R - Siagua

Ing. Francisco Giuliani
Algunas experiencias
Su consideración en ICOLD
SEGURIDAD DE PRESAS
H
A
La seguridad de una presa depende del cumplimiento de dos condiciones :
1) Las presiones soportadas por la mampostería o por su fundación no deben exceder de
cierto límite
2) No debe existir ninguna posibilidad de que se produzca un deslizamiento a través de la
mampostería o de su fundación
M. de Sazilly
“Annales des Ponts et Chaussée” 1853
SAZILLY
DELOCRE
RANKINE
BOUVIER
PELLETRAU
COVENTRY
KRANTZ
CRUGNOLA
HALACHER
GUILLEMAIN
HETIER
ATCHERLEY
PRESAS DE GRAVEDAD ROMANAS
A
H
HOOVER DAM (1931– 1935) Altura 221m. 750M U$S
País
St. FRANCIS
E.U.
MALPASSET
Francia
VEGA DE TERA
España
OROS
Brasil
PANSHET
India
BALDWIN HILLS
E.U.
BUFFALO CREEK E.U.
MACHHU II
India
VAIONT
Italia
FRIAS
Argentina
TETON
E.U.
Presa
1928
1959
1959
1960
1961
1963
1972
1979
1963
1970
1976
Año
ALGUNAS CATÁSTROFES
450
421
144
1000
4000
5
125
2000
2600
44
14
Muertes
Vega de Tera. España. 10/01/1959. 144 muertos
TETON DAM 1976 . 14 muertos
Zeizoun dam, Siria, 4/6/2002, 22 muertos
PRESAS DE SAGUENAY, CANADA, 5/08/1996, VICTIMAS Y DAÑOS
FRIAS Argentina 4/1/1970
42 muertos
Anillaco. La Rioja, Argentina
16 de julio de 2000
• 1999 - Dam Safety Act. Quebec, Canadá
• 1988 – Ley del Agua. China
• 1981 - Normativa de seguridad de presas. Noruega (RA)
• 1977 - Decreto del Presidente Carter. FEMA
• 1975 - Ley 92-367 de Estados Unidos
• 1975 - Nueva Ley de Embalses. Inglaterra
• 1960 - Leyes francesas, italianas y americanas
• 1930 - Ley de embalses . Reino Unido
• 1929 - Ley de presas del Estado de California, E.U.
• 1920 - Normas italianas de seguridad de presas
• 1877 - Ley Federal de Policía del Agua de Suiza
Antecedentes Legislativos
Seguridad Estructural
Seguridad Operativa
Previsiones frente a Emergencias
PRÁCTICA TRADICIONAL DETERMINISTA
Estándares. Experiencia. Factores de Seguridad
ICOLD
B 125 Dams and floods. Guidelines and case histories
B 123 Seismic design and evaluation of struct. appurtenant to dams
B 120 Guidelines on design of dams to resist seismic ground motion
B 88 Rock foundations for dams
B 82 Selection of design flood. Current methods
B 72 Selecting seismic parameters for large dams
SEGURIDAD ESTRUCTURAL
Inspecciones y Auscultación
VIGILANCIA
1995
1996
1997
embalse
18-u-591-x
18-u-528-x
18-u-508-x
18-u-560-x
540
0
1994
550
5
1993
560
10
1992
570
580
msnm
15
mm
MEDICIONES, PROCESAMIENTO Y EVALUACIÓN DE DATOS
SEGURIDAD
ESTRUCTURAL Y
OPERATIVA DE LAS
OBRAS
• Auditorías por Consultores Independientes
• Internas por la Entidad Responsable
REVISIONES DE LA SEGURIDAD
•
•
•
•
•
Detección, evaluación y clasificación de emergencias
Procedimientos de notificación
Responsabilidades
Acciones durante la emergencia
Mapas de inundación
PLANES DE ACCIÓN DURANTE
EMERGENCIAS
ZONA CONFLUENCIA RIOS LIMAY Y NEUQUÉN
MAPA DE INUNDACIÓN
Trabajos Correctivos
Investigaciones Geotécnicas
ARROYITO Sección original
ARROYITO Sección actual
Paso de las Piedras
Argentina
ALICURA Márgen izquierda
FACTORES DE SEGURIDAD
Y
CONFIABILIDAD
H
C=0
Ф = 30º
v
V/H = 1.5
fs (modelo de fricción)
τ
FS (equilibrio
límite)
τ
-α
+α
-----
FACTOR DE SEGURIDAD
0
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
7.0
τ
τ
-40
-20
0
α
fs
+40
(grados)
+20
FS
pdf
C
µL = 1
R
µL = FS
R
β
R
β=
C
R
R
Cargas
Resistencias
√ (σ ² + σ ²)
R - RC
R
Indice de Confiabilidad β
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1.0
1.4
0.20
0.15
1.6
1.8
CL = 0.05
0.10
Factor de Seguridad FS
1.2
CR = 0.05
2.0
10 ⁻²
10⁻⁻³
10⁻⁴
⁻⁴
10⁻⁵
⁻⁵
10⁻⁶
⁻⁶
10⁻⁷
⁻⁷
Pf
τ
B
A
FS = AC/AB
H. KREUZER
σ
PROBABILIDAD DE FALLA
Probabilidad de Falla
1.2
10 ⁻²
10⁻⁻³
10⁻⁻⁴
10⁻⁵
⁻⁵
10⁻⁶
⁻⁶
10 ⁻⁷
1.4
1.6
2.0
2.2
2.4
2.6
2.8
3.0
Distribución
Gaussiana
Coeficientes de variación
CL = 0.1
CR= 0.2
FACTOR DE SEGURIDAD
1.8
Distribución
acotada
Análisis de amenazas (sísmica, hidrológica, geotécnica, operativa, etc.)
