Maquinaria pesada y funcionalidades en la construcción de presas

Universidad de Santiago de Chile
Facultad de Ingeniería
Departamento de Obras Civiles
MAQUINARIA PESADA Y FUNCIONALIDADES EN LA CONSTRUCCIÓN DE PRESAS
INTEGRANTES: Esteban Fernández M.
Benjamín Parraguez G.
PROFESOR: Esteban Jamett Q.
FECHA: 09 de Octubre del 2014

MAQUINARIA PESADA Y FUNCIONALIDADES
EN LA CONSTRUCCIÓN DE PRESAS Página 1
Contenido
Resumen……………………………………….………………………………………………………………. 3
Introducción……………………………………………………………………………………..………….. 4
1 Definición de Presa.……………………………………………………………………………….…… 5
2 Tipos de presas………………………………………………………………………………………….. 5
2.1 Presa de material suelto o Zonificada…………………………………………….. 5
2.1.1 Estructura de la Presa Zonificada……………………………………………………….. 6
2.1.1.1 Corazón o Núcleo impermeable…………………………………………… 6 2.1.1.2 Respaldo permeable o Espaldón…………………………………………… 6 2.1.1.3 Filtro……………………………………………………………………………………… 6
2.2 Presa CFRD……………………………………………………………………………………… 7 2.3 Presas de Hormigón………………………………………………………………………… 8
3 Maquinaria utilizada en la construcción de presas……………………………………… 8
3.1 Camión Tolva………………………………………………………………………………….. 8 3.2 Correas o Cintas Transportadoras…………………………………………………… 9 3.3 Traílla……………………………………………………………………………………………… 9 3.4 Bulldozer………………………………………………………………………………………… 10 3.5 Pala Excavadora……………………………………………………………………………… 10 3.6 Dragalina/Almeja…………………………………………………………………………… 11 3.7 Pala Cargadora………………………………………………………………………………. 12 3.8 Motoniveladora……………………………………………………………………………… 12 3.9 Encofrado Deslizante……………………………………………………………………… 12 3.10 Compactadoras………………………………………………………………………….… 13
3.10.1 Rodillo Pata de Cabra………………………………………………………………………. 13 3.10.2 El Rodillo Neumático…………………………………………………………………….…. 13 3.10.3 El de Rodillo Liso………………………………………………………………………….…. 13 3.10.4 Rodillo de compactación por impacto……………………………………………… 14
3.11 Camión Mixer………………………………………………………………………………. 15

4 Proceso Constructivo…………………………………………………………………………………. 15
4.1 La excavación…………………………………………………………………………………. 16 4.2 La carga y acarreo …………………………………………………………………......... 17 4.3 Acarreo de material……………………………………………………………………….. 18 4.4 Descarga del material……………………………………………………………………. 19 4.5 Extender el material………………………………………………………………………. 19
5 Compactación……………………………………………………………………………………………… 19
5.1 Compactación en presas zonificadas……………………………………………….. 19
5.1.1 Compactación del núcleo impermeable………………………………………………. 19
5.1.1.1 Comportamiento Rodillo Pata de Cabra……………………………….. 20
5.1.1.2 Comportamiento del rodillo de llanas neumáticas………………… 21
5.1.1.3 Rodillos neumáticos vs Pata de cabra……………………………………. 22
5.1.2 Compactación de filtros y respaldo permeable………………………………….. 22
5.2 Compactación en presas CFRD………………………………………………………… 22 5.3 Compactación en presas de hormigón (HCR)………………………………….. 23
6 Proceso de hormigonado……………………………………………………………………………. 23
Conclusiones…………………………………………………………………………………………………. 24
Bibliografía…………………………………………………………………………………………………… 26

Resumen.
La capacidad del hombre de moldear el entorno a su propio beneficio se remonta a tiempos antiguos. Claro ejemplo de esto son las presas, donde podría cumplir diversas funciones. Se tiene registro de las primeras presas ya en años antes de Cristo. Con el paso del tiempo se hizo presente nuevos desafíos y dificultades para estas estructuras, exigiéndoles un gran avance tecnológico, por lo que fue siempre de la mano con la ingeniería. Se tuvo que vislumbrar en el comportamiento de los materiales sueltos en cuanto a su mecánica. No se podía hacer una presa de una misma forma que en otro lugar, ya que muchos factores podían incidir en la definición de esta.
Se puede inferir que las distintas condiciones de la obra misma definirán el proceso constructivo a abordar, definiendo así el tipo de presa a construir, consecuentemente la maquinaria a utilizar. Podemos identificar estas condiciones como el tipo suelo, el uso que se le va a dar, disponibilidad de materiales, del entorno, entre otros. Si bien todos son importantes, el estudio de mecánica de suelos es uno de los más completos y complejos.
En el presente informe se abordarán las distintas temáticas que respectan a la maquinaria a utilizar en la construcción de una presa, las condiciones y funcionalidad de la misma.

