riesgos y desastres naturales para la elaboracion de una presa

8/18/2019 riesgos y desastres naturales para la elaboracion de una presa

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DR. HUMBERTO MARENGO MOGOLLÓN

Subdirector de Proyectos y ConstrucciónComisión Federal de Electricidad

DICIEMBRE 8, 2014

RIESGOS YDESASTRES

NATURALES


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"Nada en el mundo es más flexible que el agua.

Pero cuando ataca lo firme y fuerte, nada puede

resistirla porque nada puede cambiarla".

Lao Tzu


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Los principales problemas que enfrenta el hombre y sobre todo el

ingeniero cuando del agua se trata, son tres problemas básicos a

resolver:

Calidad. Escasez. Exceso de la misma.

LOS RETOS DEL AGUA


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EL AGUA EN MÉXICO

La precipitación media en el territorio nacional es de 775mm equivalentes a 1513 km³ , México recibe de Estados

Unidos y Guatemala 50 km³, y exporta hacia EstadosUnidos 0.44 km³ de acuerdo al Tratado de Aguas de 1944.

Por otro lado

los acuíferosreciben unarecarga de78 km³ y se

les extraen28 km³.

Precipitación

775 mm / 1 513 km3

Recarga media de

acuíferos

78 km3

Escurrimiento virgen

medio

400 km3

Evapotranspiración

media

1 084 km

3

Importaciones de otros

países

50 km3

Exportaciones a otros

países

0.44 km3

Extracciones de agua

superficial

47 km3

Extracción agua

subterránea

28 km3

Uso agropecuario

59.6 km3

Uso urbano

9.6 km3

Uso industrial

9.6 km3


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Los problemas que México enfrenta así como muchos

países del mundo, para satisfacer la demanda de sushabitantes son:

◦ la escasez,◦

la contaminación del recurso,◦ la necesidad de mejorar la administración del agua,◦ la falta de ordenamiento ecológico,◦ el impacto del cambio climático sobre el ciclo

hidrológico y◦ la poca inversión en investigación y desarrollo

tecnológico en el país

LOS RETOS DEL AGUA


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Escasez del agua

Dos terceras partes del territorio son desérticas osemidesérticas.

la ubicación de la población no corresponde con las zonasde mayor disponibilidad natural de agua.

LOS RETOS DEL AGUA


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Se pueden agrupar en:

Sismos

Erupción volcánica

Diversas tormentas

Huracanes

Deslizamientos

Tropical

Invernal

Marea de tempestad

Tornados

Granizadas

LOS PELIGROS NATURALES


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CÓMO CUANTIFICAR RIESGOS

NATURALES

Sismo

Zona 0: MM V y menoresZona 1: MM VIZona 2: MM VIIZona 3: MM VIIIZona 4: MM IX y mayores

Intensidad máxima probable (MM: EscalaMercalli Modificada) con una probabilidad deexcedencia del 10% en 50 años (equivalentea un periodo de retorno de 50 años) paracondiciones medias del subsuelo.

Gran ciudad con “Efecto Ciudad deMéxico)

Erupción Volcánica

Ultima erupción antes de 1800 DCUltima erupción después de 1800 DCVolcanes particularmente peligrosos

Tsunami (onda sísmica del mar)

Peligro en zonas costeras

Tormenta tropical

Zona 1: SS 1 (118 – 153 km/h)Zona 2: SS 2 (154 – 177 km/h)Zona 3: SS 3 (178 – 209 km/h)Zona 4: SS 4 (210 – 249 km/h)Zona 5: SS 5 (>= 250 km/h)

Intensidad máxima probable (SS: Escala dehuracanes Saffir - Simpson) con unaprobabilidad de excedencia del 10% en 10años (equivalente a un periodo de retorno de100 años).

Pistas principales

Tormenta invernal

Media – altaAlta – muy altaPistas principales

Mareas de tempestad


Peligro de tornado

BajoMedioAltoMuy alto

Peligro de granizada

BajoMedioAlto

Relámpagos (número de golpespor km2 y por año)

Zona 1: 2 – 6Zona 2: > 6

Ciudades

> 1 millón de habitantes100 000 a 1 millón de habitantes< 100 000 de habitantesCiudad capital


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RankingFecha y hora

UTCMagnitud País

Lugar ycoordenadageográfica

Muertes Observaciones

122 de mayode 2004,15:11

9,5 Chile

Valdivia

38°14′24″S ,73°3′0″O

5,700 a10,000

Hubo 2.000.000 de damnificados. Valdivia se hundió 4 m bajo el nivel del mar yprovocó la erupción del volcán Puyehue. El sismo fue percibido en gran partedel cono sur y en diferentes partes del planeta debido al tsunami que sepropagó por todo el Océano Pacífico, llegando hasta localidades de Hawái yJapón ubicadas a miles de kilómetros de distancia. Además se produjeron milesde muertos y heridos.

226 dediciembre de2004

9,3 IndonesiaFrente al norte deSumatra

289,866.

El tsunami generado por la magnitud del sismo causó más de 289 000 muertosen Sri Lanka, islas Maldivas, India, Tailandia, Malasia, Bangladesh y Myammar(antigua Birmania). Es uno de los cinco peores terremotos conocidos desde1900.

