Tema 2. Módulo III. Balsas de regadíos.pdf

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EADIC – Escuela Técnica Especializada

FORMACIÓN SUPERIOR EN MANTENIMIENTO,CONSTRUCCIÓN Y GESTIÓN DE OBRAS

HIDRÁULICAS

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MÓDULO IV. MODERNIZACIÓNDE REGADÍOS

Tema 2. Balsas de Regadío

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2

ÍNDICE

MÓDULO III. MODERNIZACION DE REGADÍOS .............................................................................................. 4

TEMA 2. BALSAS DE REGADÍO ...................................................................................................................................... 4

0 OBJETIVOS ..................................................................................................................................................................... 4

BLOQUE I. CONSIDERACIONES GENERALES ................................................................................................... 5

1 CONCEPTO DE BALSAS. DIFERENCIA ENTRE BALSAS Y PRESAS ................................ 5

2

TIPOLOGÍA DE BALSAS ..................................................................................................................................... 10

2.1 Clasificación en función del material impermeabilizante ................................................ 10

2.2 Clasificación en función de su uso .................................................................................................... 13

3

NORMATIVA APLICABLE ..................................................................................................................................15

4 BIBLIOGRAFÍA ............................................................................................................................................................ 18

BLOQUE II INTRODUCCIÓN AL DISEÑO. DIQUE Y EMBALSE .........................................................20

5 ASPECTOS BÁSICOS DEL DISEÑO DE UNA BALSA ................................................................20

6 ELEMENTOS DE UNA BALSA ...................................................................................................................... 23

7 SELECCIÓN DEL EMPLAZAMIENTO Y ESTUDIOS PREVIOS ............................................. 41

8

DISEÑO DE BALSAS EN PLANTA ............................................................................................................. 49

9

ANÁLISIS DE LA ESTABILIDAD DE LOS TALUDES. DISEÑO EN ALZADO ............ 55

10

SISTEMAS DE IMPERMEABILIZACIÓN ........................................................................................... 59

11 DETALLES CONSTRUCTIVOS ..................................................................................................................... 67

12 BIBLIOGRAFÍA ........................................................................................................................................................... 78

BLOQUE III. OBRAS DE REGULACIÓN Y CAPTACIÓN. BALSAS. INTRODUCCIÓN AL

DISEÑO. OBRAS COMPLEMENTARIAS .............................................................................................................. 80

13 ALIVIADEROS EN BALSAS ........................................................................................................................... 80



3

14 CANAL DE ENTRADA DE AGUA EN BALSAS ................................................................................. 96

15

DESAGÜE DE FONDO. VACIADO DE LA BALSA ...................................................................... 100

16 TOMA DE AGUA PARA REGADÍO ........................................................................................................... 105

17 AUSCULTACIÓN DE BALSAS .................................................................................................................... 107

18

NORMATIVA APLICABLE A BALSAS. PROPUESTAS DE CLASIFICACIÓN Y

PLANES DE EMERGECIA ...........................................................................................................................................109

19 BIBLIOGRAFÍA ............................................................................................................................................................ 111



4

MÓDULO III. MODERNIZACION DE REGADÍOS

TEMA 2. BALSAS DE REGADÍO

0 OBJETIVOS

BLOQUE I

El presente tema resulta fundamental para el conocimiento de una tipología de in-

fraestructura hidráulica de almacenamiento de agua, las balsas, que en los últimos añosha alcanzado un importante auge, tanto a nivel de proyecto como de ejecución de obra,

estando, en un elevado porcentaje de los casos, ligadas a infraestructuras de regadío.

Se pretende introducir al alumno en el mundo de la ingeniería de balsas con la ex-

posición del marco conceptual y legislativo que rige este tipo de infraestructuras. Para

ello se definirá el concepto de balsa, se comparará con las estructuras clásicas de regu-

lación y almacenamiento, las presas, y se realizará un breve repaso de su tipología y la

normativa actualmente aplicable a las mismas.

BLOQUE II

El tema que se desarrolla en los siguientes puntos pretende que el alumno se fami-

liarice con los principales elementos de las balsas para regadío, conozca la importancia

de los estudios previos al diseño de las mismas y sea capaz de realizar un prediseño de

estas infraestructuras en planta y alzado.

BLOQUE III

El tema que se desarrolla en los siguientes puntos pretende que el alumno se fami-

liarice con el cálculo hidráulico de las principales obras de fábrica que se integran como

obras complementarias en las balsas para regadío, con especial atención para el alivia-

dero, conozca la importancia de la auscultación en el control y mantenimiento de las in-

fraestructuras y esté al tanto de la normativa de seguridad que influye en las infraes-

tructuras en estudio.



5

BLOQUE I. CONSIDERACIONES GENERALES

1 CONCEPTO DE BALSAS. DIFERENCIA ENTRE BALSAS Y

PRESAS

El irregular régimen pluviométrico de la península ibérica hace necesaria la disposi-

ción de infraestructuras para la recogida y almacenamiento de agua en tiempos de

abundancia, de forma que esta pueda cubrir las necesidades para abastecimiento o re-

gadío en épocas de sequía.

Este almacenamiento se lleva a cabo, normalmente, en el propio cauce mediante la

construcción de presas que generan su correspondiente embalse en zonas con las ca-

racterísticas de impermeabilidad y resistencia adecuadas. Sin embargo, en ocasiones,

debido a las condiciones geomorfológicas de la zona es necesario proceder a dicho al-

macenamiento fuera del cauce, transportando el agua hacia el mismo, bien por grave-

dad bien mediante bombeo. Es en este último caso cuando se define el concepto de

balsa.

Existen numerosas definiciones del concepto balsa. El diccionario de la Real Aca-

demia Española de la Lengua, en una de sus acepciones, la que más se ajusta al campo

de definición de este tema, lo define como “hueco del terreno que se llena de agua, na-

tural o artificialmente”.

Sin embargo esta definición es, quizás, escasa para la diversidad de estructuras

existentes a nivel de regulación y almacenamiento, debiendo acotarse en mayor medida

por lo que se podría proponer una primera definición de balsa, “como un elemento artifi-

cial para almacenamiento, ubicado fuera deun cauce natural, donde poder acumular

agua para su empleo en el momento que se precise”.

El Real Decreto 9/2008 de 11 de enero, por el que se modifica el Reglamento del

Dominio Público Hidráulico, aprobado por el Real Decreto 849/1986, de 11 de abril define

estas infraestructuras como: “Obra hidráulica consistente en una estructura artificial

destinada al almacenamiento de agua situada fuera de un cauce y delimitada, total o

parcialmente, por un dique de retención”



6

El recientemente publicado “Manual para el diseño, construcción, explotación y man-

tenimiento de balsas” , en el que han intervenido numerosas autoridades en el campo

de las balsas integrantes de diversas organizaciones, entre las que se puede destacar al

Ministerio de Medio Ambiente, Medio Rural y Marino, el CEDEX y el Comité Nacional

Español de Grandes presas define estas infraestructuras como “toda estructura artificial

destinada al almacenamiento de agua, situada fuera de un cauce y del dominio público

hidráulico y delimitada total o parcialmente por un dique de cierre”. Esta definición, como

puede apreciarse, coincide sensiblemente con las dos anteriores, por lo que ambas,

pueden adoptarse como una definición suficientemente precisa y acotadas del concep-

to que se pretende describir.

Figura 1.Vista general de la balsa El Toscar, termino municipal de Monovar (Alicante). Fuente: “Guías para el proyecto,construcción, explotación, mantenimiento, vigilancia y planes de emergencia de las balsas de riego con vistas a la seguri-

dad” Generalitat Valenciana.

Así, y citando textualmente la Guía Técnica de Balsas de la Generalitat Valenciana

es aquí donde “aparece una diferencia funcional importante de las balsas respecto a los

embalses en los cauces: las balsas almacenan y regulan pero no captan; el embalse,

que intercepta un curso de agua, además capta. Como consecuencia la balsa no tiene

avenidas, el embalse sí”. Este aspecto origina una importante diferencia en uno de los

principales elementos de seguridad de cualquier estructura de almacenamiento y regu-

lación, el aliviadero.



7

En cualquier caso, se considera que la característica fundamental que diferencia

balsas y presas de embalse es que las primeras se construyen donde son necesarias,

independientemente de las características geológicogeotécnicas del terreno donde se

ubiquen y con los materiales disponibles en el lugar.