Introducción.
Las presas pueden ligarse a proyectos para distribución de agua para regadíos, generación de energía aprovechando la energía mecánica del agua, proteger un lugar de eventuales crecidas del cauce, etc.
El uso también es una condición al momento de elegir el tipo de presa. Por ejemplo, una presa de Hormigón es más típica en usarse para la generación de energía eléctrica, pero esta necesita cimentarse sobre roca muy sana o en suelo poco compresible. En casos de presas de arco, esta necesita anclarse en las laderas sobre roca, preferiblemente sana. En el caso de suelos permeables debe estudiarse la posibilidad de agregar bajo la estructura una pantalla o pared moldeada, esto para que el flujo de agua subterránea no produzca erosión bajo la presa y también para que ayude al embalse del agua.
Han surgido distintas tecnologías que ayudan al proceso constructivo, en cuanto a rendimientos económicos, de tiempo, resultados, etc. Las maquinarias pesadas son indispensables hoy en día en la construcción de obras de gran envergadura. El desarrollo de estas ha sido bastante rápido, siendo evidencia los registros anteriores sobre estos avances, los cuales también quedan rápidamente obsoletos.
El presente trabajo tiene por objetivo ser un buen acercamiento para la toma de decisión a la hora de elegir el tipo de presa a construir, y maquinaria a utilizar en las distintas etapas de la construcción de estas.
Alcances y limitaciones.
A pesar de mencionar el estudio de mecánica de suelos o los rendimientos de la maquinaria, no se hace una exhaustiva descripción de estas, sino que un aborde general y su especial incidencia al momento de hacer elección de la maquinaria. El trabajo que se presenta a continuación es un estudio de las distintas maquinarias que se pueden utilizar comúnmente en una obra de construcción de una presa, las condiciones o particularidades de estas.

1 Definición de Presa.
Se tomará como presa aquella estructura tipo muro que se ubique dentro de un cauce de agua. Esta puede estar hecha de hormigón, material suelto o una combinación de ellas. Lleva como objetivo regular el caudal y embalsar el agua para su posterior aprovechamiento. Los usos que se le puede atribuir son muy variados, como es el de distribución para el regadío, producción de energía mecánica para hacer funcionar un generador, control de crecidas en el cauce, etc.
Los tipos de presas son variadas, en cuanto a su composición o comportamiento ante las solicitaciones. A continuación se ahondará respecto al tema.
Imagen 1: Presa Hoover
Fuente: Disponible en World Wide Web, http://www.anfrix.com/2008/12/la-construccion-de-la- presa-hoover-en-unos-pocos-segundos/
2 Tipos de presas.
2.1 Presa de material suelto o Zonificada:
Antiguamente conocida como presa de tierra, es una de las estructuras más antiguas construidas por el hombre. Se sabe que en China, antes de la era Cristiana tenían bordos de gran longitud y

compactaban con varas de carrizo manejadas por verdaderos ejércitos humanos. La popularización de dichas obras fue con la expansión del riego durante el siglo XX. Con el paso del tiempo se fue perfeccionando la utilización de estas, dando cabida a nuevos modelos o estructuras generales para dicha obra. Se caracteriza por una zonificación de los materiales que componen la presa, apareciendo distintas secciones de la cortina (imagen 2). Se puede justificar esta forma para abatir ciertos problemas que atañen a la obra en sí, como lo es la tubificación (piping). Este problema se da cuando el agua que se filtra dentro de la presa arrastra partículas finas que puede pasar a través de la granulometría abierta, con esto el gradiente aumenta a tal nivel de crear una conexión directa entre la presa tanto aguas arriba como abajo produciendo la erosión y falla total de la estructura. La única forma de percatarse la presencia de este problema es después del llenado, por lo que se hace de suma importancia un buen diseño, ejecución y control de la obra. Una gran ventaja de este tipo de presa es la posibilidad de ocupar el material de la misma zona donde se realizará la construcción de dicha obra.
Imagen 2: Esquema básico de una presa zonificada.
Fuente: Disponible en World Wide Web: http://dc369.4shared.com/doc/eDeW_yHl/preview.html
2.1.1 Estructura de la Presa Zonificada:
2.1.1.1 Corazón o Núcleo impermeable: Elemento impermeable de la presa, el cual lleva como objetivo detener las eventuales filtraciones de agua. Es de suelos finos arcillosos, en el caso de que no se encuentre un acopio cercano a la obra se puede reemplazar por un suelo de áridos con alta presencia de limos y arcillas el cual debe ser estudiado con respecto a su permeabilidad.
2.1.1.2 Respaldo permeable o Espaldón: Elemento de composición granular con un tamaño nominal máximo de 30 cm. Puede ser construido con cualquier tipo de roca, cuidando la