328 de marzode 1964,03:36

9,2EstadosUnidos

Anchorage, Alaska.61°N 148°O

128Produjo un levantamiento del suelo de hasta 11,5 m en 520 000 kilómetroscuadrados en el continente, siendo aún mayor en las islas Aleutianas,alcanzando los 15 m en la isla Montague.

44 denoviembre de1952, 16:58

9UniónSoviética(Rusia)

Península deKamchatka

52°48′N 159°30′E

22Produjo un tsunami de hasta 3,2 m que alcanzó las Islas Midway, Cocos,Hawái, Alaska y California, a unos 3000 Km de distancia del epicentro. Produjodaños materiales estimados entre U$S 800 000 y 1 000 000.

511 de marzode 2011,14:46

9 Japón

Costa de Honshu

38°19′19.20″N142°22′8.40″E

15.836

Provocó un tsunami que llegó aproximadamente 15 minutos después del sismo,y que llegó a las costas de Rusia, Taiwán, Islas Midway, Hawái, Oregón,

California, y México con cerca de 2 metros de altura. Se emitió una alertageneral a toda la costa del Pacífico desde América del Norte hasta América delSur y la Antártica. El terremoto fue tan intenso que causó que el eje de la tierrase moviera 10 cm, y el maremoto arrasara con olas semejantes en tamaño aalgunas islas del Pacífico. Las costas de Ecuador y Chile fueron evacuadas poruna alerta de tsunami desde la Región de Arica - Parinacota hasta la Antártica.Produjo olas hasta 4 m de altura en Chile que afectaron las localidades deDichato, Constitución y Coliumo, donde el mar avanzó hasta 100 metros tierraadentro. Toda la costa del país fue evacuada y en algunos puntos se ha

levantado la Alarma de Tsunami. No se registraron daños de consideración nien Ecuador, Perú y Chile. El efecto dominó del terremoto también produjo el

Accidente nuclear de Fukushima I.

LOS 10 TERREMOTOS MÁS FUERTES REGISTRADOS


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RankingFecha y hora

UTCMagnitud País

Lugar ycoordenadageográfica

Muertes Observaciones

613 de agostode 1868,21:30

9 Perú

Arica, actualmenteChile

18°36′S 71°0′O

25,000

El evento afectó el sur del Perú, especialmente las ciudades peruanas de Arequipa, Moquegua, Tacna, Islay, Arica e Iquique (estas dos últimaspertenecen a Chile en la actualidad). El sismo además fue percibido de formadistinta entre Lambayeque por el norte y Valdivia por el sur, e incluso hastaCochabamba en Bolivia. Seguido al movimiento principal, un tsunami arrasó lascostas peruanas entre Pisco e Iquique y cruzó el océano Pacífico, llegandoincluso a California, las islas Hawaii, las Filipinas, Australia, Nueva Zelanda yJapón.

724 denoviembre de1833, 15:00

8,8-9,2

IndiasOrientalesNeerlandesas(Indonesia)

Bengkulu, Sumatra3°30′S 102°12′E

Provocó un tsunami que causó daños en Seychelles frente a las costas de África.

831 de enerode 1906,15:36

8,8Ecuador-Colombia

Frente a las costasde Esmeraldas1°0′N 81°30′O

1,000 Provocó un tsunami.

927 de febrerode 2010,03:34

8,8 Chile

Cobquecura(provincia de

Ñuble)

35°50′45.6″S72°42′57.6″O

524

El primero en el mar, 150 km al norte de Concepción, en el sector costero de laprovincia de Cauquenes. Se sintió durante 3:50 min en Concepción. El segundoen el mar frente a Iloca y el tercero con epicentro desconocido. Fue percibidoentre las regiones de Antofagasta y Los Lagos. El tsunami que afectó gran partede la costa de la región del Maule, región del Biobío y el archipiélago JuanFernández El terremoto provocó que el eje de la tierra se corrieraaproximadamente 8 centímetros, acortando el día 1,26 microsegundos.

1026 de enerode 170021:00

9EstadosUnidos yCanadá

California, Oregón,Washington yColumbia Británica49°30′00″N125°30′00″O

25 Provocó un tsunami.

LOS 10 TERREMOTOS MÁS FUERTES REGISTRADOS

http://earthquake.usgs.gov/earthquakes/states/events/1964_03_28.php (Historic world earthquakes)U.S. Geological Survey Earthquake Hazards Program


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http://www.irinnews.org/report.aspx?Reportid=87908


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CUANTIFICACIÓN MUNDIAL DERIESGOS NATURALES

La placa de Cocos se subducedebajo de la Placa de Américadel Norte a lo largo de latrinchera de Acapulco.

Las zonas con actividad sísmicabaja se llaman brechas sísmicas.

Un terremoto intenso es probableen un futuro próximo.


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EXPOSICIÓN A TERREMOTOS YTSUNAMIS EN MÉXICO

Sismo

Zona 0: MM V y menoresZona 1: MM VIZona 2: MM VIIZona 3: MM VIIIZona 4: MM IX y mayores

Intensidad máxima probable (MM:Escala Mercalli Modificada) con una

probabilidad de excedencia del 10%en 50 años (equivalente a unperiodo de retorno de 50 años) paracondiciones medias del subsuelo.


