Presas de Embalse

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UNIDAD III
Presas
Área: Pregrado Obras Hidráulicas 
Ingeniería Civil.
Ing. Jesús E. Briceño A.
Jesusbrice@hotmail.com
Jesusbrice@gmail.com
Departamento de Ingeniería 
Hidráulica y Sanitaria
mailto:Jesusbrice@hotmail.com
mailto:Jesusbrice@gmail.com
PRESAS DE EMBALSE
Una presa es una estructura hidráulica que se
construye con la finalidad de crear un embalse
para regular los escurrimientos de un río o con
el propósito de desviar sus aguas fuera de su
cauce natural.
TIPOS DE PRESA
• PRESAS DE ALMACENAMIENTO: Grandes embalses que almacenan
agua en época de grandes escorrentías para utilizarlas cuando
existen bajas escorrentías; cuando no se puede suministrar dicha
demanda.
• PRESAS DE DERIVACIÓN: Para proporcionar la carga necesaria
para desviar el agua hacia zanjas, canales u otros sistemas de
conducción al lugar en que se van a usar.
• PRESAS REGULADORAS: Para retardar el escurrimiento de las
avenidas y disminuir el efecto de las ocasionales.
SEGÚN SU USO
TIPOS DE PRESA
• PRESAS VERTEDORAS: Se proyectan para descargar sobre sus
coronas. Los materiales a emplear son concreto, mampostería,
acero y madera.
• PRESAS NO VERTEDORAS: Se proyectan para que no rebase el
agua por su corona. Permite ampliar la elección de los
materiales.
CON FRECUENCIA SE COMBINAN LOS DOS TIPOS PARA 
FORMAR UNA ESTRUCTURA COMPUESTA
SEGÚN SU PROYECTO HIDRÁULICO
TIPOS DE PRESA
• PRESAS DE TIERRA:
▫ Constituyen el tipo de presa más común.
▫ Se pueden fundar sobre cualquier terreno.
▫ Materiales Impermeables.
• PRESAS DE ENROCAMIENTO:
▫ Fundación en lecho rocoso.
▫ Carpeta o núcleo impermeable.
▫ Materiales gruesos (piedras – gravas)
SEGÚN LOS MATERIALES
TIPOS DE PRESA
• PRESAS DE CONCRETO: A su vez se dividen en las de tipo
convencional y las compactadas con rodillo RCC.
▫ DE GRAVEDAD
 Cimentación de roca sana.
 Concreto vaciado.
 Estable por su peso.
SEGÚN LOS MATERIALES
TIPOS DE PRESA
PRESA DE GRAVEDAD
TIPOS DE PRESA
PRESA DE RCC
TIPOS DE PRESA
• PRESAS DE CONCRETO: A su vez se dividen en las de tipo
convencional y las compactadas con rodillo RCC.
▫ DE ARCO
 Fundación y estribos en roca sana.
 Muy poco volumen.
SEGÚN LOS MATERIALES
TIPOS DE PRESA
TIPOS DE PRESA
• PRESAS DE CONCRETO:
▫ DE CONTRAFUERTES:
 Fundación en roca sana.
 Requieren el 60% menos de
concreto que las presas de
gravedad.
 Requiere mano de obra
especializada.
 Actualmente se encuentran
en desuso.
SEGÚN LOS MATERIALES
TIPOS DE PRESA
PRESA DE CONTRAFUERTE
TIPOS DE PRESA
SEGÚN LOS MATERIALES
TIPOS DE PRESA
SEGÚN SU ALTURA
• PRESAS BAJAS: Son aquellas cuya altura desde su
fundación no supera los 30 m.
• PRESAS MEDIANAS: Son aquellas cuya altura desde su
fundación está comprendida entre 30 y 100 m.
• PRESAS ALTAS: Son aquellas cuya altura desde su
fundación superan los 100 m.
PRESAS DE TIERRA
ELEMENTOS
PRESAS
PRESAS
PRESAS
PRESAS
PRESAS
PRESAS
PRESAS
PRESAS
CARACTERÍSTICAS DE LOS RELLENOS QUE CONFORMAN EL CUERPO DE
LA PRESA
Por tener el río Yacambú en sus lechos fluviales, abundancia de grava
dentro de un radio de 2 Km al sitio de presa, se decidió que el relleno
de la presa lo conformarían gravas naturales y procesadas, a fin de
aprovechar el potencial de material del río. Se proyectaron y
colocaron 5 tipos de zonas cuyas características físicas y de
colocación.