nula presencia de finos plásticos, ya que tiene que ser. Su objetivo aguas arriba es el de ser filtro del “Filtro” y además reducir el impacto del oleaje mediante una capa rugosa y así disminuir la erosión que pueda afectar al elemento; aguas abajo tiene como finalidad tomar la carga hidrostática de la columna de agua.
2.1.1.3 Filtro: Elemento intercalado entre el Núcleo y el Espaldón. Se caracteriza por su composición granular con granulometría que apunta a dejar pasar el agua pero retener las partículas. Los materiales que la componen son caros y a menudo requieren de procesos especiales para su obtención.
2.2 Presa CFRD:
Presa que debe su nombre a las siglas de Presa de Enrocado con Pantalla de Hormigón, del inglés Concrete Face Rockfill Dam, que como lo indica, se caracteriza por una pantalla de hormigón armado en la cara de la presa en contacto con el agua (aguas arriba). Esta lleva como objetivo el impermeabilizar la estructura. El cuerpo de la presa se constituye por un material heterogéneo granular permeable. Esta permeabilidad del cuerpo es para descartar la presión de poros y así aumentar el roce entre las partículas y poder obtener mayores pendientes.
Imagen 3: Presa CFRD de Argentina, Proyecto hidroeléctrico Potrerillos.
Fuente: Disponible en World Wide Web, http://www.impsa.com/es/proyectos/energy/SitePages/potrerillos.aspx

2.3 Presas de Hormigón:
Se pueden construir solo sobre roca, como excepción en suelos poco compresibles para presas de hasta 25 metros de altura, ya que si su cimentación permitiese asentamientos considerables la estructura se fracturaría. El método utilizado para este tipo de presas es el HCR (Hormigón Compactado con Rodillo).
Ejemplos a este tipo de presa son las siguientes presentadas en la (imagen 4).
Imagen 4: Presas de Hormigon
Fuente: Disponible en World Wide Web: http://4.bp.blogspot.com/- KTMI3T3ScFs/UnYnOpyHI9I/AAAAAAAABvM/5VQ4tBJ12I4/s640/presas01.gif
Las cuales se diferencian por la forma que tiene para poder soportar la solicitación de la columna de agua.
3 Maquinaria utilizada en la construcción de presas.
3.1 Camión Tolva: Equipo enfocado al transporte de material existente en una variedad de diseños que puede amoldarse a las especiales necesidades o características de las mercancías a

transportar. Estos camiones distribuyen la carga sobre los ejes de las ruedas. Los volquetes o dumpers utilizados para el transporte de la tierra de excavación son normalmente del tipo del vertido trasero, preferiblemente de tracción en las cuatro ruedas, dispuestos a vencer las condiciones difíciles del terreno. El camión Tolva moderno alcanza una capacidad de 20 m3.
Imagen 5: Camión Tolva HD 270
Fuente: Disponible en World Wide Web, catálogo on-line Hyundai, http://www.hyundaicamiones.cl/hd_270_tolva_6x4_ficha.aspx
3.2 Correas o Cintas Transportadoras: La correa transportadora es una económica opción para el transporte de grandes cantidades de material a largas distancias. (imagen tesis flaite p. 37) El tipo más común consta de lonas de algodón/nylon, con caucho vulcanizado para darle resistencia a la tensión. El espesor de la capa protectora depende del tipo de material a transportar. Tiene una capacidad aproximada de 150 m3/hr.
Imagen 6: Cinta Transportadora.
Fuente: Disponible en World Wide Web, http://www.construmatica.com/construpedia/Cinta_Transportadora
3.3 Traílla: Esta maquinaria tiene como objetivo cargar, transportar y descargar material. En esencia, se excava la tierra y se carga directamente en la caja de la traílla, se transporta a la zona de descarga y finalmente se extiende en capas. Existe una versión motorizada de la traílla, la cual

es preferida universalmente. La traílla se caracteriza por su versatilidad y multifuncionalidad. La traílla tiene una capacidad de 8 m3 y las mototraíllas de 17 m3.
Imagen 7: Mototraílla Caterpillar.
Fuente: Disponible en World Wide Web, catálogo on-line Caterpillar, http://www.cat.com/es_MX/products/new/equipment/wheel-tractor-scrapers/elevating- scrapers.html
3.4 Bulldozer: Máquina muy versátil con gran capacidad de empuje que se puede presentar sobre orugas o neumáticos y con distintas Hojas en su parte frontal, como lo son la hoja en U, angulada, amortiguada, o recta. Estas son de acero soldado y empujan al material hacia adelante o hacia un lado, dependiendo de la inclinación de la hoja. Sus usos generalmente son la de desmonte de la capa superficial del suelo, excavación de capas poco profundas, empuje de traíllas, extensión y nivelación, escarificado, etc.
Imagen 8: Bulldozer Komatsu, incluye escarificador en la parte trasera.
Fuente: Disponible en World Wide Web, http://www.directindustry.es/prod/komatsu- construction-and-mining-equipment/bulldozers-20626-933513.html
3.5 Pala Excavadora: Máquina excepcional para el movimiento de tierra, con una gran capacidad y aplicaciones de levantamiento pesado. Puede ser en oruga o neumático, pero se prefiere en oruga. Tiene un muy buen alcance, de 6 a 7 m. La pala tiene una capacidad aproximada

