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COMPLEJO HIDROELÉCTRICO YACYRETÁ

OBRAS DE PROTECCIÓN DE LA CUENCA DEL ARROYO AGUAPEY

 Introducción

La Protección de la cuenca del Arroyo Aguapey es una de las principales obras del Plan de Terminación de Yacyretá que es de fundamental importancia para la finalización del proyecto del Embalse de Yacyretá, en la medida en que su concreción impedirá el anegamiento de extensos territorios de la República del Paraguay ante el crecimiento de la cota del Embalse a su valor definitivo de 83msnm.

Las obras principales del aprovechamiento están compuestas por 64,5 km de presas de tierra que comienzan en la margen izquierda del río en Rincón de Santa María, cruzan el Brazo Principal donde tienen su mayor altura 43 m, luego de recorrer parte de la Isla Yacyretá cruzan el Brazo Aña Cuá, continuando luego por la margen derecha en una extensión de aproximadamente 25 km para finalizar en la ciudad paraguaya de San Cosme y Damián.

En las cercanías de esta última ciudad, se encuentra el Arroyo Aguapey, tributario del Paraná que descarga un caudal medio de 25 m3/s sobre el embalse a un nivel aproximado de 78 msnm.

La elevación del embalse a su cota definitiva de 83 msnm inundaría en contracorriente el valle del Arroyo Aguapey, generando un subembalse de más de 450 km2, de los cuales 360 km2 corresponden a tierras firmes y humedales y dentro de estas últimas 200 km2 se corresponden a tierras productivas.

Para evitar esta situación, se desarrollaron las obras de protección del Arroyo Aguapey consistente en una presa de tierra en la desembocadura del arroyo para evitar el anegamiento cuando se llene el embalse por sobre la cota actual de descarga y, aislado el arroyo y el embalse, un canal de 12,5 km de longitud que permita el escurrimiento del arroyo aguas abajo hasta conectar con el canal de colección existente a pie de presa hasta alcanzar el Brazo Aña Cuá.

Aguapey II – Presa de Cierre del Arroyo Aguapey

La segunda etapa de la obra consistió en la construcción de la Presa Aguapey con una longitud aproximada de 4,3 km, llegando hasta una cota de coronamiento sobre el pavimento asfáltico de 86,45msnm, la construcción de una Toma para Riego en la margen paraguaya y el Cierre del Desvío Temporario y la Habilitación del Canal de Desvío del citado Arroyo en forma simultánea.

El proyecto original de la presa incluido en los documentos licitatorios consistía en un cuerpo de suelos y un blanket hacia el Embalse Yacyretá. El cuerpo de la presa contenía dos ataguías inferiores de arcilla en el lecho del cauce del Arroyo que junto con el blanket eran obras realizadas hacía más de 14 años. Todo el control de filtraciones en la fundación estaba confiado al blanket y a los pozos de alivio.

La obra consistía en el vaciado del recinto central entre ambas ataguías y la continuación de las obras hasta completar el perfil final de la presa a nivel 86,45 msnm.

Durante la etapa previa a la construcción, comenzaron las tareas de dirección de las obras, realizando una auscultación geológica-geotécnica del cauce del arroyo, de las ataguías existentes y del blanket, a los efectos de asegurar que la orden de vaciado del recinto central pudiera realizarse con la seguridad adecuada para las obras, las personas y los equipos.

Este estudio debía contemplar el estado actual de las obras que iban a formar parte del proyecto final y el hecho que el nivel del Embalse de Yacyretá se había elevado respecto del considerado originalmente realizar para la construcción de la presa.

Como resultado del mismo, se llegó a la conclusión que el lecho del Arroyo presentaba una notable heterogeneidad de suelos con importantes estratos de arenas permeables y el blanket tenía una muy baja capacidad de impermeabilización.