Zona 1: Material semipermeable, gravas procesadas bien gradadas
pasantes por el tamiz 3", con un máximo pasante de 10% en el tamiz
#200, colocadas en capas de 30 cm y compactadas con 6 pases de
vibrocompactador de 10 ton.
Zonas 2A y 2B: Material permeable compuesto por gravas naturales
colocadas en capas de 60 y 90 cm respectivamente. Se compactan
con 6 pases de vibrocompactador de 10 ton.
Zona 3: Material permeable conformado por gravas procesadas con
diámetros entre ½ a 3", formando un dren chimenea. Se coloca en
capas de 60 cm. compactadas con 6 pases de vibrocompactador de
10 ton.
Zona 4: Protección del talud aguas abajo, conformada por peñones de
hasta 1 m. de diámetro, compactados y conformados cuidadosamente
con retroexcavadora.
Zona 5: Terraplén-contrafuerte para contrarrestar empujes del
terraplén de la presa para condición de embalse vacío.
PRESAS DE TIERRA
TIPOS
• HOMOGÉNEA: Compuesta de un solo material impermeable.
PRESAS DE TIERRA
TIPOS
• ZONIFICADA: Consta de un núcleo central impermeable
confinado por zonas de materiales considerablemente más
permeables.
PRESAS DE TIERRA
TIPOS
• DE DIAFRAGMA: Son una modificación de las presas homogéneas, pero
donde el material no es suficientemente impermeable y el paso de
filtraciones se controla con una pantalla delgada impermeable.
PRESAS DE TIERRA
TIPOS DE FALLA
• POR DESLIZAMIENTO
▫ Durante la construcción: Ambos taludes, el de aguas arriba y
el de aguas abajo presentan igual riesgo de falla.
▫ Durante la Operación: Es el caso más critico. Se analiza
únicamente el talud aguas abajo.
▫ Producto del Desembalse: Las presiones de poro no llegan a
disiparse, se generan fuerzas de filtración en el talud de aguas
arriba. Es por lo tanto, este talud que presenta una mayor
peligrosidad.
PRESAS DE TIERRA
TIPOS DE FALLA
• POR TUBIFICACIÓN O SIFONAMIENTO
▫ Movimiento o traslado de partículas de suelo bajo la acción de las
fuerzas generadas por el paso de filtraciones.
▫ Ocurre tanto en el talud como en la fundación.
• POR LICUEFACCIÓN O FLOTACION
▫ El suelo no cohesivo pierde su resistencia y adquiere un grado de
movilidad suficiente como para sufrir desplazamientos.
▫ Posibles soluciones: compactación dinámica, vibroflotación, empleo
de drenes verticales, colocación de bermas.
PRESAS DE TIERRA
TIPOS DE FALLA
• POR ASENTAMIENTOS
▫ Pueden ser asentamientos diferenciales o totales. En el primer
caso el núcleo se fractura y en el segundo el agua pasa por
encima de la presa.
• FALLAS DEBIDA A SISMO
▫ Debido al movimiento horizontal del sismo se ve afectada la
cresta de la presa (se fractura).
PRESAS DE TIERRA
REQUISITOS DE ESTABILIDAD
 La presa debe ser segura al desbordamiento.
 Los taludes, tanto aguas arriba como aguas abajo, así como la
cresta, deben ser estables.
 El terraplén no debe imponer fuerzas excesivas sobre las
fundaciones.
 Se deben controlar las filtraciones a través del terraplén, de la
fundación y los estribos, con el fin de impedir erosión,
desprendimiento y arrastre del material.
PRESAS DE TIERRA
REQUISITOS DE ESTABILIDAD
 El terraplén debe estar asegurado contra el efecto de
rebasamiento por el oleaje.
 Debe impedirse la erosión de los taludes, aguas arriba y aguas
abajo de la presa, aplicándoles la debida protección.
 Se deben reducir los posibles impactos ambientales negativos
debido al proyecto.
 Debe garantizarse la integridad de la presa durante el sismo de
diseño.