de 1 a 2,5 m3. Esta pala puede ser cambiada por un martillo percutor. Tiene una gran capacidad de giro.
Imagen 9: Pala Excavadora Caterpillar.
Fuente: Disponible en World Wide Web, http://www.cat.com/es_MX/products/new/equipment/excavators.html
3.6 Dragalina/Almeja: Maquina de gran envergadura que sirve para granes movimientos de tierra. Posee la capacidad de extracción de material que esté bajo el agua. Puede girar en torno su estructura principal, donde se encuentra la cabina y el motor. Tiene un brazo móvil el cual soporta la pala cargadora en forma de almeja. La capacidad del cucharón puede llegar a sobrepasar los 100 m3. En el movimiento de tierras de grandes dimensiones, las dragalinas tienen el menor costo de remoción de material en comparación con otras máquinas.
Imagen 10: Dragalina con almeja.
Fuente: Disponible en World Wide Web, http://www.directindustry.es/prod/joy-global-surface- mining-p-h-mining-equipment-i/dragalinas-40115-380439.html

3.7 Pala Cargadora: Máquina de uso frecuente en obras de gran envergadura como la construcción de presas. Consta de una pala frontal que puede llegar a tener una capacidad de 3 m3. Suele ocuparse sobre neumáticos, aunque puede ir sobre orugas. Se caracteriza por mover grandes cantidades de material en poco tiempo.
Imagen 11: Pala Cargadora.
Fuente: Disponible en World Wide Web, http://www.tusanuncios.com/detalleanuncio?idAnuncio=7738563&tipo=5
3.8 Motoniveladora: Máquina de construcción enfocada en la nivelación de terrenos mediante la utilización de una hoja metálica ubicada en la parte inferior. Suele presentarse en tres ejes. El ancho de la hoja alcanza 3,7 m aproximadamente. Puede incluir un escarificador en la parte trasera.
Imagen 12: Motoniveladora.
Fuente: Disponible en World Wide Web, http://www.cat.com/es_MX/products/new/equipment/motor-graders.html
3.9 Encofrado Deslizante: Maquinaria muy útil para la construcción del manto de hormigón para las presas de tipo CFRD. Son de gran flexibilidad en la práctica y otorgan alta ergonomía en el hormigonado de la pantalla. Se monta sobre unos rieles resistentes y este va depositando hormigón de forma continua a lo largo de la zona a hormigonar, proporcionando un

muy buen monolitismo. Se utiliza en conjunto con una cinta transportadora la cual va proporcionando el hormigón. Puede abarcar longitudes de 15 m de ancho.
Imagen 13: Encofrado Deslizante.
Fuente: Material de estudio Facultad de Ciencias Exactas, Ingeniería y Agrimensura, Universidad Nacional de Rosario, Argentina, disponible en World Wide Web, http://www.fceia.unr.edu.ar/geologiaygeotecnia/Presas%20de%20tierra.pdf
3.10 Compactadoras: Maquinaria muy utlizada en la compactación de materiales sueltos, tanto en gravas, arcillas, arenas, etc. Existen en una variada gama y se clasifican según su uso.
3.10.1 Rodillo Pata de Cabra: (imagen 14) se caracteriza por presentar un rodillo con superficie como se muestra en la (imagen 15) que tienen por función aumentar la presión en esas superficies en contacto con el suelo, el cual favorece a un buen sello entre capas sucesivas. Se usa principalmente para compactar suelos cohesivos, en este caso, el material que se usa para el núcleo de la presa.
3.10.2 El Rodillo Neumático: (imagen 16) utilizado en los núcleos impermeables por el texturizado que deja la rueda, el cual favorece, como el rodillo pata de cabra, a un buen sello entre capas sucesivas. 3.10.3 El de Rodillo Liso: (imagen 17) sirve para compactar el material para los espaldones y los filtros. Se puede ocupar un rodillo liso vibratorio, el cual aplica mayor energía sobre el suelo y lo ayuda a aumentar la fricción entre las partículas.

3.10.4 Rodillo de compactación por impacto: (imagen18) Los rodillos se caracterizan por ser de múltiples caras (no cilíndricos. La energía de compactación proviene del giro sobre una esquina del rodillo (radio mayor) y la caída sobre una de las caras (radio menor). El propósito de los rodillos de impacto es introducir la energía al terreno en rápidas sucesiones de golpes, cerca de 2 golpes por segundo (10 km/h aprox.).
Imagen 14: Rodillo Pata de cabra.
Fuente: Disponible en World Wide Web, http://viasunefa.blogspot.com/2009/10/maquinaria.html
Imagen 14: Rodillo Pata de cabra.
Fuente: Marsal, Raul. Resendiz Nuñez, Daniel. “Presas de tierra y enrrocamiento”, primera edición. Editorial Limusa, S.A. México, 1979. P. 193, fig 9.5
Imagen 16: Compactador rodillo neumático.
Fuente: Disponible en World Wide Web, http://www.viarural.com.ec/agroindustria/maquinaria-construccion/bomag- pesado/compactadora-rodillo-sobre- neumatico.htm
Imagen 17: Compactador rodillo liso.