La ejecución de una balsa en cualquier punto puede conllevar a su vez la necesidad

de impermeabilización del embalse en caso de no ubicarse en una zona cuyas caracte-

rísticas lo eviten, aspecto muy usual en este tipo de obras. Esta impermeabilización

puede llevarse a cabo mediante materiales naturales tales como arcillas o bien median-

te láminas sintéticas (polietileno, P.V.C. asfalto, etc.), circunstancia que suele ser la más

habitual. Este aspecto representa otra de las diferencias importantes con las presas clá-sicas. Así, y con la finalidad de regular los caudales de aportación a las necesidades de

riego se han construido miles de balsas de volumen relativamente modesto cuyo resul-

tado global puede considerarse como muy bueno dado que muy pocas fallaron y las

que lo hicieron no dieron lugar a daños importantes. Esto se debe a la forma de rotura

de las balsas, fundamentalmente por erosión interna, con avisos previos y claros, y a la

filosofía de diseño de las mismas, con volúmenes reducidos dado que se pretendía ob-

tener una regulación como máximo mensual que combinado con la impermeabilización

externa permitían bien su vaciado con rapidez sin generación de presiones instersticia-les por desembalse rápido, bien que el volumen de avenida generado en la rotura no

fuera lo suficientemente apreciable como para causar daños importantes.

Figura 2.Vista general de la balsa Cerro de las Aguilas, en el término municipal de Monforte del Cid (Alicante) durante suejecucion. Capacidad de la balsa 1.100.000 m3. Fuente: “Guías para el proyecto, construcción, explotación, mantenimien-

to, vigilancia y planes de emergencia de las balsas de riego con vistas a la seguridad” Generalitat Valenciana.

Sin embargo, la necesidad de almacenar agua para obtener una regulación mayor

ha llevado a construir en los últimos años balsas de mayor capacidad (incluso varios

hm3) y con alturas superiores a 15,00 metros lo que ha llevado a catalogarlas como



8

grandes presas cambiando sus circunstancias con respecto a las balsas de tiempos pa-

sados, fundamentalmente en lo relativo a las condiciones de seguridad y su tiempo de

vaciado.

Otro de los aspectos que diferencia balsas y presas hace referencia a la estabilidad,

y aunque ha sido mencionado en párrafos anteriores se ha pasado sobre él muy super-

ficialmente. A la hora de diseñar una balsa es necesario tener presente los riesgos es-

pecíficos de ruina de la misma, de cara a evitarlos tanto en el diseño como en la ejecu-

ción de la obra. Es en este punto donde debe señalarse que aunque debe realizarse la

comprobación de los taludes dispuestos en los diques, estos viene fijados casi siempre

por consideraciones constructivas resultando holgados en las diferentes hipótesis deestabilidad.

Atendiendo al estudio realizado por la Universidad Politécnica de Valencia (UPV) y

la Consellería de Agricultura de la Generalitat Valenciana, sobre una serie de balsas de

edad igual o superior a 15 años en la Comunidad Valenciana y según se cita en el mis-

mo “En estas el comportamiento real observado es coherente con el caso de talud seco

(no saturado)……. dado que para el talud exterior la hipótesis de talud saturado, conduce

en algunos casos a coeficientes de seguridad próximos a la unidad, e incluso inferiores,por lo que en algún caso, si esta hipótesis de carga fuera cierta, debiera haberse obser-

vado algún deslizamiento, máxime en una zona en la que con cierta frecuencia se pro-

ducen sismos, en algunos casos de cierta importancia y que si que han afectado a otras

construcciones. Lo cual indica que las geomembranas cumplen perfectamente su mi-

sión impermeabilizadora, y que las pequeñas fugas que se pueden presentar no tienen

suficiente entidad para saturar el talud”.

Como se desprende del párrafo anterior, una de las principales conclusiones extraí-

das dice: “De las consideraciones efectuadas en el apartado anterior, de las distintas hi-

pótesis de carga analizadas, para el caso de balsas impermeabilizadas con geomem-

branas, es suficiente estudiar únicamente la hipótesis de talud no saturado para el talud

exterior e interior, evidenciando que el problema de la estabilidad de los taludes no es-

triba en el potencial deslizamiento del mismo, sino en los peligros de erosión interna”.

Debido a esto es muy importante para garantizar la seguridad estructural de las balsas

guardar especial cuidado en las uniones de la lámina, fundamentalmente con las obras



9

de hormigón (tomas, aliviadero, etc.) y prever y diseñar los sistemas de drenaje tales

como drenes de pie, drenes chimenea, drenes de talud y drenaje de fondo.

Por último debe destacarse que, a día de hoy, el número de balsas en explotación es

mucho mayor que el de presas. Actualmente en España se encuentran en operación

unas 1.300 grandes presas, mientras que no se puede establecer un número concreto

de balsas (fundamentalmente porque no están inventariadas en todas las Comunida-

des Autónomas), pudiéndose hablar de un mínimo de 50.000 balsas, aunque hay fuen-

tes que las cifran en 80.000, e incluso 100.000, destacando las 3.580 y 16.543 inventa-

riadas, respectivamente en la Comunidad Valenciana (2.700 solo en Alicante) y en An-

dalucía, y las aproximadamente 11.000 de la Comunidad Autónoma de Murcia.

Figura 3.Vista aérea de concentración de balsas. Fuente: Jornadas Técnicas “El papel de las balsas en la gestión sosteni-ble”

Figura 3.Vista aérea de concentración de balsas. Fuente: Jornadas Técnicas “El papel de las balsas en la gestión sosteni-ble”



10

2 TIPOLOGÍA DE BALSAS

De la misma forma que en el tema dedicado a presas se indicó que pueden estable-

cerse diversas clasificaciones en función de distintos aspectos, tales como el material

constituyente, la finalidad del embalse generado, la forma de resistir los esfuerzos, etc.

se puede actuar de una forma similar en las balsas de riego.

Sin embargo en este caso debe resaltarse que, sí resulta evidente que la principal

clasificación hará referencia a su material constituyente, y más que a este concepto,

siendo más precisos, al material que otorga la capacidad impermeable a la balsa, aspec-

to que se describe en los siguientes puntos.

Puede establecerse también una clasificación en base a la función de la balsa, aun-

que en este caso, al no situarse las balsas en cauces no resulta tan evidente como en el

caso de las presas sí que pueden existir balsas para laminación, regulación o almace-

namiento, y creación de altura.

2.1 Clasificación en función del material impermeabilizante

Como se ha indicado la principal clasificación tipológica de balsas puede estable-

cerse en función del material que realiza la función impermeabilizante.

La clasificación que a continuación se presenta no deja de ser una propuesta que

puede discutirse, y mejorarse, en cualquier caso, si se considera que refleja una cohe-

rencia con la tecnología de este tipo de infraestructuras.Así, pueden establecerse dos

divisiones principales:

Balsas sin impermeabilización externa, conocidas también como balsas de tierra:

- Balsas con impermeabilización externa o revestidas que se pueden descompo-

nen, a su vez, en:

1. Balsas de revestimientos flexibles, en las que el material impermeabilizante

tiene capacidad para adaptarse a pequeñas deformaciones del terreno. Es el

caso de revestimientos con suelos arcillosos, con suelos mejorados con ben-



11

tonita, láminas plásticas (polímero sintético de PVC, PEAD, PP, EPDM) o con

pantallas asfálticas.

2. Balsas de revestimientos rígidos, en las que el material impermeabilizante no

tiene capacidad para adaptarse a las deformaciones del terreno. Son las im-

permeabilizaciones de mampostería, hormigón o gunita.

En las balsas de tierra, el vaso debe ser impermeable por si mismo, constituido por

materiales finos suficientemente impermeables para asignarle la función impermeabili-

zante que, en otras ocasiones cumple un material adicional (como por ejemplo una lá-

mina plástica). El terraplén del dique responde a la morfología de una presa de materia-

les sueltos clásica, bien de tipología homogénea o heterogénea con núcleo impermea-

bilizante. Las especificaciones a cumplir por el dique serán más estrictas que para las

balsas impermeabilizadas externamente y el dimensionamiento se realiza exactamente

igual que para una presa de materiales sueltos, siendo preciso disponer de una capa

superficial de escollera de tamaño adecuado que apoya sobre un geotextil, para evitar

que el oleaje produzca erosiones en las superficies del terraplén en contacto con el

agua. La vida útil de estas balsas es considerable si se realiza una explotación y un

mantenimiento adecuados. La construcción debe ser muy cuidadosa y estrictamente

controlada, aunque la economía de costes es también importante. son necesarias, en la



12

mayoría de las ocasiones lo más habitual es que el terreno donde se ubican sea

permeable, o al menos, no lo suficientemente impermeable como para no recurrir a un

elemento adicional de impermeabilización.