PRESAS DE TIERRA
ESTUDIOS BÁSICOS
 TOPOGRÁFICOS
 Levantamiento topográfico general: Plano a escala 1:5000 a
1:25000, para ubicar los sitios de presa, las estructuras
conexas, las áreas de préstamo y canteras, los accesos y los
campamentos.
Topografía de detalle: Plano a escala 1:500 o 1:1000 con curvas
de nivel cada metro, para obtener una ubicación en planta de la
presa y una cubicación del volumen de material requerido para
su construcción.
PRESAS DE TIERRA
ESTUDIOS BÁSICOS
 GEOLÓGICOS
 Geología del sitio de la presa y de las estructuras conexas: Permite
determinar las características y condiciones de la fundación.
 Geología del vaso de almacenamiento: Se deberá precisar las
formaciones rocosas o estratos de suelos permeables por debajo del
nivel de aguas normales del embalse y la existencia de zonas
inestables susceptibles de deslizarse al cambiar las condiciones de la
mesa de agua.
PRESAS DE TIERRA
ESTUDIOS BÁSICOS
 GEOLÓGICOS
 Estudio de los materiales de construcción disponibles: Permitirá
conocer las características de los materiales disponibles, definir la
existencia demateriales aptos, las cantidades disponibles, la
distancia desde los préstamos y la necesidad de construir vías
adecuadas para transportarlos.
PRESAS DE TIERRA
ESTUDIOS BÁSICOS
 HIDROLÓGICOS
 Niveles de operación del embalse
 Nivel máximo que alcanzarán las
aguas durante la construcción del
embalse.
 Registros diarios de lluvia.
 Curva de frecuencia de gastos del
río
Cota de cresta de la presa y posibles
fuerzas que actúan sobre ella.
Esquema de desviación más
conveniente
Cronograma de construcción
Época más conveniente para desvío 
del río
FUNDACIONES
 Apoyo estable para el terraplén en todas las condiciones de saturación y
de carga.
 Resistencia elevada a la filtración.
 No se proyectan, pero se toman medidas para que satisfagan los
requisitos esenciales.
Tratamiento Básico:
- Despalme de la capa vegetal.
- Construcción de un dentellón de unión entre la zona impermeable del
terraplén y la fundación.
EN ROCA
Es la mejor fundación para una presa de tierra.
 Cortina o pantalla de 
inyecciones.
 Sistema de drenajes.
 Sustitución del 
material débil por 
concreto.
Presencia de planos
o zonas débiles
tales como grietas,
superficies de
deslizamiento,
cavernas.
FUNDACIONES
 EN SUELOS PERMEABLES
 Arena y gravas que cubren formaciones geológicas impermeables
Filtraciones
Magnitud de las filtraciones 
subterráneas
Presiones producidas por las 
filtraciones
FUNDACIONES
EN SUELOS PERMEABLES
a. Dentellón de Tierra: Es una barrera total del mismo material
del núcleo. Se usa cuando el espesor del estrato permeable
es poco profundo.
FUNDACIONES
EN SUELOS PERMEABLES
b. Dentellón Parcial: Este tipo de dentellón no llega a alcanzar
el estrato impermeable. Se usa cuando la profundidad a
un estrato impermeable es demasiado grande para un
dentellón de tierra.
FUNDACIONES
EN SUELOS PERMEABLES
c. Pantallas a base de bentonita y cemento: Se excava, a
partir de la zanja de traba y hasta el estrato impermeable,
una zanja que se rellena con material impermeable.
FUNDACIONES
EN SUELOS PERMEABLES
d. Dentellones vaciados en sitio con mezclas de cemento: 
FUNDACIONES
EN SUELOS PERMEABLES
e. Carpeta impermeable aguas arriba: Es la prolongación
hacia aguas arriba, del núcleo impermeable de la presa. Se
usa para aumentar el recorrido de las filtraciones.
FUNDACIONES
EN SUELOS PERMEABLES
f. Colchón horizontal de drenaje: Es la prolongación hacia aguas
abajo, del material permeable del espaldón. Permite la
descarga de las filtraciones y disminuye la posibilidad de fallas
por tubificación.
FUNDACIONES
EN SUELOS PERMEABLES
g. Pozos de Alivio: Cuando la cimentación permeable está
cubierta por una capa impermeable de espesor menor que
la carga del vaso.