Fuente: Disponible en World Wide Web, http://www.serviciosderenta.com/
Imagen 18: Rodillo compactador por impacto.
Fuente: Disponible en World Wide Web, http://www.cadp.org.ar/docs/congresos/2013/13_2013.pdf
3.11 Camión Mixer: El clásico para toda obra que requiera el uso de hormigón. Este consta de un mezclador en la parte trasera del camión el cual puede llegar a tener capacidad de hasta 8 m3.
Imagen 19: Camión Mixer.
Fuente: Disponible en World Wide Web, http://constructoraj.blogspot.com/
4 Proceso Constructivo.
Para este tema, se pueden describir ciertas actividades de suma importancia y que pueden estar presentes para cualquier tipo de presa, como también, la exclusividad de dichas actividades. En el proceso de Movimiento de Tierras, se puede apreciar las grandes similitudes en los procesos constructivos de las presas con diferencia en la Compactación, el cual forma parte de manera importantísima en la Presas Zonificadas. Entonces, se tratará de manera diferenciada cada tarea, indiscriminadamente a cual tipo de presa pertenezca, haciendo referencia cuando sea necesario, para cual tipo de presa a es a la que se alude.
Movimiento de Tierra.

En el proceso de movimiento de tierra se identifican generalmente las siguientes etapas:
- Excavación
- Carga
- Acarreo
- Descarga
- Extendido
- Compactación
El último mencionado se le hará especial hincapié en cuanto a su desarrollo, por su gran importancia y complejidad.
4.1 La excavación está supeditada a la resistencia a la excavación, la cual se debe vencer y depende de la dureza, aspereza, fricción, adhesión, cohesión y peso del suelo. Cuando se excava, la dureza es resistencia a la penetración. Esta aumenta con la compactación del suelo. Las tierras arcillosas son duras cuando están secas y suaves cuando están húmedas. Al penetrar la cuchilla, la fricción absorbe una proporción creciente de su fuerza. Esta es alterada por el tamaño y dureza de la partícula, por la cantidad de humedad y la presencia o ausencia de lubricantes naturales como el humus o arcilla suave. La adhesión es la fijación de la tierra a las partes excavadoras. En trabajo húmedo puede aumentar sustancialmente la carga de fricción. La cohesión es la resistencia a separarse. Los materiales sólidos o duros pueden separarse fácilmente a lo largo de la estratificación o planos de hendimiento. Los bancos de arcilla relativamente suave pueden ser muy difíciles de excavar debido a la cohesión fuerte y uniforme. Una formación tenaz carente de planos de debilidad se describe como compacta.
En cuanto a la excavación en roca, se ve fuertemente ligada a la rompibilidad, la cual hace referencia a la facilidad o dificultad con que una roca puede romperse.
Dicho proceso de excavación se le atribuirá a máquinas como la pala excavadora, la dragalina y la traílla. Se infiere entonces que la opción a elegir se ve afectada por distintos factores, como los ya mencionados o también condiciones del espacio, como también la topografía del lugar, entre otros.

Imagen 20: Pala excavadora depositando directamente material para los espaldones.
Se agrega en este proceso la preparación y ejecución de la ataguía, el cual se puede hacer de distintas formas. El trabajo de las máquinas ya mencionadas puede ser complementado por las que se encargan de la carga y acarreo del material.
Imagen 21: Ataguía en construcción.
Fuente: Disponible en World Wide Web, http://www.ugo.cn/photo/places/ve/fr/1203.htm
4.2 La carga y acarreo se ven condicionados tanto por las propiedades del suelo como las características del lugar, como su topografía. La tracción de las máquinas a utilizar depende de cómo el suelo permite y soporta el movimiento de vehículos. Una característica importante es la

magnitud de rozamiento que se produce entre la superficie del terreno y las llantas o bandas motrices de una máquina sobre él.
Otra consideración es la cantidad de agua presente. Por ejemplo, es probable que en suelos arenosos de grava, poca agua los vuelva sueltos y poco satisfactorios, mientras que más agua tenga poco efecto.
Las máquinas responsables de la carga de material son las descritas anteriormente en el proceso de excavación, por lo que se puede hacer ciertas vinculaciones entre las tareas que estén siendo ejecutadas por ciertas máquinas.
4.3 Acarreo de material. Por otro lado, el acarreo del material ya no puede ser ejecutado por una pala excavadora, por lo que se solicita la intervención de otras maquinarias como el camión Tolva. En algunos casos se puede hacer uso de una pala cargadora, por su gran eficiencia. Es también utilizada la traílla en este proceso. Cuando la traílla no es motorizada, se hace uso de un bulldozer para el arrastre de la máquina, por lo tanto, según esto se clasificará el bulldozer dentro de estas tareas.