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EXPOSICIÓN A VOLCANES EN MÉXICO Y AMÉRICA CENTRAL

Erupción Volcánica

Ultima erupción antes de 1800 DCUltima erupción después de 1800 DCVolcanes particularmente peligrosos


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PELIGROS VOLCÁNICOS


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EXPOSICIÓN VOLCÁNICA - FLUJOS DELODO, ECUADOR

Mapa de peligros volcánicos de Tungurahua

P.H. Coca Codo Sinclair


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IMPACTO DE TSUNAMI, CHILE 2010


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ANTES Y DESPUÉS DE UN TSUNAMI, CHILE 2010


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CAMBIO CLIMÁTICO: RIESGOSHIDROMETEOROLÓGICOS


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CAMBIO CLIMÁTICO: RIESGOSHIDROMETEOROLÓGICOS


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Adaptación al impacto del cambio climático

Glaciar

de

fundición

Fenómenos

meteorológicos

extremos


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HURACANES


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Un aspecto importante: la sequía y la escasez de agua

La sequía en el suroeste de China en 2010 y en

México 2011-2012.


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TORMENTAS TROPICALES EN MÉXICO

Tormenta tropical

Zona 1: SS 1 (118 – 153 km/h)

Zona 2: SS 2 (154 – 177 km/h)Zona 3: SS 3 (178 – 209 km/h)Zona 4: SS 4 (210 – 249 km/h)Zona 5: SS 5 (>= 250 km/h)

Intensidad máxima probable (SS: Escala dehuracanes Saffir - Simpson) con unaprobabilidad de excedencia del 10% en 10años (equivalente a un periodo de retorno de100 años).

Pistas principales

Tormenta invernal

Media – altaAlta – muy altaPistas principales

Mareas de tempestad


Peligro de tornado

BajoMedioAltoMuy alto


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TORMENTAS TROPICALES EN MÉXICO

Tormenta tropical

Zona 1: SS 1 (118 – 153 km/h)Zona 2: SS 2 (154 – 177 km/h)Zona 3: SS 3 (178 – 209 km/h)Zona 4: SS 4 (210 – 249 km/h)Zona 5: SS 5 (>= 250 km/h)

Intensidad máxima probable (SS:Escala de huracanes Saffir - Simpson)con una probabilidad de excedenciadel 10% en 10 años (equivalente a un

periodo de retorno de 100 años).

Pistas principales


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EXPOSICIÓN A MAREAS DETEMPESTAD EN MÉXICO

Mareas de tempestad



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PELIGROS POTENCIALES Afectaciones en infraestructura propia-Caminos, Ciudades, Tendido Eléctrico y Presas, etcétera

Cd. Monterrey, efectos delHuracán Alex, 2010

Inundación en lacarretera de Puebla.


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CAMINOS DE ACCESO PELIGROSOS YCUESTIONES AMBIENTALES


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CAMINOS DE ACCESOEXTREMADAMENTE EROSIONADOS


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MONITOREO HURACANES


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Efectos devastadores en Nueva

Orleáns al paso del huracán

Katrina

HURACÁN KATRINA, 2004


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New Orleans se hunde desde 5 mm hasta 25 mm por año Faltó mantenimiento No hubo revisiones ni adecuaciones posteriores al diseño, Betsy 1965 Diques mal construidos sin revisión continua. Falta de asignación de recursos


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80 de la ciudad

1,118 fallecimientos


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HURACÁN ALEX 2010, MÉXICO


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TORMENTAS TROPICALES EN

VILLAHERMOSA, TAB.


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HURACANES, TORMENTAS TROPICALES


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VILLAHERMOSA; TABASCO 1929


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Se requieren accionesdecididas.

Año con año hayinundaciones y efectosdevastadores a la

población.

PRESAS


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PRESAS

Las tres principales causas de falla en las presas son:

El desbordamiento.

La erosión interna.

El debilitamiento de la cimentación.


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CAUSAS DE FALLA SEGÚN EL ICOLD


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17. Interfaces estructurales y de ductos con el terraplén mal diseñadas.

18. Relleno de baja densidad en ductos e instrumentos ahogados.

19. Fugas provenientes de ductos hidráulicos instalados junto a, o enterrados en terraplenes.

20. Fugas junto a las interfaces de estructuras y terraplenes.

21. Inestabilidad en terraplenes y taludes naturales colindantes.

22. Canales y tuberías a presión cercanos y expuestos a ruptura.

23. Deterioro de materiales constituyentes.

24. Asentamientos diferenciales.

25. Medidas y drenado inadecuado para controlar las presiones internas del agua.26. Drenes inaccesibles para mantenimiento y reparación.

27. Variaciones en el flujo y en el contenido de materiales de fugas concentradas.

28. Fracturas y grietas desplazadas.

29. Secciones inadecuadas de la presa para resistir cargas extremas.

30. Fenómenos adversos en el ambiente del proyecto (ejemplo: hundimiento, sumideros, fisuras yborbollones).

31. Orillas de embalses angostas, permeables, erosionables y potencialmente inestables.

32. Acceso poco confiable para emergencias

33. Reservas insuficientes de materiales para reparaciones de emergencia.

CAUSAS DE FALLA SEGÚN EL ICOLD.