FUNDACIONES
EN SUELOS PERMEABLES
h. Zanjas de Drenaje: Se usa en el caso de una fundación
permeable cubierta por un estrato impermeable no muy
grueso. Permite aliviar la subpresión en el estrato
permeable.
FUNDACIONES
EN SUELOS PERMEABLES
i. Pantallas o Tablestacas de Acero: Consiste en hundir hasta
la fundación impermeable, un perfil o plancha de acero
que puede ser recto o “en zeta”.
FUNDACIONES
EN SUELOS PERMEABLES
j. Inyecciones: Para mejorar la estabilidad y la impermeabilidad
de las cimentaciones permeables, se inyecta una sustancia que
actúe como aglutinante y llene los huecos. Entre los materiales
que se usan está el cemento, el asfalto, la arcilla y varias
sustancias químicas.
FUNDACIONES
EN MATERIALES DE GRANO FINO
 Fundación compuesta por suelos limosos y arcillosos.
Estabilidad y
Asentamientos
Formación de Grietas
Reducción del borde libre
FUNDACIONES
a. Excavación del Material Comprensible: Si no es muy gruesa
la capa se excava parcial o totalmente y se reemplaza con
material compactado.
b. Uso de taludes exteriores más suaves: Para reducir los
esfuerzos cortantes en la fundación.
 Tendiendo radicalmente los taludes exteriores.
 Incorporación de un espaldón a la sección de la presa.
 Adosando al terraplén bermas estabilizantes.
 EN MATERIALES DE GRANO FINO
FUNDACIONES
c. Construcción por Etapas: Limitando la velocidad de
construcción del terraplén a fin de dar tiempo a los suelos
para consolidarse y aumentar su resistencia.
d. Uso de Drenes: Para acelerar el proceso de consolidación
de la fundación, pues permiten la rápida salida del agua
contenida en los poros del suelo.
 Carpetas de drenaje, en el contacto del terraplén con
la fundación.
 Drenes verticales de arena o geotextil en la fundación.
 EN MATERIALES DE GRANO FINO
FUNDACIONES
e. Uso de columnas de grava: Para acelerar la consolidación
de los suelos y actuar como refuerzo.
f. Uso de Dentellones: Rellenos con grava o roca bien
compactados. Actúan como zonas capaces de soportar los
esfuerzos cortantes impuestos a la fundación por la presa.
 EN MATERIALES DE GRANO FINO
FUNDACIONES
 PRESAS HOMOGENEAS
 Construidas con un solo tipo de material (impermeable o
semipermeable).
 Este diseño se adapta mejor a presas bajas y medianas.
 Deben llevar incorporado en el sector aguas abajo de su sección un
dren de material más permeable que el empleado en el terraplén el
cual permite:
 Reducir la presión de poros generada en el sector aguas abajo,
con lo cual se aumenta el factor de seguridad al deslizamiento.
 Controlar las filtraciones aguas abajo.
CRITERIOS DE 
PREDIMENSIONAMIENTO
 PRESAS ZONIFICADAS
 Construidas con diferentes materiales sueltos.
 Núcleo de material impermeable y espaldones con
material más permeable.
 Se recomienda reducir en lo posible el ancho del núcleo.
 Materiales más recomendables para el núcleo: arcillas,
limos medianamente plásticos, gravas y arenas limosas o
arcillosas.
CRITERIOS DE 
PREDIMENSIONAMIENTO
 TAMAÑO DEL NÚCLEO
CRITERIOS DE 
PREDIMENSIONAMIENTO
 CRESTA DE LA PRESA
 El ancho de la cresta depende de:
 Naturaleza de los materiales para los terraplenes y la
distancia mínima de filtración admisible para el nivel
normal de operación.
 Altura e importancia de la presa.
 Necesidad de utilizarla como vía de comunicación.
 Factibilidad de su construcción.
CRITERIOS DE 
PREDIMENSIONAMIENTO
 CRESTA DE LA PRESA
 En presas pequeñas:
CRITERIOS DE 
PREDIMENSIONAMIENTO
 En presas de mayor altura:
 Ancho mínimo = 5 m
 Ancho máximo = 12 m
Permite estimar:
 El gasto Pérdidas que sufrirá el embalse por
concepto de las filtraciones
 La distribución Presiones de poros y subpresiones
de las presiones generadas, tanto en el terraplén como
en las fundaciones.