La impermeabilización flexible puede lograrse con eficacia mediante la disposición

de un material arcilloso o con geomembranas, laminas sintéticas de diversas composi-

ciones, pero todas con una elevada deformación en rotura, del orden del 200% y mas.

Figura 4.Disposiciones clásicas de un tapiz de arcilla. Simple arriba, doble abajo. Bajo la capa arcillosa siempre debe colo-carse un material drenante. Fuente: “Guías para el proyecto, construcción, explotación, mantenimiento, vigilancia y planes

de emergencia de las balsas de riego con vistas a la seguridad” Generalitat Valenciana.

Figura 5.Disposición clásica de una geomembrana impermeable en impermeabilización de balsas. Fuente: XII Master In-ternacional en Ingeniería de Riego y Drenaje, 2007



13

Los restantes sistemas de impermeabilización y revestimiento de balsas tienen tec-

nologías de aplicación y diseño específicas, no siendo objeto del presente curso su

desarrollo aunque se puede ampliar el conocimiento de los mismos a partir de la biblio-

grafía indicada en el punto 5 del presente tema.

2.2 Clasificación en función de su uso

Al igual que las presas, las balsas pueden tener diversos fines, aunque debe hacer-

se hincapié que el fundamental suele ser el almacenamiento y regulación de caudales

pueden emplearse también para laminación de avenidas (en los últimos tiempos es fre-

cuente el uso de balsas laterales de laminación en los núcleos urbanos del Mediterrá-

neo) o para conseguir una altura que pueda tener fines hidroeléctricos. Estos tres usos

pueden presentarse simultáneamente, aunque al contrario que en las presas esto es

muy poco frecuente. Esquemáticamente pueden resumirse en:

- Formar un depósito que sirva para regular o almacenar agua.

- Elevar el nivel del agua para poder derivarla (creación de altura).

- Laminar avenidas.

A su vez, algunos autores diferencian en el primer grupo entre:

- Balsas de almacenamiento

- Balsas de regulación

Aunque esta subdivisión puede resultar un poco forzada, dado que se considera que

la finalidad del almacenamiento es la misma tanto en unas como en otras se justifica,

según sus autores porque en las primeras, la función principal es la de embalsar agua

en las épocas en que no se precisen caudales para el riego, para su utilización en los

momentos en que los cultivos lo demanden, que en general coincidirán con los perío-

dos de estiaje o de menor aportación. Su ciclo de funcionamiento será anual y sus vo-

lúmenes serán considerables. El dimensionamiento se realiza comparando la aporta-

ción disponible con la demanda de agua que se pretende satisfacer, según las distribu-

ciones temporales de ambas. En las balsas de regulación el objetivo fundamental es



14

adecuar en el tiempo la disponibilidad del agua con su demanda. Se pueden establecer

tres tipos principales de balsas de regulación:

- Regulación de una red de riego

- Regulación de los turnos de riego

- Regulación de un canal

En el primer tipo, se pretende realizar el suministro instantáneo de caudal, de la ma-

nera más sencilla y económica, sin variaciones significativas en la presión y la velocidad

de circulación del agua por la red de riego. El desarrollo actual de las técnicas de bom-beo permite adecuar instantáneamente los caudales disponibles con los demandados,

pero con un encarecimiento notable de las tarifas de consumo eléctrico, una cierta

complejidad de las estaciones de bombeo y un aumento de los requerimientos técnicos

de la red. Por todo ello, resulta interesante, desde el punto de vista económico, aprove-

char la segmentación de las tarifas eléctricas, realizando los bombeos en las horas de

menor coste a un caudal constante y óptimo para el funcionamiento de las bombas,

hasta una balsa, donde el agua queda almacenada para su distribución posterior por

gravedad. El ciclo de funcionamiento de estas balsas es diario, semanal o cómo máxi-mo, estacional, por lo cual sus volúmenes son relativamente moderados y directamente

afectados por la magnitud de la superficie de riego.

En el segundo tipo de balsas de regulación, se almacena el agua de un turno de rie-

go para su utilización posterior en el momento en que más interese. En ocasiones el

turno puede ser nocturno o coincidente con precipitaciones o en épocas en que no se

precise para un determinado cultivo, por lo cual, resulta aconsejable almacenar la dota-

ción de agua para emplearla de la manera más eficiente posible. El volumen de estasbalsas coincide con la dotación y, en general, se refiere a la parcela de riego, por lo cual

suelen ser de pequeño tamaño.

Con el tercer tipo de balsas de regulación, se pretende el aprovechamiento de los

caudales sobrantes de una red de distribución en lámina libre por medio de un canal o

de una acequia. El dimensionamiento de estas balsas depende de las características de

explotación de la red, resultando imposible establecer normas de carácter general, por

su extremada variabilidad.



15

3 NORMATIVA APLICABLE

La gran proliferación de balsas para regadío en España, el volumen cada vez mayor

de almacenamiento de las mismas y el estado de conservación y edad de algunas de

ellas, está generando una gran preocupación en los en lossectores interesados, tanto

privados como públicos.

3.1 Normativa aplicada

Hasta la fecha, no ha existido en España una normativa específica para balsas. De

hecho, la normativa existente y empleada, en algunos casos, se refiere casi exclusiva-mente a las presas, salvo lo incluido en El Real Decreto 9/2008 de 11 de enero, por el

que se modifica el Reglamento del Dominio Público Hidráulicodonde, por primera vez se

encuentra un concepto legal de balsa.

La normativa aplicada hasta el momento, de manera más o menos apropiada, puede

enumerarse:- Instrucción para el proyecto, construcción y explotación de grandes pre-

sas (O.M. 31/03/1967).

- Directriz básica de planificación de protección civil frente al riesgo de inun-

daciones (BOE 14/02/1995) (rango de decreto).

- Reglamento técnico sobre seguridad de presas y embalses (O.M.

12/03/1996).

- Guías técnicas de Seguridad de Presas (promovidas por la Dirección General

de obras Hidráulicas y por el Comité Nacional de Grandes Presas).

Respecto a dicha normativa pueden hacerse una serie de consideraciones:

- Respecto a la “Instrucción para el proyecto, construcción y explotación de

grandes presas de 1967”, aunque su filosofía no es la aplicación de la misma

a balsas sin cuenca aportadora, no existe ningún obstáculo que impida con-

siderar a estas estructuras dentro de su ámbito de aplicación, con indepen-

dencia de su ubicación.



16

- Respecto a la Directriz básica de inundaciones de 1995, es de total aplicación

a las balsas, solicitando la clasificación de todas las infraestructuras (presas

y balsas) susceptibles de provocar una inundación por rotura o funciona-

miento incorrecto, y no distinguiendo titularidad o ubicación.

- Respecto al Reglamento técnico sobre seguridad de presas y embalses de

1986, es quizás el más complejo de aplicación en balsas por su carácter con-

ceptual muy enfocado a la ingeniería de presas y apoyado en el desarrollo de

una serie de Guías Técnicas específicas de presas.

- Así, puede establecerse como conclusión principal que el problema de la

aplicación de la normativa existente a balsas, es que al referirse a presas,

existe una importante diferencia conceptual entre ambos tipos de infraes-

tructuras, lo que no la convierte en la normativa ideal para este marco de tra-

bajo al ser, en muchas ocasiones, de difícil extrapolación o interpretación.

- Por último indicar que la ausencia de normativa específica para balsas, unida

a la confusión existente en cuánto a competencias ha propiciado una excesi-

va relajación en el cumplimiento de normas por parte de propietarios y admi-

nistraciones responsables. Este incumplimiento también es consecuencia de

lo excesivo que puede resultar la normativa de presas para muchos propieta-

rios de balsas de tamaño muy reducido y con potencialidad de daños en ca-

so de fallo mínimos.

3.2 Normativa futura

Como ya se ha mencionado, la inclusión de las balsas en la Normativa se ha co-

menzado a afrontar con la “reciente” modificación en el Reglamento que desarrolla laLey de Aguas en el ámbito del Dominio Público Hidráulico, RD 9/2008, de 11 de enero

(BOE del 16.01.2008) donde ya aparece una definición legal de balsa, así como un Título

VII dedicado a la seguridad de presas, embalses y balsas.

Sin embargo la aplicación de este Título VII no está exenta de dificultades dado que

exige el desarrollo de tres Normas Técnicas de Seguridad para Presas y Balsas que de-

berán ser aprobadas mediante Real Decreto, actualmente en proceso, pero al menos, ha



17

supuesto un primer elemento clarificador para las balsas (definición legal, obligaciones

del titular, reparto de competencias, control de la seguridad, etc.).