DESBORDAMIENTO


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DESBORDAMIENTO

Johnstown en 1889, undesbordamiento destruyó lapresa South Fork.

Lower Otay en 1916.

Ambos en EEUU.

DESBORDAMIENTO


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En 1972, Canyon Lake localizada en Rapid City, USA.

En 1975 fallaron en China las presas, Shimantan y otrasmás pequeñas.

DESBORDAMIENTO


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RUPTURA DE PRESA EN BANQUIAO, CHINA 1975

62 presas destruidas aguas abajo. 230 000 muertos. La ola creada fue de 2 a 7-m de altura, 10-km

de ancho y con una velocidad de 50-km/h. Error de concepto en el diseño (periodo de

retorno era de 1 000 años / 301-mm/día). La avenida destructiva era una en 2 000 años

(79 000-m3/s, 189-mm/h; 1 060-mm/día). Desbordamiento de la presa de tierra y su

rotura a causa de destrucción de la presaShimantan aguas arriba (controlaba avenidasde 500 años de período de retorno).

Falla al abrir a tiempo las compuertas pormiedo de crear catástrofe en áreas abajo.

Capacidad de vertido reducida por depósitosde escombros / lodos en compuertas.

Altura de la presa 118-m, agua almacenada375 millones m3.

Error conceptual en el diseño del vertedor;había una presa débil en el sistema.


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DESBORDAMIENTO

Presa Panshet en la india en 1961. Presa Sempor en Indonesia en 1967. Presa Marun localizada en Irán en 1993.

La Presa Oros en Brasil en la presa Orós que estaba enconstrucción en 1960. La altura de la presa durante la falla fue

de 35,8 m. Aproximadamente 660 x 106

m3

de aguadesbordaron sobre el río Jaguaribe (ICOLD, 1973).

DESBORDAMIENTO


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La Venta Sep. 2013

DAÑO A ATAGUÍA AGUAS ARRIBA


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DAÑO A ATAGUÍA AGUAS ARRIBADURANTE LA CONSTRUCCIÓN, CHILE

Retrasos críticos de lasprotecciones del proyecto, nose completaron antes de la

temporada húmeda.

El periodo de retorno de

inundación fue de 5 a 8 años.

Presa h=155-m, l=350-m;Planta 570 – MW; PD – 30M, BI – 60M

RIESGO DE FALLA EN EL P H AGUAMILPA


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Avenidas de 1992:

El fenómeno del Niño produjolluvias inusualmente persistentes enla mayor parte de la cuenca del ríoSantiago.

RIESGO DE FALLA EN EL P.H. AGUAMILPA


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El ritmo del agua creció en su ritmo de ascenso yaparecieron lloraderos a través de la ataguía a laelevación 108 msnm.




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Se había previsto abrirun tajo en la corona conun dique fusible.




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La segunda avenida se

presentó en la noche deldía 25 de enero con ungasto máximo de 7,700m3/s alcanzando el río lacota 112.40 msnm

entrando nuevamente enel recinto de manerafranca por el bordofusible (cota 108).

A partir del día 27, el río descendió hasta alcanzar su nivelhabitual.




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El agua se almacenó en

el lado aguas abajo dela ataguía, lo cual noestaba previsto en el

diseño original.

El nivel máximo de agua que se alcanzó fue la 123.60 msnm;hubo una falla por desbordamiento, la cual no fue catastróficapor el importante avance en la cortina. El concepto de ataguíaprioritaria es fundamental.


PROBLEMAS DE LA CIMENTACIÓN QUE PUEDEN CAUSAR FALLAS


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DE PRESAS (ICOLD)1. Filtraciones que ocasionan la tubificación de materiales de la cimentación.

2. Presiones desestabilizadoras del agua en unidades de cimentación permeables.

3. Materiales susceptibles a disolución, ablandamiento o densificación.

4. Separaciones o cavidades en la roca que conduzcan a filtraciones.

5. Cañadas profundas llenas de escombros expuestas a fugas y asentamientos disparejos.

6. Socavación por descargas de avenidas.

7. Apoyos inclinados donde los terraplenes colindantes no tengan un contacto seguro.

8. Hundimiento del terreno por la extracción de agua o de productos petroleros.

9. Suelos expuestos a licuefacción.10. Suelos que puedan colapsarse por hidrocompactación.

11. Barrenos de exploración, túneles o lumbreras abiertas o mal rellenadas, donde puedan ocurrir colapso oerosión.

12. Posibles asentamientos diferenciales donde las zonas adyacentes de cimentación tengan diferentescapacidades de carga.

13. Potencial de compresión de interestratos débiles.14. Roca basal con canales fracturados y/o débiles que pueda ser perturbadas por descargas del vertedor o de

la obra de salida.

15. Suelos dispersivos con baja resistencia a la erosión.

16. Contactos irregulares de rocas, incluyendo protuberancias, donde los terraplenes colindantes puedan estarcompactados inadecuadamente y por lo tanto, sean vulnerables a la erosión, separación o asentamiento.

