Observatorio de I+D+i UPM

Memorias de investigación
Research Project:
DESARROLLO Y VALIDACIÓN DE UNA APLICACIÓN PARA LA DETERMINACIÓN DEL HIDROGRAMA DE ROTURA DE PRESAS DE MATERIALES SUELTOS, A PARTIR DE LA CONFIGURACIÓN GEOMECÁNICA PARTICULAR (HIRMA)
Year:2018
Research Areas
  • Civil engineering
Information
Abstract
En las últimas décadas ha surgido una creciente demanda de seguridad en las sociedades más desarrolladas. Como consecuencia de ello, el Programa Estatal de I+D+i Orientada a los Retos de la Sociedad establece la ?Seguridad de infraestructuras hidráulicas? entre las prioridades del ?Reto en acción sobre cambio climático y eficiencia en la utilización de recursos y materias primas?. El presente proyecto se enmarca claramente dentro de esta prioridad. En lo que se refiere a la seguridad hidrológica de presas, estos criterios se manifiestan, por ejemplo, en el aumento de los períodos de retorno de las avenidas de diseño. Como parte de esa revisión normativa, se exige en la actualidad a los titulares de infraestructuras hidráulicas la redacción e implantación de un plan de emergencia que contiene la descripción de los escenarios de avería grave y rotura, una estimación de sus consecuencias y un plan de medidas de aviso a la población. Este requerimiento choca con la escasez de herramientas fiables para la estimación del proceso de rotura de presas por sobrevertido y, por tanto, para el cálculo del hidrograma de rotura que es la base de la clasificación de la presa y de la implantación del plan de emergencia. Actualmente, los programas de cálculo hidráulico de propagación de avenidas e estimación de las zonas inundables por rotura de presas implementan en sus códigos un hidrograma de rotura basado en modelos estadísticos de base empírica obtenidos a partir de datos históricos de roturas, sin tener en cuenta las características propias de cada presa. Por tanto, los hidrogramas de rotura que se manejan actualmente se adaptan poco a la realidad del fenómeno que los desencadenan. Al no tenerse en cuenta las características de cada presa, resulta muy complicado tener una estimación razonable del riesgo real generado por cada una de ellas. Existen modelos de base física que intentan modelar el proceso de rotura de una presa de materiales sueltos por sobrevertido, pero estos modelos se basan en la hipótesis de que la rotura se produce mediante una erosión progresiva. Esta hipótesis resulta aceptable para presas homogéneas tipo "todo-uno" o en presas de núcleos extremadamente grueso, pero se adaptan mal al mecanismo de rotura de las presas de escollera con núcleo central (o inclinado) o las presas de pantalla artificial. En estos casos, el mecanismo de rotura que prevalece es la "rotura estructural", fallando el núcleo de material cohesivo o la pantalla por agotamiento de la resistencia a cortante o por la flexión a que se ve sometido una vez que pierde el apoyo del espaldón. Relativamente al núcleo, este problema estructural es un reto en sí mismo, puesto que su modelación numérica requiere considerar una ley constitutiva adecuada al material cohesivo y, sobre todo, reproducir la fractura del mismo. Para abordarlo, por tanto, se requiere de avances en la investigación del proceso. La rotura de presas de escollera con elemento impermeable es un fenómeno complejo ya que engloba la intervención de diferentes mecanismos: erosión superficial del material del espaldón de aguas abajo, filtración no lineal en presas de escollera, rotura del propio rotura de presas de materiales sueltos, a partir de la configuración geomecánica particular elemento impermeable, etc. En estos casos, la liberación de caudales en el tiempo está controlada mayoritariamente por la rotura del elemento impermeable que puede ser más o menos brusco, dependiendo de sus características geomecánicas. El Grupo de Investigación en SEguRidad de Presas y Aliviaderos (Grupo SERPA), formado por la unidad docente de presas de la UPM, ha trabajado intensamente en los últimos años en el análisis de este proceso de rotura de presas de escollera por sobrevertido, en colaboración con el Centro Internacional de Métodos Numéricos en Ingeniería (CIMNE),
International
No
Project type
Proyectos y convenios en convocatorias públicas competitivas
Company
MINISTERIO DE ECONOMÍA Y COMPETITIVIDAD
Entity Nationality
ESPAÑA
Entity size
Gran Empresa (>250)
Granting date
13/12/2016
Participants
  • Director: Miguel Angel Toledo Municio (UPM)
  • Participante: Rafael Moran Moya (UPM)
  • Participante: Ricardo Manuel Monteiro Alves (UPM)
  • Participante: Eduardo Conde Lopez (UPM)
  • Participante: Rafaella Pellegino . (UPM)
  • Participante: Carlos Manuel Castro Barbero (UPM)
  • Participante: Claudio Olalla Marañon (UPM)
  • Participante: Jaime Garcia Palacios (UPM)
  • Participante: Rafael Jimenez Rodriguez (UPM)
  • Participante: Ruben Angel Galindo Aires (UPM)
Research Group, Departaments and Institutes related
  • Creador: Grupo de Investigación: Hidroinformática y Gestión del Agua
  • Grupo de Investigación: Mecánica de Rocas
  • Grupo de Investigación: Modelización Matemática, Análisis y Simulación Aplicadas a la Ingeniería
  • Departamento: Matemática e Informática Aplicadas a la Ingenierías Civil y Naval
  • Departamento: Ingeniería y Morfología del Terreno
S2i 2020 Observatorio de investigación @ UPM con la colaboración del Consejo Social UPM
Cofinanciación del MINECO en el marco del Programa INNCIDE 2011 (OTR-2011-0236)
Cofinanciación del MINECO en el marco del Programa INNPACTO (IPT-020000-2010-22)