Imagen 22: Diferentes maquinarias en pleno trabajo de descarga, nivelación y extensión del material que compone la presa.
Las máquinas anteriores pueden encargarse de la 4.4 Descarga del material, pero solo la traílla puede 4.5 Extender el material depositado, encargándose de la nivelación de las distintas capas y disponiendo así las condiciones para la compactación. Otra máquina utilizada es la motoniveladora. Para el caso de Presas Zonificadas, es indispensable esta tarea, ya que se debe definir cuidadosamente los espesores y niveles de las capas, ya sea del núcleo, espaldón u otro.
5 Compactación. Uno de los primeros conocimientos que el constructor de estas estructuras derivo de su experiencia fue el de la compactación de los suelos, donde estos empezaron a observar un mejor comportamiento en comparación a los suelos sueltos.
La compactación se introdujo entonces como un medio para reducir la deformabilidad, mejorara la estabilidad y disminuir la permeabilidad y susceptibilidad de los suelos a la erosión por el agua.
Por la importancia de este procedimiento es que se destina un capitulo al desarrollo de este tema.
5.1 Compactación en presas zonificadas
5.1.1 Compactación del núcleo impermeable.
Los suelos finos en el terrplen correspondientes al nucleo de la presa generalmente se compactan con rodilos pata de cabra (imagen 14) o con rodillos de llanta neumática (imagen 16) también suelen usarse compactadores manuales para áreas de acceso reducido. El empleo de rodillos lisos (imagen 17) para compactar las porciones impermeables está prácticamente descartada por la laminación que induce, la que da lugar a terraplenes con planos horizontales de permeabilidad mayor.
Cualquiera sea el tipo de compactación empleado, los resultados dependen de factores como el contenido de agua y la energía de compactación (determinada principalmente por la presión y el

área de contacto rodillo-suelo, el espesor de la capa compactada y el número de pasadas del equipo).
5.1.1.1 Comportamiento Rodillo Pata de Cabra.
La acción de este rodillo, cualquiera que sea el diseño de sus patas (imagen 15), hace progresar la compactación de una capa de suelo. En la primera pasada sus protuberancias y el tambor mismo penetran el suelo, permitiendo que la mayor presión se ejerza sobre el lecho inferior de la capa por compactar; para que esto ocurra, el espesor de la capa sin compactar no debe ser muy superior a la longitud de las patas. El espesor de capa sin compactar es de aproximadamente 30 [cm]. Al aumentar el número de pasadas, la porción inferior de la capa adquiere progresivamente más resistencia e impide la penetración de las patas del rodillo, que comienza a compactar el suelo superyacente hasta que el tambor queda separado del suelo, se dice que el rodillo camina sobre el terraplén. Algunas veces de específica como medio sencillo de control, que la como un medio sencillo de control, que la compactación de una capa no debe suspenderse antes de que esto ocurra. Sin embargo suele suceder que, si el suelo tiene un alto contenido de agua el tambor permanezca continuamente en contacto con el suelo.
Esta acción por si sola produce una superficie escarificada en condiciones adecuadas para recibir la siguiente capa, sin dejar un plano de debilidad en el contacto. Por lo tanto este rodillo produce dos resultados muy deseables en la porción impermeable de la presa: distribución uniforme de la energía de compactación dentro de cada capa y buen sello entre capas sucesivas.
Para la obtención de una densidad seca máxima compactada a una humedad cercana a la óptima, se tiene una relación directa entre la presión de contacto del rodillo y el número de pasadas. La (Tabla 1) re sume la información de diversas fuentes sobre el efecto de la presión de contacto bajo las patas del rodillo, con el número de pasadas para una capa de 6 pulg.
Tabla 1: Presión de contacto bajo las patas del rodillo, con el número de pasadas para una capa de 6 pulg. Fuente: Marsal, Raul. Resendiz Nuñez, Daniel. “Presas de tierra y enrrocamiento”, primera edición. Editorial Limusa, S.A. México, 1979. P. 194, Tabla 9.1.