ANALISIS DE FILTRACIONES
a. Análisis Unidimensional:
Fórmula de Darcy: Q = K*i*A
Donde Q = gasto,
K = coeficiente de permeabilidad
i = gradiente hidráulico = h/l
h = energía disponible
l = longitud de recorrido de la filtración
A = área de la sección transversal del suelo a través
del cual percola el agua.
ANALISIS DE FILTRACIONES
b. Análisis bidimensional – mallas de flujo:
ANALISIS DE FILTRACIONES
AB = Suelo infiltrado – agua = Línea Equipotencial
La presión en un punto de esta línea es: y + (h-y) + V²/2g = h
BC = Suelo infiltrado – suelo permeable = Línea superior de flujo
CE = Suelo infiltrado – aire = línea de salida
AE = Suelo infiltrado – suelo línea de flujo
Línea Superior de 
flujo
Línea 
Equipotencial
Criterios para dibujar la malla de flujo:
ANALISIS DE FILTRACIONES
 La presión en un punto cualquiera de la línea equipotencial
es:
0 0
y + (h-y) + V²/2g = y
 y = y (la carga de posición es igual a la altura)
 Dos líneas equipotenciales, al igual que dos líneas de
corriente, no deben cortarse mutuamente entre sí.
 Las líneas de corriente deben cortar a las equipotenciales en
ángulo recto.
 Los espacios entre líneas de corriente y equipotenciales deben
ser cuadrados.
 La posición de la línea de superior de flujo puede
determinarse gráficamente mediante tanteos.
Línea Superior de Flujo:
ANALISIS DE FILTRACIONES
Condiciones de Entrada
Línea Superior de Flujo:
ANALISISDE FILTRACIONES
Condiciones de Salida
Caudal de Filtraciones:
ANALISIS DE FILTRACIONES
Donde K = coeficiente de permeabilidad
h = pérdida total de altura piezométrica
Nf = número de tubos de flujo resultantes
Np = número de espacios de igual caída de carga hidráulica
resultantes
q = gasto de las filtraciones por unidad de ancho
c. Método de la sección transformada:
Cuando se analizan presas con materiales que tienen distintas
permeabilidades en el sentido horizontal y vertical, se dibuja la
malla de flujo sobre una sección transformada.
ANALISIS DE FILTRACIONES
1.- Se trazan las fronteras o condiciones de borde, conservando
la escala vertical y transformando la horizontal según la
siguiente ecuación:
2.- Se dibuja la red de flujo “auxiliar” en el plano (xt, yt).
3.- Se lleva la red flujo auxiliar a la escala real, es decir al plano
(xr, yr). La red de flujos real no estará formada por cuadrados
y el corte entre equipotenciales y líneas de corriente no
tendrá 90°
ANALISIS DE FILTRACIONES
Cubre tres aspectos importantes:
 Métodos para determinar la resistencia al corte de los
materiales que constituyen el terraplén y la fundación.
 Casos de carga que deben utilizarse durante los
períodos críticos en la operación de la presa.
 Métodos para determinar las fuerzas actuantes en el
terraplén.
ANALISIS DE ESTABILIDAD
a. Resistencia al corte de los materiales
ANALISIS DE ESTABILIDAD
Terraplén
Fundación
Ensayos de 
Laboratorio
Muestras 
representativas del 
material
Parámetros: Cohesión (c´) y ángulo de fricción interna (f´)
a. Resistencia al corte de los materiales
ANALISIS DE ESTABILIDAD
El esfuerzo resistente al corte que se desarrolla sobre una posible
superficie de deslizamiento al momento de ocurrir la falla, está
directamente relacionado con el esfuerzo normal intergranular que actúa
sobre dicha superficie.
En términos de esfuerzos totales
En términos de esfuerzos efectivos
Donde: s = esfuerzo resistente al corte desarrollado en la sup. de falla
c = cohesión en términos de esf. totales
s = esfuerzo normal total sobre la superficie de falla
f = ángulo de resistencia al corte en términos de esf. totales
c´= cohesión en términos de esf. Efectivos
s´= esfuerzo normal efectivo sobre la superficie de falla =
f´ = ángulo de resistencia al corte en términos de esf. Totales
m = presión de poros que actúa sobre la superficie de falla
Ensayos de laboratorio para determinar c´ y f´
ANALISIS DE ESTABILIDAD
 Para materiales impermeables:
Ensayo No Drenado:
 A la muestra no se le permite disipar la presión de
poros.