Análisis de respuestas (licuación, fractura, descarga limitada, etc.)
Modos de falla (sobrepaso, vuelco, inestabilidad general, etc.)
Análisis de consecuencias (N, $, daño ambiental)
RIESGO = Pf x N
ANÁLISIS Y EVALUACIÓN DE RIESGOS
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
1997 - International Workshop. Trondheim, Noruega.
1998 - Seminario Dam Safety, Barcelona.
1999 - International Workshop. Taipei, Taiwan.
2000 - Workshop on Risk Assessment for Dams. FEMA. Utah, U.S.
2000 - ICOLD Congress. Q76. Beijing,
2001 - Risk Workshop. Auckland, Nueva Zelanda.
2005 - Simposio “Uncertainty Assessment in Dam Eng” ICOLD
2006 - ICOLD Congress. Q86. Barcelona.
2007 - Reunión Anual ICOLD. San Petesburgo
2009 - ICOLD Congress. Q91. Dam Safety Management. Brasilia
2010 – Reunión Anual ICOLD. Hanoi
No
Sí
¿Filtro
adecuado?
0.97
0.03
No
_3
Sí
No
0.99
0.01
Sí ≈ 1.00
_6
No 10
Sí ≈ 1.00
0.99
¿Talud estable?
0.01
No 0.01
Sí
_6
10
Sí ≈ 1.00
≈ 1.00
No
¿Talud estable?
Sí ≈ 1.00
0.001
¿Alta presión neutra No 0.001
detectada?
¿Tubificación
detectada?
Sí
¿Dren
adecuado?
0.9
0.1
¿Alta presión neutra
detectada?
Sí
No
≈ 1.00 ¿Dren
No
adecuado?
10
0.99
0.01
ÁRBOL DE EVENTOS
No
¿Fisuramiento
de la presa?
Sí
Sí
¿Filtro
No
adecuado?
¿Tubificación
detectada?
F
F
F
F
F
F
_6
10
_6
10
_5
10
3. 10
_8
_6
3. 10
3. 10
_5
SI
NO
SI
NO
SI
NO
NO
NO
P0
SI
NO
OPERACIÓN DE COMPUERTAS
SI
NO
SI
NO
P 2-1
FALLA DE LA PRESA
Ps
SI
VERTEDERO EN CONDICIONES
SI NO
Pg
FUNCIONAMIENTO DE COMPUERTAS
pw
AVISO TEMPRANO AL OPERADOR
m por debajo del nivel del embalse
0
- 1.0 - 2.0 - 3.0
NIVEL DE EMBALSE FRENTE A CRECIDA
P 2-1 = (1-Pw). P0. Pg. Ps. P2
P 2-0
DESEMBALSE CONTROLADO
Ps
VERTEDERO EN CONDICIONES
Pg
FUNCIONAMIENTO COMPUERTAS
ESCENARIO DE
SOBREPASO.
ÁRBOL DE EVENTOS
P 2-2
SI
NO
FALLA DE LA PRESA
1 - β
β
S IS T E M A
D E A V IS O
Funnemark , et.al
1 - α*
α*
1 -α
α
S IS T E M A D E
E V A C U A C IÓ N
R = Σ P N [ β ( 1 - α ) + ( 1 - β ) ( 1 - α * )]
N3
N2
N1
N3
N2
N1
N3
N2
N1
GRUPO
P O B L A C IO N A L
E R O S IÓ N IN T E R N A
Pe
D E S L IZ A M IE N T O
Pd
SOBREPASO
Ps
E S C E N A R IO
DE FALLA
−
−7
PROBABILIDAD ANUAL DE FALLA
-6
10
-5
10
-4
10
COSTOS U$S
10
10m
1m
RIESGOS
ACEPTABLES
−7
PRESAS
100m
100
1b
1000
PRESA S USA
RIESGOS
INACEPTABLES
REFINERIAS
TORRES DE
PERFORACIÓN
MÓBILES
AVIACIÓN
NAVEGACIÓN
1
Fundaciones
Taludes
mineros
PÉRDIDA DE VIDAS
7
-3
10
-2
10
-1
10
0
10
10b
10000
Pf
-7
10
-6
10
-5
10
-4
10
-3
10
1
10
ANCOLD
100
1000
RIESGO
INACEPTABLE
RIESGO
ACEPTABLE
R
N
HOLANDA
CANADÁ
SUDAFRICA
NORUEGA
USBR (EEUU)
ALEMANIA
International Commission on Large Dams (ICOLD)
Dam Safety Committee
Bulletin on
Dam Safety Management
2010
PRINCIPIOS MARCO DE LA SEGURIDAD DE PRESAS
2.