De lo anterior se puede evidenciar una presión mínima para obtener el óptimo de grado de compactación son respecto a Proctor estándar, y que a un incremento de esta no varía el número de pasadas.
Factor importante para alcanzar el peso volumétrico seco máximo es el contenido de humedad óptima. Como se observa en la (imagen 23) este es menor a mayor presión del rodillo y al número de pasadas.
Imagen 23: Relación de No. de pasadas con respecto al peso volumétrico seco máximo y contenido de agua optimo.
Fuente: Marsal, Raul. Resendiz Nuñez, Daniel. “Presas de tierra y enrrocamiento”, primera edición. Editorial Limusa, S.A. México, 1979. P. 194, fig 9.7
5.1.1.2 Comportamiento del rodillo de llanas neumáticas
Al contrario d lo que ocurre en el rodillo pata-de-cabra, cuya presión sobre el suelo se ejerce por penetración de las patas y aumenta gradualmente al progresar la compactación, con el rodillo neumático se aplica a la superficie la misma presión desde la primera pasada. La aplicación repetida de esta presión transitoria da lugar a la densificación del suelo.
En cuanto al acabado superficial de una capa con rodillo neumático, este es generalmente de rugosidad suficiente para garantizar una ligada adecuada con la capa superior.
El número de pasadas requerido para lograr la máxima compactación con un rodillo de llantas neumáticas y un suelo dado dependen de la presión de inflado, la carga por ruedas y el espesor de la capa, para una humedad cercana a la óptima, como se muestra en la (fig 9.8).
Es poco recomendable aumentar la presión de inflado sin incrementar en igual proporción la carga por rueda, puesto que esto reduciría la superficie de contacto y tendería a producir mayores grados de compactación con la profundidad.

5.1.1.3 Rodillos neumáticos vs Pata de cabra.
Un requisito importante en la compactación del nucleo impermeable, es la uniformidad del grado de compactación con la profundidad dentro de la capa. Como se indica el mecanismo de compactación de compactación del rodillo pata de cabra hace esperar una compactación más uniforme que la del rodillo neumático, y eso ha sido usado como argumento de su selección. Sin embargo los datos cuantitativos no indican esta diferencia, sino la contraria, es decir, en favor del rodillo neumático.
Ventajas de uno sobre el otro:
a) En suelos residuales el rodillo pata de cabra permite desintegrar los trozos de roca intemperizada.
b) El rodillo pata de cabra produce una superficie irregular y relativamente suelta que permite una liga más íntima entre capas sucesivas. Por lo contrario una capa de rodillo neumático puede requerir escarificación superficial antes del siguiente tendido.
c) El rodillo neumático puede compactar capas de mayor espesor a una mayor velocidad, lo que aparte de la ventaja económica que esto conlleva, también permite incluir material grueso de mayor tamaño.
d) En suelos con grades guijarros puede que el tambor rígido del rodillo pata de cabra, puntee entre tales guijarros y deje prácticamente sin compactar el suelo intermedio.
5.1.2 Compactación de filtros y respaldo permeable
La colocación de filtros y respaldo permeables se realizara en capas de 60 [cm] y compactados con rodillos vibratorios de 2 [ton] en un aproximado de cuatro pasadas.
No se hace mayor hincapié en la compactación de esta zona por tratarse de suelos permeables.
5.2 Compactación en presas CFRD
La colocación del suelo para formar el cuerpo del presa se puede realizar en capas de hasta 1 [m] de espesor con rodillo vibratorio de 7 [ton] en 4 pasadas aproximadamente.
Con la tecnología más reciente se llegar hasta 2,5 [m] de espesor por capa a compactar, esto con tecnología de rodillos de impacto (imagen 18)

5.3 Compactación en presas de hormigón (HCR)
La colocación de las capas de hormigón se realiza en capas de 20 a 40 [cm] y se compactan rodillos vibratorios de peso estático de 10 [ton].
6 Proceso de hormigonado.
a) Presas CFRD: En el caso de las presas CFRD, se dispone luego de terminado el levantamiento del enrocado, a hacer una cortina de hormigón aguas arriba de la presa. Esto se hace mediante la instalación de un encofrado deslizante en unos rieles, el cual será abastecido con hormigón mediante una cinta transportadora, a su vez la cinta será directamente cargada con hormigón desde un camión mixer. (imagen)
b) Presas de Hormigón: Se realizan mediante el método HCR (Hormigón Compactado con Rodillo). Esta técnica consiste básicamente en el empleo de un Hormigón de baja fluidez, no medible con ensayo de asentamiento de cono. El método constructivo, debido a las características del hormigón, se utiliza las técnicas utilizadas para el movimiento de tierras. El transporte mediante camiones Tolva, traíllas y cintas transportadoras. Se esparce mediante bulldozer en capas de 20 a 40 cm de espesor. La compactación se realiza mediante rodillos vibratorios, de peso estático de 10 Ton.
Imagen 21: Presa de HCR en plena construcción.
Fuente: Material de estudio Facultad de Ciencias Exactas, Ingeniería y Agrimensura, Universidad Nacional de Rosario, Argentina, disponible en World Wide Web, http://www.fceia.unr.edu.ar/geologiaygeotecnia/Presas%20de%20tierra.pd