 Se adapta al enfoque de esfuerzos totales.
 Los resultados encajan con estudios de estabilidad
durante la construcción de la presa o justo después.
Ensayos de laboratorio para determinar c´ y f´
ANALISIS DE ESTABILIDAD
 Para materiales impermeables:
Ensayo consolidado – no drenado:
 A la muestra se le permite consolidar y disipar
totalmente la presión de poros antes de fallar al
corte.
 No se le permite el drenaje o disipación de poros
durante el ensayo de corte propiamente dicho.
 Tiene dos aplicaciones: la determinación de c´ y f´
en términos de esfuerzos efectivos (medición de
presión de poros), y sin presión de poros con un
objetivo igual al ensayo no drenado.
Ensayos de laboratorio para determinar c´ y f´
ANALISIS DE ESTABILIDAD
 Para materiales impermeables:
Ensayo drenado:
 A la muestra se le permite disipar completamente la
presión de poros en todas las fases del ensayo.
 Solo se efectúa en términos de esfuerzos efectivos
para la determinación de c´ y f´.
Ensayos de laboratorio para determinar c´ y f´
ANALISIS DE ESTABILIDAD
 Para materiales permeables:
 Se ensayan muestras secas.
 No se generan presiones de poros, por lo tanto los
análisis se efectúan en función de esfuerzos
efectivos.
 c´ = 0, porque las fuerzas intergranulares de
atracción son despreciables.
 33° < f´ < 45°, dependiendo de: Densidad relativa
del material, su gradación y la angularidad de los
fragmentos o partículas.
b. Casos de carga
 Durante la construcción y al final de esta:
 La presión de poros alcanza su máximo valor.
 Ambos taludes presentan igual riesgo de falla.
 El análisis de estabilidad puede efectuarse en
términos de esfuerzos totales o efectivos.
 FS = Fcortantes / Fdesestabilizantes > 1,5
 Soluciones constructivas:
1. Disminuir el contenido de humedad
2. Hacer las capas del material más delgadas
3. Construir drenajes intermedios
4. Construir el terraplén por etapas
ANALISIS DE ESTABILIDAD
b. Casos de carga
 Durante la operación con embalse lleno:
 Se analiza únicamente el talud aguas abajo.
 El estudio se efectúa en términos de esfuerzos
efectivos.
 Factor de seguridad mínimo = 1,5.
 Durante la operación en un descenso súbito del
nivel de agua:
 El talud aguas arriba alcanza su momento más crítico.
 Se producen cambios en la distribución de la presión
de poros.
 Ocurre un cambio de peso unitario en los espaldones
de las presas zonificadas.
ANALISIS DE ESTABILIDAD
c. Análisis de las fuerzas actuantes
 Métodos para la determinación de esfuerzos y
deformaciones en el terraplén y su fundación.
 Métodos que suponen posibles superficies continuas de
deslizamiento o falla a través del terraplén y la fundación.
Procedimiento:
1. Se fija una posible superficie continua de deslizamiento
2. Se calculan los esfuerzos cortantes requeridos a lo largo de
la superficie de falla
3. Calcular las fuerzas resistentes al corte
4. Se determina el margen de seguridad, comparando las
fuerzas desestabilizadoras con la resistencia al corte
disponible.
ANALISIS DE ESTABILIDAD
c. Análisis de las fuerzas actuantes
5. Se repiten los pasos anteriores para posibles superficies de
deslizamiento, hasta encontrar la superficie crítica, que
corresponde al mínimo factor de seguridad.
ANALISIS DE ESTABILIDAD
Superficies de deslizamiento usualmente empleadas 
c. Análisis de las fuerzas actuantes
ANALISIS DE ESTABILIDAD
Nro. de Incógnitas:
• Fuerza Normal (N) = 5
• Resultantes de las fuerzas (E y
C) que actúan sobre las caras
laterales = 4
• Angulo a, que relaciona la
fuerza cortante C con la fuerza
normal E en las caras verticales =
4
• Factor de seguridad que
relaciona la fuerza cortante T con
N = 1
• Dimensión h, que permite
localizar el punto de aplicación de
N = 5
• Dimensión m, que permite
localizar el punto de aplicación E
y C en las caras adyacentes = 4
Nro. de Ecuaciones:
• Ecuación de equilibrio en eje X = 5
• Ecuación de equilibrio en eje Y = 5
• Ecuación de momento = 5
ANALISIS DE ESTABILIDAD
c. Análisis de las fuerzas actuantes
Procedimiento para el Método Sueco (Fellenius):
Se divide la masa deslizable en un número arbitrario de
secciones, de ancho variable, con base del mismo material
(mínimo 8 secciones).