Luego de un cálculo de elementos finitos mediante el cual se analizaron las filtraciones y la estabilidad de taludes, se llegó a la conclusión que el nivel del recinto central no podía vaciarse completamente sin un serio riesgo de sifonaje y fallas de los taludes de las ataguías. Si bien el recinto se podía vaciar hasta un nivel de 76,50 msnm, las obras entre ambas ataguías se deberían realizar bajo un tirante aproximado de 4 m de agua.

Dado que el blanket aportaba una reducida capacidad de impermeabilización, se debían prolongar las líneas de flujo por debajo de la presa a los efectos de bajar los gradientes a valores admisibles.

Durante la adecuación del diseño, se analizaron 3 alternativas constructivas para alargar las líneas de filtración por debajo del recinto entre ataguías. Una pantalla bentonítica construida por debajo de la ataguía del lado Yacyretá hasta alcanzar los mantos impermeables, una impermeabilización del fondo del recinto central entre las dos ataguías existentes mediante la colocación de una capa de hormigón colado bajo agua y la impermeabilización del recinto mencionado por la colocación de una membrana impermeable bajo agua.

Se realizaron estudios comparativos teniendo en cuenta las complejidades constructivas, los costos, la seguridad de las obras y los tiempos de construcción ya que existían fechas clave contractuales relacionadas a los tiempos previstos de elevación de la cota del Embalse de Yacyretá.

De estos estudios surgió la última alternativa como la más conveniente, resultando el nuevo proyecto de la presa con el esquema de diseño que se indica:

Definida la alternativa, el desafío constructivo era la correcta colocación de la membrana impermeable bajo un tirante aproximado de 4 m de agua.

Dadas las condiciones críticas del proyecto, luego de impermeabilizado el fondo y antes del vaciado del recinto, se debía proceder a rellenar dicho recinto con el suficiente peso para evitar los efectos de sifonaje y estabilidad antes mencionados. La solución más viable fue rellenar con arena refulada proveniente del Río Paraná.

La membrana seleccionada fue de policloruro de vinilo de 1,2 mm de espesor y una resistencia de 15 Mpa según ASTM 882.

Las membranas eran laminadas en rollos de alrededor de 1,80 m. Los paños fueron soldados por calor con temperatura controlada hasta lograr la fusión total de los paños yuxtapuestos, conformando así una única pieza del ancho del recinto a cubrir.

Las uniones fueron testeadas a tracción perpendicular a la costura verificando que las mismas poseían mayor resistencia que la correspondiente a la propia membrana.

Antes de la colocación de la membrana impermeable, se extendió sobre el fondo otra membrana de geotextil cuya única función fue proteger a la membrana impermeable de cualquier desgarro por eventuales elementos cortantes o desgarrantes que pudieran estar depositados en el lecho del Arroyo.

Luego de soldada la membrana fue enrollada en carretes del ancho requerido los cuales fueron dispuestos sobre un pontón retenido y movilizado por guinches, que permitió la extensión controlada de la membrana sobre el fondo.

Antes de proceder a la ejecución del relleno del recinto era necesario contrapesar la membrana para evitar efectos de descolocaciones o corrimientos durante el refulado.

A tal efecto se emplearon geoceldas de 7,5 cm de altura, 1,1 mm de espesor de geotextil y un área máxima de 1500 cm2 las cuales se colaron con hormigón en obrador para transformarlas en placas articuladas de contrapeso que fueron trasladadas, izadas con un sistema de balancín y colocadas con grúa sobre la membrana.

El posicionamiento y la correcta colocación de la membrana y de las geoceldas fueron inspeccionadas en forma subacuática por buzos del Consorcio Consultor.

Una vez contrapesada la membrana impermeable se comenzó con las tareas de refulado de arenas hasta los niveles del nuevo proyecto.

Completado el refulado se realizó el drenaje del recinto con los niveles de seguridad previstos continuando las obras en seco de forma tradicional.

Es de hacer notar que el nuevo diseño se comporta establemente, aún cuando la membrana se deteriore o incluso desaparezca durante la vida útil de la obra, cosa sumamente improbable.

