - 8.5

Arenas comunes. 5 - 6

Canto rodado, grava y arena. 2.5 – 4

Suelos arcillosos. 1.6 - 3

Ilustración 2 Valor del coeficiente C en función del suelo

H = 1; CL = 1,6.

Lp mínima = 1,6 x 1 = 1,6 metros

Lp = Lv + Lh/3

Lv = Lp - Lh/3 = 1,6 – 3,7/3 = 1,6 -1.23 = 0,37 m