Estas nuevas Normas Técnicas de Seguridad, una vez aprobadas, constituirán la

única normativa legal en materia de seguridad de presas y embalses, unificando la

normativa actualmente vigente, derogando la Instrucción para el Proyecto, Construcción

y Explotación de Grandes Presas así como el Reglamento Técnico sobre Seguridad de

Presas y Embalses.

Es importante destacar la obligación de registrar y clasificar, según su riesgo, las

balsas de altura superior a cinco metros (5 m) o capacidad mayor de cien mil metros cú-

bicos (100.000m3) ya que, debe destacarse que muy pocas de las balsas existentes

tienen redactado algún documento relativo a su seguridad, en general solamente las tu-

teladas por alguna Administración.



18

4 BIBLIOGRAFÍA

Para la elaboración de este tema se han empleado los textos que se presentan a

continuación, además de la realización de consultas puntuales en numerosas webs re-

lacionadas con el mundo de las balsas. Las siguientes publicaciones se consideran im-

prescindibles en cualquier biblioteca de balsas que se precie.

GUÍAS PARA EL PROYECTO, CONSTRUCCIÓN, EXPLOTACIÓN, MANTENIMIENTO,

VIGILANCIA Y PLANES DE EMERGENCIA DE LAS BALSAS DE RIEGO CON VISTAS A

LA SEGURIDAD. Conselleria de Medi Ambient, Aigua, Urbanisme i Habitatge. Generali-

tat Valenciana. Zapata Raboso, Francisco el al., 2009.

MANUAL PARA EL DISEÑO, CONSTRUCCIÓN Y EXPLOTACIÓN DE EMBALSES

IMPERMEABILIZADOS CON GEOMEMBRANAS. Aguiar, Escolástico, Amigó, Enrique.

Consejería de Agricultura y Alimentación. Gobierno de Canarias, 1994.

MANUAL PARA EL DISEÑO, CONSTRUCCIÓN, EXPLOTACIÓN Y MANTENIMIEN-

TO DE BALSAS. Ministerio de Medio Ambiente y Medio Rural y Marino-CEDEX-CNEGP,

2010.

CONSIDERACIONES GENERALES APLICABLES A LA CONSTRUCCIÓN DE BAL-

SAS. De los Santos Alfonso, Ramón. Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentación.

Abril 2004.

ACTAS DEL I SIMPOSIO NACIONAL SOBRE PROYECTO, CONSTRUCCIÓN E IM-

PERMEABILIZACIÓN DE BALSAS. CEDEX. Sevilla, Noviembre 2005.

ACTAS DEL 2º CONGRESO INTERNACIONAL SOBRE PROYECTO, CONSTRUC-

CIÓN E IMPERMEABILIZACIÓN DE BALSAS. Ponencia: ”Proyecto de balsas de almace-

namiento y regulación”. Segura Graiño, Joaquín.

CEDEX-ANI. Palma de Mallorca, Abril 2008.


CIÓN E IMPERMEABILIZACIÓN DE BALSAS. Ponencia: ”Bloques prefabricados en for-

ma de cuña. Una alternativa para aliviaderos en balsas” Caballero Jiménez, Fco. Javier y

Toledo Municio, M. Ángel. CEDEX-ANI. Barcelona, Octubre 2010.



19

PONENCIAS DE LAS JORNADAS “EL PAPEL DE LAS BALSAS EN LA GESTIÓN

SOSTENIBLE DEL AGUA”. Madrid, Noviembre 2009.

JORNADAS DE PRESENTACIÓN DE LOS BORRADORES DE LAS NORMAS TÉC-

NICAS DE SEGURIDAD DE PRESAS Y EMBALSES. Madrid, noviembre 2010.

DOCUMENTACIÓN DEL XII MASTER INTERNACIONAL DE INGENIERÍA DE RIEGO

Y DRENAJE. Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentación, 2007.

De cara a estar al día de los acontecimientos que tienen lugar en el mundo de la in-

geniería de balsas puede visitarse la página web de la Asociación Técnica Española de

Balsas y Pequeñas Presas, de reciente creación y que está dando sus primeros pasos.

http://www.ateba.es

Esta web, a su vez, presenta un apartado de enlaces con otras páginas relacionadas

con el mundo de las balsas que en algún momento pueden resultar útiles o interesan-

tes.

Asimismo, y dada la importancia que han adquirido las balsas en los últimos tiem-

pos, pueden visitarse las páginas web de las dos principales asociaciones de presas

españolas:

El Comite Nacional de Grandes Presas. http://www.spancold.es

La Sociedad Española de Presas y Embalses .http://www.seprem.es



20

BLOQUE II INTRODUCCIÓN AL DISEÑO. DIQUE

Y EMBALSE

5 ASPECTOS BÁSICOS DEL DISEÑO DE UNA BALSA

El consumo de agua en la agricultura representa en España, aproximadamente, el

80 % del consumo total de este elemento. Debe recordarse también que el irregular ré-

gimen pluviométrico de la Península Ibérica lleva a un importante desequilibrio tempo-

ral entre las necesidades de agua y las aportaciones hídricas en forma de precipitación,

lo que hace imprescindible la regulación de estas aportaciones mediante el almacena-

miento en las épocas de abundancia para emplearlas en periodos deficitarios.

Como se ha indicado en los temas del módulo 2, tradicionalmente este almacena-

miento se ha realizado en los propios cauces de los ríos mediante la construcción de

presas. Sin embargo, bien por la falta de condiciones geométricas adecuadas bien por

las condiciones de permeabilidad del sustrato, circunstancias ambas cada vez más fre-

cuentes en nuestros cauces (sin mencionar la problemática ambiental) han conducido a

la ejecución de depósitos artificiales o balsas, donde poder acumular el agua para su

empleo en el momento que se precise.

El volumen de una balsa puede establecerse como el parámetro fundamental para el

diseño de una balsa. Este volumen se determina en función de las características de

aportación y de la demanda de agua. Salvo para volúmenes muy reducidos, inferiores a

los cien metros cúbicos, en los cuales suele ser aconsejable la ejecución de un depósito

de hormigón, los materiales que constituyen una balsa serán los existentes en el te-

rreno donde se ubica, complementados con los oportunos geocompuestos en el caso

de que se precisen.

Una vez establecido el volumen, es preciso definir la balsa en planta y en alzado. En

alzado las dos variables fundamentales suelen ser la cota mínima de la balsa (o mínimo

nivel de embalse útil) y la diferencia entre esta y el N.M.N. de la balsa, que se determina

sumándole el resguardo adecuado a la altura del terraplén de la balsa. El mínimo nivel

de explotación se determina a partir de las pérdidas en la red de riego previamente di-

señada, junto con las presiones que se necesiten en los hidrantes, según el sistema de



21

riego que se emplee en cada caso. La altura de terraplén es muy variable, aunque sue-

len ser frecuentes alturas entre diez y quince metros, dado que para valores mayores los

esfuerzos y tensiones crecen considerablemente y en alturas inferiores, si son necesa-

rios volúmenes de almacenamiento importantes, debe valorarse el hecho de que una

gran superficie de lámina de agua embalsada tiene aparejada una alta pérdida de agua

almacenada por evaporación directa.

En embalses pequeños éstas pérdidas pueden alcanzar niveles de hasta el 15 % de

la capacidad total, lo que puede convertirse en un motivo de inviabilidad de la obra o

puede presentar la necesidad de instalar cubiertas sobre el embalse para reducir dichas

pérdidas.

En cualquier caso los valores a adoptar en cada caso vienen condicionados por la

deseable por la compensación entre los volúmenes de excavación y de desmonte, ne-

cesarios para conformar los terraplenes. Los emplazamientos normales de las balsas

suelen ser zonas de suaves pendientes o mesetas o incluso hondonadas, que permitan

la compensación de las tierras y, en los cuales, la calidad del terreno sea adecuada para

resistir los esfuerzos introducidos con su construcción, aunque esta última condición

rara vez es limitante por los modestos esfuerzos que transmite un dique de tierras y sucorrespondiente embalse.

La forma que se adopta normalmente es troncopiramidal invertida, con suaves

acuerdos cónicos entre los diferentes planos inclinados, para evitar la concentración de

tensiones y facilitar la construcción.

Evidentemente, la forma de la balsa será lo más regular posible y se adaptará a la

geometría del terreno, de modo que se cause el menor impacto ambiental en el entorno.

En general, el fondo se dispone sensiblemente horizontal con una suave pendiente ha-

cia el desagüe de fondo, para permitir su vaciado total en caso de necesidad.