PROBLEMAS DE LA CIMENTACIÓN QUE PUEDEN CAUSAR FALLAS


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17. Fracturas abiertas de roca en contactos de cimentación de terraplenes, donde pueda perderse el relleno detierra

18. Relleno natural en fracturas de roca o interestratos que pueda ser erosionable por fugas19. Trincheras impermeables profundas y estrechas en la cimentación que puedan incluir arqueo, fracturamiento

hidráulico y/o colapso de terraplén

20. Fallas o zonas de cizalleo que puedan desplazarse por carga, incluyendo impacto sísmico

21. Planos de estratos y laminaciones sujetas a intemperismo y deslizamiento

22. Fracturas continuas que puedan llevar fugas debajo de la presa desde entradas en el piso del embalse

23. Muros impermeables con fugas , incluyendo zanjas permeables de lodos y tablestacado sin entrelazado openetración eficaz

24. Tubos de drenado de la cimentación susceptibles a deterioro, desplazamiento y obstrucción

25. Drenes al pie de la cimentación y pozos de alivio sin filtros adecuados de protección

26. Impermeabilización de profundidad insuficiente para evitar corrientes de fondo

27. Fugas a través de roca agrietada por detonaciones incorrectas de construcción, como para cubiertas de

inyecciones o para formación de apoyos28. Fugas a través de grietas de alivio de esfuerzos en apoyos inclinados

29. Fugas a través de pantallas de inyección mal diseñadas

30. Contactos de cimentación preparados inadecuadamente, con utilización de materiales indeseables,conducentes a deterioro, asentamiento y fugas

DE PRESAS (ICOLD)

EROSIÓN INTERNA


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Las presas de tierra y sus cimentaciones pueden ser susceptibles

a dañarse por la erosión interna.

Una causa común de falla ha sido la turificación, por falta de filtros

adecuados.

PRESA TETON Presa de relleno de tierra de 123 m.

EROSIÓN INTERNA


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EROSIÓN INTERNA

En 2001 se presentó la falla de la presa Nahal Oz en Israel.

Igualmente la presa Zeyzoun en Siria fallo en 2002.

FALLA EN LA PRESA TAUM SAUK EN


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FALLA EN LA PRESA TAUM SAUK ENEE. UU., DICIEMBRE 2005

La brecha estaba compuesta por

un enrocamiento del terraplén de

200m – en la parte superior y de

151 m – en la base.

La brecha fue sobrepasada por

una gran ola generada por los

vientos remanentes del huracán

Rita.

LICUEFACCIÓN


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LICUEFACCIÓN

Debido al sismo; los materiales nocohesivos de grano fino en los

terraplenes y en las zonas decimentación, en Mexicali México(2007).

A este fenómeno se le atribuyó lafalla de la presa Sheffield enCalifornia en 1925 y la presa Van

Norman también en California, USAen 1971.

PRESA SAINT FRANCIS


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Falla en la cimentación.

En el Cañón San Francisco

cerca de los Ángeles, era unaestructura de gravedad deconcreto tipo arco de 62.5 m.

PRESA MALPASSET


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PRESA MALPASSET

Construida sobre el río Reyran en el sudeste de Francia, era una

presa de concreto tipo arco de 66.5 m.

PRESA MALPASSET


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PRESA MALPASSET

FALLA EN LOS PERNOS DEL GENERADOR RUSIA


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FALLA EN LOS PERNOS DEL GENERADOR, RUSIA

Unidades obsoletas, problemas de diseño, operación ymantenimiento pobre.

Pérdida de la planta Sayano - Shushinskaya debido a lainundación, 10 X 640 - MW / Agosto 2009

La falla en la cubierta de la turbina inicio lainundación.

ESTADO ACTUAL DE LAS PRESAS


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Como ejemplo pueden mencionarse las presas Tuxpango (Ver.),Mazatepec (Pue.), Santa Rosa (Jal.) y otras.


Presa Tuxpango, Ver.

Presa Santa Rosa, Jal.

VISTA DE LA JUNTA DAÑADA DE LA CARA DE


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CONCRETO, CAMPOS NOVOS, BRASIL

FALLA DE LAS COMPUERTAS


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SITUACIÓN DE LA PRESA LA VILLITA:

El día viernes 31 de Mayo de 2013 a las 15:25 hrs se reporta un evento súbito eimprevisto en el apoyo izquierdo de la compuerta N°1 del vertedor de servicio de laestructura de excedencias de la presa propiedad de CONAGUA y operada por laCFE, José Ma. Morelos y Pavón, ocasionando un vertido estimado de agua de 731m3/s con un nivel de embalse en cota 50.10 msnm.

FALLA DE LOS BRASOS DE LAS COMPUERTAS


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SITUACIÓN DE LA PRESA LA VILLITA:

Problemática: La Central cuenta con estructuras paraobturar los vanos de los vertedores, sinembargo su colocación se realiza con lascompuertas cerradas y en seco. Lacondición de la compuerta colapsada

implicaba el reto de colocar losobturadores con un tirante de agua de10.37 metros y con un flujo de agua de731 m3/s situación de emergencia a laque no se había enfrentado CFE.

Atención inmediata: Instalación de los obturadores unidosentre si mediante placas soldadas,obturando el vano a contra flujo, evitandola salida del caudal.