Donde:
C = cohesión de los materiales
N = fuerza normal a la superficie de 
deslizamiento
U = fuerza de subpresión
F´= ángulo de fricción interna del material
P = masa del suelo
CRITERIOS DE DISEÑO DE 
DRENES
La incorporación de un dren en el sector aguas abajo de la presa,
fija la trayectoria de la línea de saturación que se desarrollará por el
paso del agua a través del terraplén, y evita que las filtraciones
afloren sin control en el talud aguas abajo, tal como se muestra en
la figura siguiente:
 Diseño de Drenes:
Altura de la Presa
Cantidades disponibles 
Depende de y costo de los materiales 
permeables
Permeabilidad de la fundación
CRITERIOS DE DISEÑO DE 
DRENES
 TIPOS DE DRENES
 Dren de Pie: Para presas bajas
 Carpeta Horizontal: Para presas
altas, resulta más efectivo para
controlar filtraciones y reducir las
presiones.
 Dren interno: Donde el material
permeable es reducido.
 Chimeneas: Para presas muy altas,
corta cualquier filtraciones que
ocurre a través de capas
horizontales.
CRITERIOS DE DISEÑO DE 
DRENES
CRITERIOS DE DISEÑO DE 
FILTROS
 Un filtro puede definirse como un material granular (grava,
arenao piedra picada) colocado entre un suelo fino y un suelo
grueso a fin de evitar la tubificación, es decir, a fin de impedir
que el material fino sea arrastrado por las fuerzas de filtración
a través de los vacíos del material más grueso.
 Colocado aguas arriba del núcleo, garantiza la retención y el
drenaje bajo condiciones de desembalse rápido, tiene el
propósito de sellar posibles grietas del material impermeable
penetrando en ellas bajo la acción del flujo en condiciones de
embalse lleno.
 Colocado aguas abajo del material impermeable de una presa
constituyen los llamados filtros críticos, o de retención y
drenaje.
CRITERIOS DE DISEÑO DE 
FILTROS
Requisitos Básicos:
 El filtro debe tener una permeabilidad mayor que el suelo al
cual protege.
 Debe ser lo suficientemente fino como para evitar que las
partículas del suelo sean removidas.
 Debe ser autoestable, es decir, su fracción gruesa debe ser
capaz de retener a su fracción más fina.
 El filtro debe ser de un material que no altere sus propiedades
físicas y químicas con el tiempo, y no debe ser cohesivo.
CRITERIOS DE DISEÑO DE 
FILTROS
Granulometría del material del filtro:
 Se debe cumplir que: Es decir, el material del filtro debe
ser entre 25 y 1600 veces más permeable que el material base.
 El filtro no debe tener más de un 5% de material más fino que el tamiz N°
200.
 Se debe cumplir: Así, las partículas más finas del
filtro serán capaces de retener a las más gruesas del material base y éstas, a
su vez, formarán una malla que retendrán al resto, evitando la tubificación.
 La curva granulométrica del filtro debe ser paralela a la del material a
proteger o material base.
 El tamaño máximo de partículas a utilizar en un filtro debe ser 7,6 cms.
PROTECCIÓN DE TALUDES
 TALUD DE AGUAS ARRIBA:
Se debe proteger contra la acción erosiva del oleaje e incluso,
de ciertos animales excavadores.
La protección dada al talud debe extenderse desde la cresta de
la presa hasta 1 o 2 m por debajo del nivel de aguas mínimas.
Es necesario colocar un filtro entre el talud de la presa y el
material de protección.
Tipos Usuales de Protección:
 Enrocado Volcado.
 Enrocado colocado a mano.
 Pavimento de concreto.
 Pavimento de suelo cemento o mezclas asfálticas.