Respecto al alzado o sección tipo de la balsa siempre debe procurarse adoptar la ti-

pología (b) de la figura 1, de cara a compensar el movimiento de tierras. La tipología (c)

es favorable de cara a la redacción de la propuesta de clasificación de la balsa (aspecto

que se estudiará más adelante), dado que origina siempre balsas de tipo C. Sin embargo

da lugar a importantes sobrantes de tierras que deberán disponerse en algún lugar

(bien en las propias tierras de cultivo bien en un vertedero). Respecto a la tipología (a)



22

resulta la menos aconsejable, dado que, en primer lugar, hay que disponer de un prés-

tamo de material externo a la balsa, y además es desaconsejable almacenar agua sobre

un terraplén artificial por el efecto que puedan tener en la estabilidad del mismo posi-

bles fugas no previstas del embalse.

Figura 1. Arriba posibles secciones tipo de embalse para una balsa, elevados o terraplén (a), semiexcavado o a media lade-ra (b) y en trinchera o desmonte (c). Abajo, ejemplo de planta de una balsa. Fuente: XIV CongresoInternacional de Ingenie-

ría Gráfica y XII Master Internacional de Ingeniería de Regadíos



23

6 ELEMENTOS DE UNA BALSA

Figura 2. Esquema tipo de una balsa con sus diferentes elementos constituyentes. Fuente: XIV Congreso Internacional deIngeniería Gráfica

6.1 Sección transversal

El diseño de los taludes de una balsa buscará siempre, en la medida de lo posible,

reducir los movimientos de tierras, por lo que se intentará siempre adoptar la mayor

pendiente posible aunque esta estará limitada por dos condiciones fundamentales. En

primer lugar por las características de rozamiento interno y cohesión de los materiales

que conforman el terraplén, de modo que la sección sea estable, con los niveles de se-

guridad usuales, en cualquier situación, incluso ante la eventualidad de la rotura del sis-

tema de impermeabilización. En segundo lugar, y en balsas impermeabilizadas con lá-

minas sintéticas, una circunstancia frecuentemente olvidada por los proyectistas y es la

viabilidad de colocación de esa lámina en el talud de forma que pueda garantizarse una

correcta ejecución. Esta última circunstancia limita los taludes interiores para las balsas

impermeabilizadas con geosintéticos a una inclinación máxima de 2 horizontal por 1

vertical, aunque pueden verse balsas de este tipo con taludes superiores (como por



24

ejemplo 1,50:1,00) no suele ser lo más conveniente. De hecho los fabricantes recomien-

dan un talud mínimo de 2,50:1,00 apurándolo como mucho a un 2,25:1,00.

Figura 3. Sección transversal de una balsa. Fuente: XII Master Internacional de Ingeniería de Regadíos

Otro aspecto frecuentemente olvidado es la disposición de bermas en los taludes.

Cuando estos tienen una longitud superior a los 25-30 metros, (altura aproximada de

10,00 metros) es necesario disponer bermas horizontales con una anchura mínima del

orden de 3,00 metros, fundamentalmente para aumentar la seguridad, al servir de an-

claje intermedio de la lámina impermeable.

La anchura de la coronación siempre debe permitir el paso de vehículos para man-

tenimiento y reparación de la balsa, por lo cual nunca debe ser inferior a 4 metros. Pue-

de recurrirse a la fórmula de la instrucción de presas de 1967,

siendo A la altura del dique pero siempre garantizando una anchura mínima de

4,00 metros. Usualmente, se dispone en el borde interior del camino de coronación deun bordillo o pretil de al menos 0,50 m de altura, que en ocasiones sirve de resguardo

por oleaje y aumenta la seguridad del tráfico rodado y evitar la caída involuntaria de

personas en la balsa. Este camino de coronación debe estar afirmado e incluso, es con-

veniente y deseable, aunque casi nunca posible, el tratamiento asfáltico del mismo.

Es imprescindible disponer de un resguardo, entre la coronación de la balsa y la cota

máxima de la lámina de agua, para prevenir el efecto del oleaje y de las sobreelevacio-

nes producidas por las el caudal a evacuar en caso de precipitaciones extraordinarias.



25

Este resguardo responde a la suma de la altura de vertido y 1,5 veces la altura de ola. La

altura de ola (h) se suele obtener de la fórmula h (m) = 0,6 x ( L )(1/4) , siendo L la máxi-

ma longitud de la lámina de agua expresada en kilómetros, mientras que la altura de

vertido del caudal sobrante vendrá definido en función del aliviadero dispuesto. La altu-

ra de vertido puede obtenerse por el cálculo mediante la fórmula de Rehbock (Q = Cd · L

· H3/2) una vez definido el coeficiente de desagüe Cd, siendo L la longitud de vertido. El

coeficiente de desagüe depende de la tipología del vertedero pudiendo oscilar entre un

máximo de 2,10-2,20 para perfiles tipo Creager, a 1,70-1,80 para vertederos en pared

gruesa, que son los más frecuentes en balsas.

En aquellas ocasiones, en que sea previsible una sedimentación importante de lo-dos en el fondo de la balsa, resulta conveniente disponer de una rampa de acceso con

una pendiente del orden del 10 %, para poder efectuar la limpieza y retirada de material.

En las balsas impermeabilizadas con geomembranas esta

operación resulta extremadamente comprometida, dada la pequeña resistencia de

las láminas a las acciones producidas por el tráfico de vehículos sobre ellas. El talud ex-

terior de la balsa se debe recubrir con tierra vegetal, tanto para la integración de las

obras en el entorno como para defender la superficie de los efectos de erosión por laescorrentía superficial.

El acceso a la balsa debe impedirse físicamente mediante la colocación de una valla

perimetral, que evite la introducción de personas o animales incontrolados que pudie-

ran caer al agua. En cualquier caso, es recomendable disponer de cuerdas y flotadores,

como medida de seguridad adicional.

6.2 Entrada de agua

Puede ejecutarse por el fondo de la balsa, a media altura, o como es más frecuente,

por la coronación, con una arqueta de disipación de la energía del agua, anterior a la

balsa, en caso necesario.

En este último caso, debe tenerse en cuenta que la circulación del agua por el talud

podría producir velocidades que pudieran ocasionar daños o erosiones, por lo que, la

entrada suele diseñarse mediante la disposición de un canal de entrada, con forma rec-

tangular o trapecial con un perfil escalonado e incluso, con un estanque amortiguador



26

en el pie o solera de la balsa. Otra opción que puede observarse en numerosas balsas

es la disposición de doble lámina de protección en la zona de vertido, evitando así la

ejecución de una obra de hormigón que plantea la dificultad añadida de la unión de la

lámina impermeabilizante con el hormigón, aspecto que se tratará más adelante.

Figura 4. Entrada de agua en canal rectangular escalonado. Fuente: XII Master Internacional de Ingeniería de Regadíos

6.3 Toma y desagüe de fondo

Existen numerosas disposiciones en cuanto número de conducciones para el desa-

güe de fondo. Cuando la balsa no es gran presa o lo es con categoría C suelen dispo-

nerse dos conducciones independientes para el aprovechamiento del regadío y para el

desagüe de fondo, aunque en ocasiones puede observarse que una sola conducción

cumple con las dos funciones. Este último aspecto es totalmente desaconsejable dado

que la obstrucción o avería de la conducción inutilizaría por completo todas las funcio-

nes de toma y desagüe de la balsa. Lo ideal es disponer dos conducciones indepen-

dientes y realizar un by-pass en las mismas a la altura de la salida del dique de cara a

facilitar que, como se ha comentado en caso de avería, las dos conducciones sigan ope-

rativas. En caso de que la balsa sea gran presa de tipo A o B, hay que garantizar la exis-

tencia de al menos dos conducciones de desagüe de fondo, una con uso exclusivo para

esta función.



27

En la figura 5 se muestra un ejemplo de conducciones de salida de agua (toma y

desagüe) y entrada de la misma por la parte inferior para una balsa catalogada como

gran presa de categoría A. Puede observarse que todas las conducciones pueden em-

plearse para todos los usos dado que están bypaseadas quedando la conducción verde

para uso exclusivo de desagüe de fondo. En la figura 6 también puede apreciarse el by-

pass.

Figura 5. Esquema de valvulería en una balsa de la Consejería de Agricultura de Castilla y León. Fuente: ALATEC Ingenie-ros Consultores y Arquitectos S.A.