5. ACTIVIDADES DE SEGURIDAD DE PRESAS
4. DISPOSICIONES PARA LA GESTIÓN DE LA SEGURIDAD
3. COMPONENTES DEL SISTEMA DE GESTIÓN
INTRODUCCIÓN
1.
ÍNDICE
“El objetivo fundamental de la Seguridad de Presas
es proteger a las personas , los bienes y el medio
ambiente , de los efectos perjudiciales de una
operación inadecuada, accidente o eventual colapso
de las obras”
•
•
•
•
•
•
•
•
Responsabilidad
Rol del Gobierno
Liderazgo y Gestión
Justificación
Coherencia y compatibilidad de objetivos
Limitación y control de los riesgos
Sustentabilidad
Previsión frente a emergencias
PRINCIPIOS DE LA SEGURIDAD DE PRESAS
“Implantar y mantener un liderazgo que asegure una
gestión efectiva de la seguridad”
“Un marco legal y gubernamental resulta indispensable
como estructura sostén de la integridad operacional y la
seguridad de presas”
“La responsabilidad primaria
de la seguridad de la presa y de su operación, recae en la
entidad directamente a cargo de las obras (Entidad
Responsable)”
“Las medidas de seguridad deben procurar que ningún
individuo soporte un riesgo inaceptable da daño y que el
riesgo social no supere los límites fijados por el gobierno”
“El nivel de seguridad de una presa debe ser tan elevado
como razonablemente posible”
“La construcción y operación de una presa debe ser
claramente justificada, en función de sus beneficios por
encima de un riesgo aceptable y controlado”
“Deben asegurarse las previsiones necesarias
para actuar en caso de emergencias”
“Las presas y embalses deben ser sustentables a largo plazo.
A fin de lo mismo deben realizarse todos los esfuerzos
razonables para prevenir y mitigar fallas y accidentes”
•
•
•
•
•
•
Políticas y objetivos
Planificación
Implementación
Monitoreo del comportamiento y evaluación
Auditorías, revisiones e informes
Mejora continua
COMPONENTES DEL SISTEMA DE GESTIÓN
Capacitación y calificación del personal
Comunicación del programa
Mantenimiento de registros y gestión
PROCESOS DE RESPALDO
Vigilancia. Inspecciones y Auscultación
Revisiones de Ingeniería
Auditorías por Consultores Independientes
Investigación de Incidentes
Prácticas de Planes de Emergencia
Ensayos del equipamiento
VERIFICACIÓN Y REVISIÓN
Corrección de deficiencias y/o anomalías
Acciones correctivas s/ el equipamiento
Adecuaciones a los PADE y al SGSP
MEDIDAS CORRECTIVAS
Internos de la Entidad Responsable
Externos a la autoridad regulatoria
INFORMES
Operación
Mantenimiento
Vigilancia
Preparación ante emergencias
IMPLEMENTACIÓN
Componentes del programa
Responsabilidades
Normas y procedimientos
Recursos
Cronogramas
PLANIFICACIÓN
POLÍTICAS DE SEGURIDAD DE PRESAS
Sistema de Gestión de la Seguridad de Presas
•
•
•
•
•
•
•
Marco legal y normativo
Funciones y procesos
Implementación de la seguridad
Principios demostrativos
Estándares (explícitos para cada presa)
Definición de roles y responsabilidades
Otros
DISPOSICIONES PARA LA GESTIÓN DE LA
SEGURIDAD
MARCO LEGAL Y NORMATIVAS
SI
Vigilancia reforzada
Vigilancia normal
¿Comportamiento
adecuado ?
NO
Actividades Operativas y de
Mantenimiento
Revisión de la
Operación
Reducir
consecuencias
Operación cautelosa
Regreso a operación normal
Rectificar
anomalía
Opciones ?
Riesgo
aceptado
Analizar posibles acciones
Inmediatas y de largo plazo
Continuas y programadas
Limitaciones Operativas
Complementarias
ACCIONES CORRECTIVAS
ACTIVIDADES OPERATIVAS
INTERVENCIÓN POR LA AUTORIDAD COMPETENTE
•
•
•
•
•
Ley de Seguridad de Presas
Clasificación de presas según su riesgo
Guías nacionales de seguridad
Iguales estándares para todas las presas
Planes de emergencia
TEMAS PENDIENTES
S. B. Morris - A.S.C.E. 1939
“Probablemente ninguna estructura
construida por el hombre encierre mayor
poder destructivo o de riesgo que una
gran presa sobre una zona densamente
poblada”