PROTECCIÓN DE TALUDES
 TALUD DE AGUAS ARRIBA:
 Enrocado Volcado:
 Consiste en rocas o fragmentos de roca de gran tamaño,
transportados por camiones roqueros desde la cantera de
extracción y descargados por volteo en el talud, sobre un
filtro adecuadamente gradado.
 Es el tipo de protección más eficaz y duradero, presenta un
bajo costo de mantenimiento y una excelente disipación de
la energía de la ola.
 Su eficiencia depende de: calidad de la roca, peso o tamaño
de las piezas individuales, espesor del enrocamiento, la
forma de las piedras o fragmentos de roca, de los taludes del
terraplén y de la estabilidad y eficiencia del filtro sobre el
que se coloque.
PROTECCIÓN DE TALUDES
 TALUD DE AGUAS ARRIBA:
 Enrocado Volcado:
 La roca para el enrocado de protección debe ser dura, densa
y durable, debe poder resistir largas exposiciones a la
intemperie y, preferentemente, angulosa.
 Se recomienda la construcción de una berma horizontal en el
extremo inferior del enrocado.
 El enrocado debe colocarse sobre una capa base constituida
por grava o piedra picada. Su espesor oscila entre 25 y 75
cms.
 Para determinar el espesor de la capa se debe tener en
cuenta: la gradación del enrocado, la plasticidad y gradación
del material del terraplén y el costo del material.
PROTECCIÓN DE TALUDES
 TALUD DE AGUAS ARRIBA:
 Enrocado Volcado:
PROTECCIÓN DE TALUDES
 TALUD DE AGUAS ARRIBA:
 Enrocado colocado a mano:
 Este tipo de protección consta de piedras colocadas
cuidadosamente a mano siguiendo un patrón mas o menos
definido, con un mínimo de huecos y con una superficie
relativamente uniforme.
 La piedra debe ser de excelente calidad.
 El espesor debe ser de la mitad del requerido para el
enrocado volcado, pero no menor de 30 cms.
 Los requerimientos de filtro son exactamente iguales a los
del enrocado volcado.
PROTECCIÓN DE TALUDES
 TALUD DE AGUAS ARRIBA:
 Revestimiento de Concreto:
 Consiste en una losa continua con un espesor que varía
desde 15 cms en presas pequeñas, hasta 20 o 25 cms en
presas grandes.
 La losa se refuerza mediante malla continua con un área de
acero de entre el 0,3 y el 0,5%, en cada dirección.
 Al igual que los casos anteriores, debe llevar protección
hasta 1 o 2 m por debajo del nivel de aguas mínimas.
 EL hormigón debe ser denso, tener poco asentamiento y una
inclusión de aire elevada.
 Deben evitarse las juntas de dilatación o de construcción,
debido a que los sellos se deterioran con el paso del tiempo
y acaban por dejar pasar el agua.
PROTECCIÓN DE TALUDES
 TALUD DE AGUAS ARRIBA:
 Revestimiento de Concreto:
PROTECCIÓN DE TALUDES
 TALUD DE AGUAS ARRIBA:
 Pavimento de Suelo Cemento:
 Se emplea cuando, económicamente, resulta más ventajosa
que las otras y además no se esperan grandes asentamiento
del terraplén.
 Se suele colocar y compactar en capas horizontales,
escalonadas, lo que facilita la construcción y permite un
funcionamiento eficaz.
 El suelo a emplearse en la mezcla de suelo – cemento, no
presenta grandes exigencias, solo una granulometría
adecuada.
PROTECCIÓN DE TALUDES
 TALUD DE AGUAS ARRIBA:
 Pavimento de Suelo Cemento:
PROTECCIÓN DE TALUDES
 TALUD DE AGUAS ABAJO:
 Se debe proteger contra la acción erosiva del viento y la
escorrentía de las precipitaciones.
 Solo es necesario en el caso de terraplenes de suelos
relativamente finos, arcilla, limo, arena, etc.
Tipos Usuales de Protección:
 Grama o pasto: Es necesario abonar la superficie antes de la
siembra y el riego periódico para provocar la germinación y
acelerar el crecimiento.
 Capa de Grava Arenosa: En sitios muy áridos. Espesor mínimo
de 30 cms y debe aumentar gradualmente hacia el pie del
talud.
 Carpeta de Arena-Asfalto: De espesor 15 cms
aproximadamente.