28

Figura 6. Conducción de toma y desagüe de fondo en balsa. Fuente: XII Master Internacional de Ingeniería de Regadíos

El dimensionamiento se realiza de modo que con todos los dispositivos de vaciado

en pleno funcionamiento, se consiga la evacuación del agua de la balsa en un tiempo

prudencial, del orden de tres o cinco días. Los caudales de vaciado deberán conducirse

a algún cauce próximo sin originar incidencias de consideración. Su ubicación suele

partir del punto de menor cota del fondo de la balsa (con un cierto resguardo, del orden

de 0,25 a 0,50 metros), bien mediante una arqueta de hormigón bien mediante una

conducción en forma de torre de toma, ambas con la correspondiente rejilla, para evitar

el paso de elementos sólidos a las conducciones.



29

Figura 7. Ejemplos de disposición de conducción de toma o desagüe en el embalse. Fuente: Guías sobre balsas de riego dela Generalitat Valenciana.

En ocasiones conviene realizar la toma mediante un dispositivo flotante, para mejo-

rar la calidad del agua o para que aumente su temperatura.



30

Figura 8. Ejemplo de toma flotante. Fuente: Guías sobre balsas de riego de la Generalitat Valenciana.

Por debajo de los terraplenes, la solución más aconsejable es que las conducciones

discurran alojadas en una galería visitable, de modo que se impida el contacto directo

con las tierras y el peligro de las erosiones que se producirían en caso de fuga en las

tuberías.

Figura 8. Conducciones en el interior de galería visitable. Fuente: XII Master Internacional de Riego y Drenaje



31

Sin embargo, en muchas ocasiones la disposición de una galería no es viable eco-

nómicamente, fundamentalmente en balsas de reducidas dimensiones, en cuyo caso la

galería visitable puede sustituirse por una conducción de diámetro suficiente como para

alojar la conducción de toma o el desagüe de fondo.

Figura 9. Conducción de toma o desagüe en el interior de una conducción de mayor diámetro. Fuente: Guías sobre balsasde riego de la Generalitat Valenciana y XII Master Internacional de Riego y Drenaje



32

Figura 10. Conducción de toma o desagüe en el interior de una conducción de mayor

diámetro embutida esta última en hormigón. Fuente: XII Master Internacional de Riego y

Drenaje

Se adjunta en el siguiente cuadro la problemática que origina cada una de las po-

tenciales disposiciones de las conducciones de desagüe de fondo y toma a través del

dique de una balsa.



33

En el caso de disponer una galería visitable en ambos extremos de la galería con-

viene disponer de válvulas de regulación de doble accionamiento (manual o hidráulico o

eléctrico) como elemento de seguridad y de previsión de incidencias. Los materiales a

emplear para la ejecución de las galerías pueden ser el hormigón o el acero galvaniza-

do.

La ejecución de las galerías debe ser especialmente cuidadosa, dado que cualquier

contacto hormigón-tierras supone una vía preferente de filtración por lo que deberá dar-

se una cierta inclinación al muro de la galería en contacto con las tierras para facilitar la

compactación de estas sobre el mismo, recomendándose un talud mínimo de 0,20:1,00.

6.4 Aliviadero

El aliviadero resulta un elemento de seguridad que puede llegar a jugar un papel

fundamental para salvaguardar la integridad de una balsa. En el caso de que con la bal-

sa llena se produjera entrada de agua e incluso precipitaciones de consideración, resul-

ta ineludible proceder a la evacuación de estos caudales mediante la disposición de di-

cho elemento dimensionado con generosidad, dada su pequeña repercusión económi-

ca en este tipo de obras.

En el caso de una balsa, el caudal entrante se compone de la alimentación que reci-

ba cuyo caudal máximo es conocido y de la lluvia que caiga directamente sobre él. En

referencia a la aportación que recibe la balsa, para el dimensionamiento del aliviadero

hay que considerar que, por la causa que sea, no se corte a tiempo el suministro de en-

trada y por lo tanto el aliviadero debe ser capaz de evacuarla. En cuanto a la lluvia caída

directamente sobre el embalse se trata de evacuar el volumen generado por el producto

de la intensidad de la misma y la superficie de la balsa.

Los caudales sobrantes se restituirán de la manera más sencilla y cómoda posible, a

algún cauce próximo.

Existen diversas tipologías de aliviadero aunque se pueden agrupar en: aliviaderos

con tubería, aliviaderos mediante un canal de hormigón o aliviaderos en badén.



34

Figura 10. Aliviaderos en tubo. Fuente: Guías sobre balsas de riego de la Generalitat Valenciana y ALATEC S.A.

Figura 11. Diversas disposiciones de aliviaderos en canal. Fuente: Guías sobre balsas de riego de la Generalitat Valenciana.



35

Figura 12. Diversas imágenes de aliviaderos en canal. Fuente: ALATEC S.A.



36

Figura 13. Aliviadero en torre o Morning Glory. Fuente: Guías sobre balsas de riego de la Generalitat Valenciana.



37

Figura 14. Aliviaderos en badén. Fuente: Guías sobre balsas de riego de la Generalitat Valenciana y ALATEC S.A.



38

6.5 Drenajes

En las balsas impermeabilizadas con materiales sintéticos resulta fundamental dis-poner de una red de drenaje que sea capaz de canalizar y evacuar las posibles pérdidas

derivadas de filtraciones o pequeñas roturas, disminuyendo las tensiones, aumentando

la estabilidad del conjunto y avisando de cualquier incidencia que se produzca. Esta red

de drenaje se realiza mediante zanjas al pie del talud y en el fondo de la balsa con for-

ma de espina de pez, rellenas de grava envuelta en un geotextil, para evitar la migración

de los finos del terreno.

Figura 15. Drenaje en balsas. Fuente: XII Master Internacional de Riego y Drenaje y Guías sobre balsas de riego de la Gene-ralitat Valenciana.



39

La separación de las zanjas suele ser del orden de 20 metros y es recomendable

que sectorice diferentes zonas de la balsa, con superficies del orden de 5.000 metros

cuadrados cada uno, de manera que se tenga información de la zona donde se produ-

cen las incidencias para actuar con la mayor rapidez.

Figura 16. Drenaje en pie de talud. Fuente: XII Master Internacional de Riego y Drenaje



40

Figura 18. Salida de una red de drenaje sectorizada. Fuente: XII Master Internacional de Riego y Drenaje

Para la evacuación de los caudales de la red de drenaje suele emplearse la galería

de fondo, hacia donde se conducen cada uno de los sectores convenientemente aisla-

dos e identificados.



41

7 SELECCIÓN DEL EMPLAZAMIENTO Y ESTUDIOS PRE-

VIOS

7.1 Selección del emplazamiento

La decisión sobre el lugar donde emplazar una balsa, debe ajustarse a un estudio

multicriterio (topografía del terreno, distancias a fuentes de suministro y distribución del

agua, posibles daños que pueda ocasionar su rotura, accesibilidad, impacto ambiental,

climatología e hidrología y tipo de suelos).

Los factores de decisión que en muchas ocasiones tienen mayor peso en la solu-

ción final, están íntimamente relacionados con la forma de la superficie topográfica en

la que realizar la obra y con la forma que tendrá la balsa, ya que lo que se persigue bási-

camente con un buen emplazamiento de una balsa es que el movimiento de tierras sea

el mínimo y que exista, en la medida de lo posible, una compensación entre los volúme-

nes de desmonte y terraplén.

Teniendo en cuenta lo anterior, se puede abordar el problema desde el punto de vis-

ta topográfico. Se buscarán preferentemente, aquellas ubicaciones que cumplan las si-guientes características:

- Superficie topográfica con tendencia cónica y tamaño adecuado.

- Pendiente media de las laderas <=10%.

- Inexistencia de irregularidades topográficas.

-

Simetría respecto a uno o varios planos verticales

La cartografía a utilizar en las distintas fases de diseño de la balsa tiene que tener,

en cada una de ellas la precisión adecuada. En la primera fase de estudio de alternati-

vas de emplazamiento bastaría con una cartografía a escala 1/10.00 con equidistancia

de curvas de 5 m. En la fase de proyecto, la escala 1/5.000 es de máxima utilidad en to-

dos aquellos aspectos que trascienden de la balsa propiamente dicha (accesibilidad,

instalaciones de aducción y distribución, líneas de suministro de energía eléctrica, eva-

cuación del agua procedente del aliviadero, afecciones por rotura etc). La escala 1/500



42

con precisión altimétrica apropiada puede considerarse en general la más adecuada pa-

ra el diseño de la balsa.

7.2 Estudios geológico-geotécnicos

Los estudios geológicos deberán estar orientados a caracterizar de un modo sufi-

ciente la zona del emplazamiento en los aspectos relativos a la

- Tipología geológica del terreno.

- Permeabilidad.

- Tectónica y sismicidad.