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La Villita


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Trabajos de restitución de viga testera 1 y preparativos para colocación de presfuerzos en viga testera 2.

La Villita


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Colocación de anclas en la viga testera 2 y 8.

Colocación del andamiaje en la viga testera 03.

La Villita


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La Villita



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C.H. VILLITA, MICHOACAN.

TRABAJOS COMPLEMENTARIOS

Reparación y Reforzamiento delVertedor de la C.H. La Villita:

Reparación y restauración del caminode acceso y del talud que se ubica enmargen izquierda de la zona de

descarga del vertedor




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Modificación y obstrucción delas obras de excedencias.

Obstrucción de los vertedorespor parte de los usuarios

Presa Ojocalientillo, Ags.

Presa Malpaso, Zac.



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Falla de las presas debido aobstrucciones de losvertedores.

Riesgos de falla debido a lafalta u obstrucciones de los

vertedores.

Presa Ateto, Zac.

Presa La Ventilla, SLP.


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En presas con embalses grandesel retiro de las agujas puedellevar un tiempo bastante largo.

Presa Marte R. Gómez, Tamps.Retiro de agujas en un vertedor de cresta libre.

Falta de información hidrológica durante la etapa de diseño. En presas que tienen más de 30 años en operación, no es raro que se

presenten avenidas mayores a la de diseño.

Presa El Portillo II, (Cuxtepequez), Chis.



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Presa La Fronteriza,Ciudad Juárez, Chih.

Puesta fuera de servicio


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C. H. MALPASO


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Sit ió

C. H. MALPASO


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Situación: Originalmente los Cimacios se ubicaban a diferentes elevaciones (Servicio

163.69, Emergencia 167.64)

En 1981 se igualaron los cimacios a la elevación 167.64 pero no se modificó laorientación de las Vigas Testeras del Vertedor de Servicio generándose unadiferencia entre la resultante y la trayectoria de los postensados.

En 2007 se elevó de forma provisional un metro las compuertas del Vertedor deemergencia quedando la sobre elevación máxima del sobre almacenamiento ala cota 186.64.

Sit ió

C. H. MALPASO


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Situación: En 1967 operaron los dos vertedores con gastos altos registrándose daños en

el Vertedor de Servicio y un comportamiento inaceptable en el de Emergencia,en 1970 se operó nuevamente el de Servicio observándose el mismo daño porlo cual su gasto de salida quedo restringido a menos de 2,000 m³/s.

En 2008 ya bajo el control de CFE operó con gastos hasta de 1400 m³/s En2010 operó con gasto máximo de 1900 m³/s Presentando en ambos casos uncomportamiento sumamente deficiente.

C. H. MALPASO


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Operación Vertedor de Servicio y Emergencia en 1967

C. H. MALPASO


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Operación Vertedor de Servicio y daños en las losas de fondo

C. H. MALPASO


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Operación Vertedor de Servicio en el año de 2010 con un gasto de 1790 m3/s

C. H. MALPASO


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C. H. MALPASO


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Funcionamiento del vertedor de servicio para Q = 7000 m3/s

Proyecto original

Con salto de esquíen la rápida

Salto de esquí en larápida y 4 m de

sobre-elevación deldentellón


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C. H. MALPASO


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Operación Vertedor de Servicio y Emergencia en 1967

P t M C t l V t d d E i

C. H. MALPASO


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Propuesta Muro Central Vertedor de Emergencia


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C. H. MALPASO


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Se representó la geometría del vertedor de emergencia de proyecto original. Elgasto de despegue bajo esta condición es de 3650 m3/s, debido a que el flujo secarga hacia la margen izquierda provocado por la curva horizontal en la rápida.Se muestra para el gasto de despegue, donde se puede observar que la longitudde la napa es mayor en la margen izquierda que en la margen derecha.

P j l f i i t hid á li d l l d l t d d i

C. H. MALPASO


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Aperaltamiento

Deflectores

laterales

Transición del muro con

talud a vertical

Muro central de 11 m de alto y

1m de ancho a lo largo de todo

el canal.

Para mejorar el funcionamiento hidráulico del canal del vertedor de emergencia,éste se dividió en dos canales por medio de un muro central de 1 m de ancho x 11m de alto a lo largo de todo el canal (a partir de la pila hasta el labio de la cubeta).

Peralte en ambos canales según tabla anexa y deflectores laterales de 1.50 m delargo y 0.72 m de ancho.


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Imagen 5.- Continúan los trabajos de sobreelevación de la plantilla del canal de descarga.


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PLANTA GENERAL



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C.H. MALPASO, VERTEDOR DE EMERGENCIA.

En proceso la revisión, rehabilitación, el reforzamiento de las

estructuras de control y construcción del canal central.



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Viga Testera 1 Viga Testera 2 Viga Testera 3 Viga Testera 4 Viga Testera 5

Perforación, inyección, montaje de yugo,tensado de barras. Acero de refuerzo,

cimbra de madera, concreto en sello,retiro de cimbra.