Conclusiones.
Se ha hecho especial hincapié en el uso de maquinaria pesada en obras de construcción de gran envergadura. A partir del presente trabajo se puede determinar el gran protagonismo que estas toman, sobre todo en aquellas actividades más importantes, de las cuales se define el proceso constructivo o el tipo de presa que se requiera construir. Por el hecho de que la presa sea una gran construcción, la cual se puede abarcar desde un pequeño embalse hasta las más grandes represas del mundo, se necesita de maquinaria para inmensos movimientos de tierra, en cuanto a todas las actividades que esta comprende. En el caso de que se requiera, es indispensable la disposición de maquinaria para grandes volúmenes de hormigonado, tanto para una cortina como para las presas CFRD, como para el mismo cuerpo. Es inconcebible que las tareas dentro de la construcción de una presa se hagan a mano en nuestros días.
Este estudio se basó principalmente en la experiencia de Marsal y Resendiz en México, donde hay una gran presencia de construcción de presas, sobre todo Zonificadas. Son insistentes en que las presas CFRD necesitan de una base muy sólida, como roca. Pero se debe tener en cuenta que el libro se publicó el año 1975. Actualmente, según el documento “Presas de Tierra”, (Material de estudio Escuela de Ingeniería, Pontificia Universidad Católica de Chile, disponible en World Wide Web http://intrawww.ing.puc.cl/siding/public/ingcursos/cursos_pub/descarga.phtml _curso_ic=1574&id_archivo=56090, se menciona el gran avance en la construcción de presas tipo CFRD en Chile, en donde los suelos de sus valles se comportan muy bien con respecto a los asentamientos que dicha presa puede generar. Esto ha servido de ejemplo a nivel mundial, tomando como una gran referencia a Chile. La preferencia por la presa CFRD es por su rápida ejecución y su relativo bajo costo. A modo de comparación se adjunta la siguiente tabla (tabla 2):
H: altura de la presa
Tabla 2: Comparación entre presas
Tipo de presa
Base
Razón precio por metro lineal
Razón de plazo de construcción Zonificada 4,5 H 1 2,5
CFRD
3 H
2
2 HCR 0,8 H 2,5 1

Fuente: “Presas de Tierra”, Material de estudio Escuela de Ingeniería, Pontificia Universidad Católica de Chile, disponible en World Wide Web http://intrawww.ing.puc.cl/siding/public/ingcursos/cursos_pub/descarga.phtml?id_curso_ic=1574&id_archivo=56090.p.46.
En esta tabla se puede ver que en razón de precios y tiempo, una buena opción sería la construcción una presa CFRD, pero hay que considerar el factor como la de la obtención del material, por ejemplo si la extracción es de una cantera su precio se duplicaría, y podría ser hasta un proyecto inviable económicamente.
Una tipo HCR si bien los tiempos de construcción son cortos en comparación de las otras dos, un factor que podría aumentar considerablemente los costos, sería el de la aparición de la roca a mucha profundidad ya que por su gran peso específico un asentamiento del suelo produciría la falla de esta.
La zonificada puede ser una buena opción en termino de costos, pero se debe realizar un estudio previo en la zona para visualizar la extracción de materiales en las cercanías de la obra a construir, o si no los costos se elevarían los costos al transportar material de lugares lejanos.
Si bien este informe viene a ser un buen primer acercamiento para la elección de un tipo de presa a construir y a la maquinaria a utiliza , la decisión va a depender netamente de un buen estudio previo, y del criterio del ingeniero a cargo, que debe ser un profesional con vasta experiencia en la construcción de presas.

Bibliografía.
 Marsal, Raul. Resendiz Nuñez, Daniel. “Presas de tierra y enrrocamiento”, primera edición. Editorial Limusa, S.A. México, 1979.
 Herbert L. Nichols, Jr. “Movimiento de Tierras, Manual de Excavaciones”. Tercera edición. Copañia Editorial Continental, S.A. México DF, 1973.
 Bustamante Araya, Héctor Andrés. Wlach Sandoval, Klaus Heinz. “Maquinaria de Transporte para Obras de Movimientos de Tierra”. Profesor Guía: Eduardo Barra Rivera. Universidad de Santiago de Chile, Departamento de Ingeniería Civil en Obras Civiles, 2011.
 “Diseño de Presas”, Material de estudio Facultad de Ciencias Exactas, Ingeniería y Agrimensura, Universidad Nacional de Rosario, Argentina, disponible en World Wide Web <http://www.fceia.unr.edu.ar/geologiaygeotecnia/Presas%20de%20tierra.pdf>
 “Presas de Tierra”, Material de estudio Escuela de Ingeniería, Pontificia Universidad Católica de Chile, disponible en World Wide Web <http://intrawww.ing.puc.cl/siding/public/ingcursos/cursos_pub/descarga.phtml?id_curso_ic=1574&id_archivo=56090>
 Catálogo de Equipos para diversas tareas, Caterpillar, disponible en World Wide Web: http://www.cat.com/es_MX/products/new/equipment.html
 Catálogo de Equipos para diversas tareas, Vermeer, disponible en World Wide Web: <http://www2.vermeer.com/vermeer/LA/es/N/equipment;jsessionid=24FB00FD1E1594682B74C589C9A98207>

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