Deberán conducir a disponer de la información suficiente para que unidos a los es-

tudios geotécnicos posibiliten tomar decisiones acertadas sobre:

- Necesidad o no de impermeabilizar

- Tipo de impermeabilización más adecuada en su caso.

- Excavabilidad de los materiales donde se vaya a ubicar la balsa.

- Capacidad portante del subsuelo allí donde se vaya a construir una estación

de bombeo o similar

- Estabilidad de los taludes de la balsa, ya sea en desmonte o enterraplén.

- Materiales disponibles in situ o a distancia asequible, determinando la ido-

neidad de los mismos para su empleo en rellenos. Estudio de zonas de prés-

tamo en los casos que el movimiento de tierras sea deficitario o el material

inadecuado

- Condiciones de compactación de los materiales procedentes de la excava-

ción o de los traídos de zonas de préstamo.

Son aspectos de especial interés las fallas y los deslizamientos y su actividad actual

o potencial, por su repercusión en la elección del emplazamiento y la actividad.



43

En el estudio geotécnico los objetivos básicos que se pretende lograr con ellos son

determinar el comportamiento esperable del terreno de cimentación y las característi-

cas de los materiales que se vayan a utilizar en la construcción de los diques.

Del terreno, son de especial interés su deformabilidad, los asientos diferenciales es-

perables y su solubilidad y erosionabilidad por eventuales filtraciones de la balsa y por

aguas freáticas en circulación.

En cuanto a los materiales, las características mecánicas básicas son su ángulo de

rozamiento y su cohesión, ambos secos y saturados, y su granulometría total.

Los ensayos básicos son: corte directo, triaxial y edométrico. Para que sean real-

mente representativos de un terreno, las probetas han de tener unas dimensiones acor-

des con la granulometría total de él. Cuando se trata de arcillas, limos o arenas no hay

problema pues las dimensiones standard de las probetas de ensayo son adecuadas.

Pero para un terreno de grano grueso, por ejemplo, las probetas tendrían que ser de un

tamaño no disponible habitualmente, ni resulta proporcionado hacerlo para una balsa.

Esos ensayos se han hecho por millares en el mundo a cuenta de las presas y sus resul-

tados están publicados al alcance de todos. De esas publicaciones la más asequible es

la que figura en el conocido tratado Design of small dams del Bureau of Reclamation.

El estudio geológico geotécnico para una balsa se puede sintetizar de la siguiente

forma:

1. Trabajos previos de gabinete. En el que se llevará a cabo la revisión de la infor-

mación disponible respecto a:

o Mapa geológico Nacional, a escala 1:50.000 (Serie MAGNA del IGME).

o Mapa geotécnico e hidrogeológico, a escala 1:200.000 del IGME.

o Fotografía aérea.

o Otras publicaciones y estudios geotécnicos de infraestructuras cercanas.

o Topografía detallada y reciente del emplazamiento (escala variable, aunque

siempre recomendable inferior a 1:1.000).



44

o Perfiles longitudinales y transversales del terreno con la ubicación de los di-

ferentes elementos a construir (balsa, caseta, etc.)

2. Trabajos de campo.

o Reconocimiento geológico detallado en superficie.

o Calicatas mecánicas.

o Ensayos de penetración dinámica.

o Sondeo a rotación con recuperación de testigo continuo.

o Ensayos SPT y de permeabilidad en sondeos.

o Perfiles de tomografía (eléctrica o sísmica)

3. Ensayos de laboratorio

o Ensayos de identificación

o

Ensayos químicos

o Ensayos de resistencia

o Ensayos de deformabilidad

o Ensayos de permeabilidad

o Ensayos especiales



45

Se resumen en la siguiente tabla los principales ensayos que se recomiendan para

estudios geotécnicos en balsas:



46

4. Trabajos de análisis y obtención de resultados del estudio. En el que se llevará a

cabo la clasificación de los materiales y la asignación de sus parámetros geo-

técnicos.

7.3 Estudios hidrológicos o de determinación del caudal

Máximo a evacuar por el aliviader

Dado que se parte de la hipótesis de que una balsa se sitúa fuera de un cauce, ra-

ramente será necesario realizar un estudio de aportaciones o avenidas de la cuenca

afluente a la balsa, pues como se ha indicado las balsas no presentan cuenca aportan-

te.

En cualquier caso, en caso de que exista cuenca aportante esta será de dimensio-

nes reducidas por lo que en este caso el método más aconsejable para cálculo de ave-

nidas es el de Temez, recogido en la Instrucción de Carreteras.



47

Lo más usual es que el caudal definido como caudal máximo o de diseño del alivia-

dero venga definido por el que se podría producir en el caso de coincidencia de la preci-

pitación máxima previsible para un período de retorno determinado (se recomienda un

mínimo de 500 años), balsa llena y un fallo en el sistema de llenado de la balsa (es de-

cir, mantenimiento del bombeo o compuertas abiertas en situación de avenida).

Para la determinación de la precipitación máxima en 24 horas se puede recurrir a la

publicación “Máximas lluvias diarias en la España Peninsular” de la Dirección General

de Carreteras del Ministerio de Fomento.

Así por ejemplo, si se dispone de los siguientes datos de precipitación:

El aguacero máximo para una hora de duración correspondiente a un período de re-

torno de 500 años, tendrá una intensidad:

Ih= 0,386 X24= 0,386 x 100 = 38,60 mm/h

siendo: X24: Pmax en 24h para T=500 años

que cayendo sobre una superficie de lámina de agua de 35.589,06 m2, correspon-

diente a la cota de coronación de la balsa de la que se está realizando el cálculo, equiva-

le a un caudal de:

Q1= 38,60 x 35.589,06 x 10-3/3600 = 0,38 m3/s



48

Asímismo, y disponiendo del dato del caudal aportado a la balsa por el azud de to-

ma en hipótesis en situación de avenida

Q2=0,34 m3/s

Se podría obtener el caudal a evacuar por el aliviadero, que sería la suma del caudal

generado por la precipitación y la aportación de la toma

Q = Q1 + Q2 = 0,38 + 0,34 = 0,72 m3/s



49

8 DISEÑO DE BALSAS EN PLANTA

8.1

Volumen de embalse

Como se ha indicado con anterioridad el volumen de una balsa puede establecerse

como el parámetro fundamental para el diseño de la misma. Este volumen se determina

en función de las características de aportación y de la demanda de agua.

Adicionalmente deben tenerse en cuenta los siguientes criterios:

- Tiene que existir una adecuación del tamaño y forma del embalse con la

morfología del vaso natural sobre el que se sitúe. Para conseguirlo, se puede

atender a la compensación entre el desmonte y terraplén.

- Deben considerarse los condicionantes económicos y financieros de su eje-

cución, explotación y mantenimiento.

- Las características geotécnicas de los materiales empleados en los terraple-

nes pueden recomendar un límite máximo de altura de balsa a construir, lo

que limita a su vez la capacidad máxima de agua embalsada.

8.2 Representación de la balsa en sistemas acotados

Una vez establecida la ubicación óptima de la balsa de riego sobre una determinada

superficie topográfica, y recopilados los datos necesarios para acometer su representa-

ción gráfica, se describe a continuación el proceso de diseño para proceder a la repre-

sentación del embalse desde el proceso de trazado de los taludes, así como la de la su-

perficie de fondo, y las superficies de acuerdo correspondientes entre unos y otros.

Puede establecerse un procedimiento esquemático para el diseño de balsas si-

guiendo el siguiente esquema:

1. Trazado en planta de las líneas rectas del contorno de coronación.

2. Definición de los planos de talud interiores.

3. Deducción de las líneas de nivel de cota 0 de la balsa.



50

4. Trazado de las líneas curvas de acuerdo considerando el radio mínimo.

5.

Definición del contorno de superficie de solera mediante las proyeccioneshorizontales de los vértices de los conos de acuerdo.

6. Trazado de las líneas de cota de superficies de fondo y acuerdos.

7. Representación de la anchura de coronación.

8. Determinación de las líneas de paso desmonte-terraplén.

9. Trazado de taludes exteriores.

10. 1Definición de superficie ocupada por la balsa.

En una primera se representarán las líneas rectas horizontales del contorno interior.

La geometría que conforman dichas líneas se ajustará a los criterios de diseño, de los

que generalmente se impondrá la adaptación al vaso natural de la superficie topográfi-

ca de emplazamiento

Figura 19. Representación de las líneas rectas del contorno interior de una balsa, adaptándose a lascurvas de nivel del te-rreno. Fuente: XIV Congreso Internacional de Ingeniería Gráfica

El siguiente paso será la representación de las líneas que definen los planos de los

taludes interiores. En esta primera aproximación, las transiciones entre taludes conti-

guos serán definidas como rectas de intersección.