Retiro de andamiaje

REFORZAMIENTO DE VIGAS TESTERAS, DELVERTEDOR DE EMERGENCIA

VT1VT2VT3VT4VT5



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Instalación Viga Testera 1 Viga Testera 2 Viga Testera 3 Viga Testera 4 Viga Testera 5

Celdas de carga

Sensores acústicos

Extensómetros

Unidad de Adquisición de Datos

VERTEDOR DE EMERGENCIAINSTRUMENTACIÓN

ISOMÉTRICOESQUEMÁTICO

Nicho de 0.2x0.2 Placa de sujeción de sensorempotrada con taquetes al concreto

Cable de señal deinstrumento

Sensor acústico

Caja de protección de

acero inoxidable

Tubería licuatite de ¾”



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VERTEDOR DE EMERGENCIA

En la viga testera 2, sandblasteo de laviga testera original.

En la viga testera 4, relleno de la ranura dondese alojara el cableado de la instrumentación.



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VERTEDOR DE SERVICIO

Perforación de barreno 2 en viga testera 6 Perforación de barreno 2 en viga testera 9



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VERTEDOR DE SERVICIO

Perforación de barreno 1 en viga testera 9


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Obra electromecánica

SANDBLASTEO Y APLICACIÓN DE RECUBRIMIENTO ANTICORROSIVO CARA SECA.VERTEDOR DE EMERGENCIA

Sandblasteo y aplicación de primario brazoscompuerta 3.

Aplicación de acabado compuerta 4.



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Obra electromecánica

REFORZAMIENTO DE COMPUERTAS RADIALES. VERTEDOR DE SERVICIO

Montaje de plataformas en vano 6, necesarias para la circulación del personal durante elmontaje de brazos, sección de pantalla y chumaceras en las compuertas del Vertedor de

Servicio.



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C. H. PEÑITAS, CHIAPAS.

Se cuenta con la ingenieríabásica del reforzamiento de lasvigas testeras.

Se considerarán únicamente

celdas de cargas yextensómetros en las vigastesteras.

Se elabora e integra el paquetetécnico, ingeniería básica y dedetalle para la licitación de los

trabajos de obra civil y obraelectromecánica.



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C.H. INFIERNILLO, MICHOACAN. Con el fin de garantizar la seguridad de la presaante la presencia de eventos meteorológicos

extremos, se realizo la actualización hidrológicade las avenidas. Se continua estudiando la construcción de un

nuevo túnel-vertedor de 12m diámetro conobturadores en portal de entrada y unacompuerta radial de 10.6X10.6m a la salida deltúnel.

El Laboratorio de Hidráulica de Cuernavaca estárealizó pruebas en el modelo físicotridimensional escala Le=25, para determinar laeficiencia de operación de los túneles vertedoresexistentes sin que se, se detectaron velocidadesmayores de 30 m/s, desde el gasto de 863 a2500 m³/s, estas velocidades generancavitación.

Como primera opción de solución se instaló unaireador en el modelo, actualmente se encuentraen proceso la realización de las pruebas con elmotivo de obtener el gasto máximo seguro paralo cual no exista el riesgo de que se presente elfenómeno de cavitación.



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C.H. INFIERNILLO, MICHOACAN.



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C. H. EL NOVILLO, SONORA.

Se continua en proceso de definición de los alcances de los trabajos y el paquetetécnico para Contratación. Una vez que se determine el presupuesto requerido, sesolicitara al área de Operación, gestione la clave de cartera correspondiente.



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C. H. TEMASCAL, OAXACA.

Se continua en proceso de definición de los alcances de los trabajos y el paquetetécnico para Contratación. Una vez que se determine el presupuesto requerido, sesolicitara al área de Operación, gestione la clave de cartera correspondiente.


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C.H. ANGOSTURA, C.H. SANTA ROSA, PRESA CERRO DE ORO

De acuerdo a las visitas de inspección realizadas se concluyó que para los vertedoresde estas presas, no se requiere trabajos de rehabilitación, debido a que se encuentranen buenas condiciones de seguridad.

C.H. ANGOSTURA C.H. SANTA ROSA

APROVECHAMIENTO CERRO DE ORO

PRESA VAIONT, ITALIA


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Deslizamiento de 270 Mm3 en Octubre 1961 cuándo el embalseestaba cercano a su máximo nivel.

Ola gigantesca de220 m.

Más de 2000muertes.

La presapermaneció sindaños.

Vista de la superficie del deslizamiento La presa no se ve en las

PRESA VAIONT, ITALIA


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Vista de la superficie del deslizamiento. La presa, no se ve en lasfotos. Un lago residual permanece en el valle.

(Gabriel Fernández, 1979)

QIANKIANGPING, CHINA (2003)


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El impacto generó una ola

de 30 m de altura del ríoYangtzé.

Se excavó un canal en lapresa natural .

Causas del deslizamiento:

Precipitaciones intensas.

Erosión en el río.

Distance (m)Distance (m)

20 millones de m3

1,200 m longitud1,000 m ancho20 m profundidad

Wang et al. (2004)

DESLIZAMIENTO LA JOSEFINA,ECUADOR (1993)


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Presa natural de 100 maltura.

Lago con dimensiones: 10km longitud and 83 mprofundidad.

20 millones de m3

1,500 m longitud

600 m ancho

Agua almacenada : 200 millones de m³.

Falla de la presa natural: Descarga de 10,000 m³/s.