El proyecto de presa se completa con la construcción de una toma de riego en la margen paraguaya con un volumen de 600 m3 de hormigón armado.

Debieron también realizarse especiales tareas de coordinación para el cierre de la descarga del Arroyo sobre el Embalse y la habilitación simultánea del Canal Aguapey.

Estas tareas se realizaron bajo absoluta supervisión y habiendo desarrollado un Plan Operativo y de Contingencias del manejo de las ataguías tapón y de las compuertas del Canal que contemplaran todas las posibles contingencias de crecidas y otros eventos excepcionales que pudieran presentarse mientras se realizaba el vaciado del Subembalse Aguapey.

Los datos significativos del proyecto son los siguientes:

La Adecuación del Proyecto, la Inspección, la Administración del Contrato y la Dirección de Obra estuvieron a cargo de la unión transitoria de empresas COINTEC-INCONPAR-GCM-ELEPAR-GEIPEX-GCA UTE bajo la denominación de Consorcio ENERYA.

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COMPLEJO HIDROELÉCTRICO YACYRETÁ
OBRAS DE PROTECCION DE LA CUENCA DEL ARROYO AGUAPEY

Introducción

La Protección de la cuenca del Arroyo Aguapey es una de las principales obras del Plan de Terminación de Yacyretá que es de fundamental importancia para la finalización del proyecto del Embalse de Yacyretá, en la medida en que su concreción impedirá el anegamiento de extensos territorios de la República del Paraguay ante el crecimiento de la cota del Embalse a su valor definitivo de 83msnm.

Las obras principales del aprovechamiento están compuestas por 64,5 km de presas de tierra que comienzan en la margen izquierda del río en Rincón de Santa María, cruzan el Brazo Principal donde tienen su mayor altura 43 m, luego de recorrer parte de la Isla Yacyretá cruzan el Brazo Aña Cuá, continuando luego por la margen derecha en una extensión de aproximadamente 25 km para finalizar en la ciudad paraguaya de San Cosme y Damián.

En las cercanías de esta última ciudad, se encuentra el Arroyo Aguapey, tributario del Paraná que descarga un caudal medio de 25 m3/s sobre el embalse a un nivel aproximado de 78 msnm.

La elevación del embalse a su cota definitiva de 83 msnm inundaría en contracorriente el valle del Arroyo Aguapey, generando un subembalse de más de 450 km2, de los cuales 360 km2 corresponden a tierras firmes y humedales y dentro de estas últimas 200 km2 se corresponden a tierras productivas.

Para evitar esta situación, se desarrollaron las obras de protección del Arroyo Aguapey consistente en una presa de tierra en la desembocadura del arroyo para evitar el anegamiento cuando se llene el embalse por sobre la cota actual de descarga y, aislado el arroyo y el embalse, un canal de 12,5 km de longitud que permita el escurrimiento del arroyo aguas abajo hasta conectar con el canal de colección existente a pie de presa hasta alcanzar el Brazo Aña Cuá.

En este artículo me referiré a Aguapey I – Canal de Descarga del Arroyo Aguapey.

Aguapey I – Canal de Descarga del Arroyo Aguapey

La primera etapa de las obras consistió en la construcción de un canal de enlace desde la posición de toma en el Arroyo Aguapey hasta la progresiva aproximada 12+500 en la cual se realiza el empalme con el canal de pie de presa existente derivando así las aguas del Arroyo hasta su descarga en el Brazo Aña Cuá. La construcción comenzó en el segundo semestre del año 2005.

El recorrido de la traza se desarrollaba en su mayoría sobre suelos arcillosos, debiendo traspasar un importante manto basáltico y de areniscas y rocas alteradas entre las progresivas 8+000 y 10+275.