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CASOS HISTÓRICOS DEDESLIZAMIENTOS


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Juan de Grijalva , México (2007)

El impacto de deldeslizamiento sobre el ríogeneró una ola de 15-50m de altura.

Se generó una presa de80 m de altura y 800 mde largo.

Se resolvió excavandoun canal en la presanatural.

Alcántara-Ayala et al. (2008)

CASOS HISTÓRICOS DEDESLIZAMIENTOS


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55 millones de m3

800 m longitud

300 m ancho

80 m profundidad80 seg. de movimiento

Causas principales:

Precipitacionesintensas.

Sismos 5 días antes. El caído ocurrió el 4 de

noviembre del 2007


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MALPASO DESLAVE PEÑITAS

ALMACENAMIENTOINFERIOR

Vol. = 980 mill. m3

ALMACENAMIENTOSUPERIOR

Vol.= 2150 mill. m3

54 km 16 km

70 km

80 m Aprox.

ELEV. + 180

ELEV. + 90.38

ELEV. + 87.71

ELEV. + 165.00 ELEV. + 98.0

Apertura del Canal 18-dic-2007


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Inicio del Flujo a Través del Canal18-dic-2007

18 diciembre 2007


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Avance de los TrabajosEntrada del Canal

10 enero 2007

Avance de los TrabajosSalida del Canal


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10 enero 2008


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1 marzo 2008,14:59 hrs

11 marzo 2008


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Función de comportamiento por desbordamiento

RIESGO DE FALLA EN EL CAÍDO


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Función de comportamiento por desbordamiento.

La función básica de comportamiento se adoptó como:

donde

es la función de comportamiento.

el gasto en el río Tzimbac. el gasto en río Sayula.

el gasto en el Caído.

el gasto descargado por la presa Malpaso.

el gasto por el vertedor de Peñitas.

∆ la variación en el almacenamiento de Peñitas.

= + + + − − ∆

MÉTODO DEL SEGUNDO MOMENTOESTADÍSTICO


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La función de comportamiento se expresó como:

Esta expresión corresponde al margen de seguridad para el

análisis de riesgo.

= + + + − − ∆ =

+ + / −

− /∆



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Resultados obtenidos:

Al aplicar la distribución Doble Gumbel y distribuciones deprobabilidad bivariadas, se encontraron los siguientesresultados:

Sí se produjera el caído en condiciones originales setendría:

= 8 380

; = 910

;

= 1 507

; = 25 ñ; = 1.749



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Al representar las condiciones finales en la excavación

se tuvieron las siguientes condiciones:

= 0.5; = 6 760

; = 712

; = 913

;

= 1 509

; = 2 ñ; = 0.03735


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Excavar el caído fue la solución final del fenómeno.

Hay que determinar situaciones potenciales de falla y prever

posibles soluciones; es decir hacer mapas de riesgo que nos

permitan ofrecer soluciones a la población.

Estas medidas deberán generalizarse al hacer el análisis

diseño y construcción de eventos que producen los

fenómenos naturales y que nos permitan incrementarsignificativamente la seguridad de nuestras obras.



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Esta situación hubiera indicado una situación catastrófica enla planicie de Tabasco que estaba completamente inundada.

Las acciones tomadas por la ingeniería mexicana fueronnotables, ya que se excavaron 5 millones de m3 en solo 25

días y la problemática se resolvió exitosamente.

CONCLUSIONES


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De no haber tomado acciones adecuadas y oportunas como lo

hicimos en este caso, es claro que las consecuencias hubieransido catastróficas, como por desgracia ha sucedido en otrospaíses de nuestra región.

Una lección que nos dejó esta experiencia es la necesidad decontar con una estrategia regional, que sume los mejorestalentos técnicos, para hacer frente con éxito a situaciones deemergencia como éstas.

La Comisión Intersecretarial para la atención de Sequías eInundaciones enfoca sus esfuerzos en la atención oportuna ante

PROPUESTA


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desastres.

Para ello, se propone crear un grupo de especialistas de altonivel enfocado al análisis y resolución de problemasespecíficos de riesgo que intervengan desde lasuniversidades, colegios y asociaciones; así como en

dependencias del gobierno federal y estatal.

Es decir, un grupo técnico enfocado a la atención de riesgos ydesastres naturales que englobe las fases de análisis, estudio,

propuestas, acciones y soluciones. Se trata de constituir un grupo consultor que refuerce al que ha

hecho el Dr. Felipe Arrequín al interior de CONAGUA con granexperiencia y probada capacidad técnica que plantee lasmedidas que deben tomarse ante estas complejas situaciones.

HIDROGRAFÍA DEL SISTEMAGRIJALVA-USUMACINTA


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Se cumplen 50 años de las presas: Infiernillo.


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Infiernillo. Malpaso. Santa Rosa y otras. Hacer un evento auspiciado por ICOLD

México, CFE y CONAGUA para reconocer la

aportación mexicana a la ingeniería demedios granulares que hizo en su momentoHiriart y Marsal y la de presas deenrocamiento con cara de concreto que hace

hoy en día la CFE. Ambas fueron y son punta de lanza en el

mundo.


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GRACIAS

riesgos y desastres naturales para la elaboracion de una presa

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