Las primeras excavaciones en estas progresivas permitieron vislumbrar el estado de yacencia de los mantos rocosos, con importantes alteraciones que requirieron un exigente y heterogéneo proyecto de taludes, para atender la integridad del personal y equipamiento a emplear durante el proceso de excavación y a la estabilidad del canal en el mediano y largo plazo.

A tal efecto se analizaron el grado de alteración, el diaclasamiento y el RQD del manto rocoso en toda su extensión, diseñándose las distintas secciones que aseguraran una estabilidad de taludes adecuada.

La alteración de los macizos rocosos obligó a ajustar los métodos de voladura en cuanto a posicionado, separación, profundidad y carga de las perforaciones a los efectos de darle eficiencia a los trabajos de voladura.

Teniendo en cuenta el estado de profunda alteración de las rocas y areniscas presentes y prestigiando la integridad de la obra en su extensa vida útil esperada, se decidieron pendientes de taludes que no requirieran anclajes inyectados como medio de sostenimiento.

En algunos casos de profunda alteración se realizaron revestimientos de protección con shotcrete.

Las zonas puramente de suelos se encontraron, con algunos pequeños afloramientos de rocas hasta la progresiva 8+000.

En casi la totalidad de las secciones los suelos encontrados fueron arcillas y se diseñaron secciones de taludes más tendidos 3H:1V.

En estas secciones, las excavaciones fueron realizadas con equipo convencional de alta performance empleando métodos tradicionales y una dedicación intensiva.

Las protecciones de taludes fueron realizadas con roca de mediana graduación hasta la berma que, con una alta probabilidad, puede entrar en contacto con el flujo de agua y mediante una protección vegetal y drenajes de estabilización en las zonas superiores que presentaban posibilidad de desmoronamiento.

Los principales datos del canal en cuanto a dimensiones son los siguientes:

 

Longitud del Canal: 12.5 km.
Crecida de Diseño: 700 m3/ seg
Volumen Excavación Común: 8.640.079 m3
Volumen de Excavación Roca: 1.863.895 m3
Volumen Total de Excavación: 10.504.000 m3
Profundidad Máxima del Canal: 39.0 m.
Profundidad Mínima del Canal: 8.0 m.
Cota de la Solera del Canal: 69.00 msnm.

El canal es atravesado por varias obras singulares que completaron el proyecto.

La primera de ellas es el cruce de la Ruta 5B en la progresiva aproximada 9+400. Esta ruta debió ser relocalizada y reproyectada y su cruce requirió de un viaducto para salvar los desniveles provocados por las pendientes del canal. En la propia intersección de la ruta con el canal se construyó una estructura para el control de flujo.

El viaducto fue diseñado con vigas premoldeadas de hormigón que fueron montadas mediante el empleo de vigas de lanzamiento. El volumen total de hormigón fue de 750 m3.

El tramo central contiene la Estructura de Control de Flujo del canal, formada por cuatro grandes pilares que alojan tres compuertas planas accionadas por mecanismos hidráulicos.

Estas compuertas permitirán realizar tareas de mantenimiento aguas abajo.

En su conjunto, la Estructura de Control implicó la realización de 2.230 m3 de hormigón.

Completan los cruces del Canal, 3 Puentes de Paso de Animales y un Puente Canal de Riego de 108 m3 de capacidad para irrigar tierras cultivables en territorio paraguayo.

Las obras del Canal Aguapey se completaron exitosamente y cumpliendo las fechas claves originales en Diciembre de 2007, salvo el Puente Canal de Riego cuya construcción está a decisión de la Entidad Binacional Yacyretá para un futuro inmediato.

El Proyecto definitivo, la Inspección, la Administración del Contrato y la Dirección de Obra estuvieron a cargo de la unión transitoria de empresas COINTEC-INCONPAR-GCM-ELEPAR-GEIPEX-GCA UTE bajo la denominación de Consorcio ENERYA.

COINTEC de la Cámara Argentina de Consultores de Ingeniería ofició de empresa líder argentina.