51

Figura 20. Superficies planas de talud definidas a partir de las líneas rectas del contorno interior deuna balsa de 8 metrosde altura. Fuente: XIV Congreso Internacional de Ingeniería Gráfica

Los taludes interiores del embalse quedan mejor definidos si se diseñan superficies

de transición entre ellos, ya que mejoran la funcionalidad y ejecución de la impermeabi-

lización, por lo que son denominadas superficies de acuerdo. La superficie de acuerdo

interior que mejor se adapta a este criterio es el cono recto de revolución, única cuádrica

de pendiente constante, siempre que los dos taludes que conecta tengan igual inclina-

ción.

Entre cada dos planos interiores con igual pendiente, se establecerá un cono cuyo

vértice se proyectará sobre la recta de intersección. Para conseguir una transición sua-

ve, tendrá dos de sus generatrices contenidas en los planos que une, por lo que la pen-

diente del cono también coincide con la de los taludes.

De ésta propiedad se deduce que el radio mínimo de la circunferencia horizontal del

cono de acuerdo que tiene igual cota que la coronación, será la distancia que existe en-

tre las proyecciones de punto de cota 0 de la recta de intersección entre los planos ta-

ludes, y las de las líneas rectas del contorno que une.



52

Figura 21. Radio mínimo de la circunferencia de acuerdo entre dos líneas rectas del contorno de coronación. Fuente: XIVCongreso Internacional de Ingeniería Gráfica

Sin embargo el radio finalmente establecido suele superar dicho valor mínimo para

conseguir una mejor adaptación al terreno, recomendandose en la práctica valores su-

periores a 10 m. Siguiendo este procedimiento, en la figura 22 se han representado los

conos de acuerdo del ejemplo seguido, mediante circunferencias horizontales de metro

en metro.

Figura 22. Representación acotada de los taludes interiores de un embalse. Fuente: XIV Congreso Internacional de Inge-niería Gráfica



53

En general la superficie de fondo se diseñará mediante un conjunto de planos con

inclinaciones adecuadas para que se produzca el vaciado completo de la balsa a través

del desagüe de fondo, por gravedad. La proyección del contorno de esta superficie

compuesta, vendrá dada por los segmentos que unen los puntos de proyección de los

vértices de los conos de acuerdo dispuestos entre taludes interiores. Si la solera está

compuesta por varios planos inclinados, el contorno de la superficie de fondo estará

formada por segmentos horizontales e inclinados. Es decir, no definen un polígono

plano. Los acuerdos unen dichas líneas con el nivel de cota 0 del embalse.

Figura 23. Superficies, líneas y puntos que definen la geometría interior de una balsa. Fuente: XIV Congreso Internacionalde Ingeniería Gráfica

Para la realización de las mediciones destinadas al cálculo del volumen de agua

embalsado se deben obtener las superficies correspondientes a cada cota por mediciónmediante planímetro digital sobre el plano del embalse.

A partir de las citadas mediciones se obtiene el correspondiente listado cota - super-

ficie, así como la representación gráfica de la curva altura – superficie.

Partiendo de la superficie obtenida anteriormente se procede a la cubicación del

embalse. Para ello, se ha preferido la aplicación del método de evaluación aritmética por

ser el más utilizado actualmente.



54

Según el citado método el volumen entre dos curvas de nivel está comprendido en-

tre un valor por exceso y un valor por defecto:

- Valor ligeramente en exceso:

- Valor ligeramente en defecto:

siendo:

S (h): Superficie correspondiente a la curva de nivel de altura h (m2).

V(h): Volumen correspondiente a la altura h (m3).

e: Equidistancia entre curvas de nivel (m).

El volumen medio comprendido entre dos curvas de nivel consecutivas se aproxima

a la semisuma de los valores en exceso y en defecto, es decir:



55

9 ANÁLISIS DE LA ESTABILIDAD DE LOS TALUDES. DI-

SEÑO EN ALZADOHasta la fecha, y dada la inexistencia de una normativa específica para balsas, los

coeficientes de seguridad e hipótesis de carga para el cálculo de estabilidad de taludes

que se han adoptado en la mayoría de los proyectos de balsas han sido, debido a las

similitudes que presentan balsas y presas de tierra, los empleados para estas últimas

obras. Sin embargo, y como se ha indicado ya en repetidas ocasiones, estas obras pre-

sentan a su vez importantes diferencias.

La Universidad Politécnica de Valencia (UPV) y la Conselleria de Agricultura de la

Generalitat Valenciana, ha realizado en los últimos años un estudio sobre una serie de

balsas de edad igual o superior a 15 años en la Comunidad Valenciana, y altura entre 9 y

15 metros comparando el comportamiento observado, a fin de poder establecer hipóte-

sis de cálculo razonables para el análisis de la estabilidad de balsas impermeabilizadas

con geomembranas, y detectar los puntos críticos para su proyecto y construcción.

Atendiendo al estudio, y según se cita en el mismo “En estas el comportamiento real

observado es coherente con el caso de talud seco (no saturado). dado que para el talud

exterior la hipótesis de talud saturado, conduce en algunos casos a coeficientes de se-

guridad próximos a la unidad, e incluso inferiores, por lo que en algún caso, si esta hipó-

tesis de carga fuera cierta, debiera haberse observado algún deslizamiento, máxime en

una zona en la que con cierta frecuencia se producen sismos, en algunos casos de cier-

ta importancia y que sí que han afectado a otras construcciones. Lo cual indica que las

geomembranas cumplen perfectamente su misión impermeabilizadora, y que las pe-

queñas fugas que se pueden presentar no tienen suficiente entidad para saturar el ta-

lud”.

Como se desprende del párrafo anterior, una de las principales conclusiones extraí-

das dice: “De las consideraciones efectuadas en el apartado anterior, de las distintas hi-

pótesis de carga analizadas, para el caso de balsas impermeabilizadas con geomem-

branas, es suficiente estudiar únicamente la hipótesis de talud no saturado para el talud

exterior e interior, evidenciando que el problema de la estabilidad de los taludes no es-

triba en el potencial deslizamiento del mismo, sino en los peligros de erosión interna”.



56

Debido a esto es muy importante guardar especial cuidado en las uniones de la lá-

mina, fundamentalmente con las obras de hormigón (tomas, aliviadero, etc.)

Desde el punto de vista de diseño se recomienda establecer como requisito limitan-

te el cálculo de estabilidad de la balsa en la fase de proyecto bajo la hipótesis de talud

seco, comprobando el coeficiente obtenido para talud saturado.

Recientemente se ha publicado el MANUAL PARA EL DISEÑO,CONSTRUCCIÓN,

EXPLOTACIÓN Y MANTENIMIENTO DE BALSAS del Ministerio de Medio Ambiente y

Medio Rural y Marino-CEDEX-CNEGP que establece una serie de situaciones de cálculo

que se reflejan en la figura 24, exigiendo que se cumplan los siguientes coeficientes de

seguridad:

Figura 24. Situaciones de cálculo según el MANUAL PARA EL DISEÑO, CONSTRUCCIÓN,



57

EXPLOTACIÓN Y MANTENIMIENTO DE BALSAS

La misma publicación presenta en sus páginas 83 a 85 (figuras 25 a 27) unos ába-cos de dimensionamiento de taludes para secciones homogéneas en función del tipo

de material que las constituye.

En cualquier caso, no debe olvidarse que el ámbito de aplicación de este manual es-

tá acotado a balsas que cumplan los siguientes requisitos:

- Altura de dique inferior a 10 metros, entre 10 y 15 metros pero con una capa-cidad inferior a 1 hm3.

- Aportación de agua totalmente controlada. Nunca debe haber entrada direc-ta desde un cauce público.

- Que su clasificación respecto al riesgo potencial de rotura sea C



58

Figura 25. Ábacos de dimensionamiento del MANUAL PARA EL DISEÑO, CONSTRUCCIÓN, EXPLOTACIÓN Y MANTE-NIMIENTO DE BALSAS Las GUÍAS PARA EL PROYECTO, CONSTRUCCIÓN, EXPLOTACIÓN, MANTENIMIENTO, VIGI-LANCIA Y PLANES DE EMERGENCIA DE LAS BALSAS DE RIEGO CON VISTAS A LA SEGURIDAD de la Conselleria de

Medi Ambient, Aigua, Urbanisme i Habitatge de la Generalitat Valenciana presentan entre sus páginas 154 y 165 unANEXO Nº 6 con Tablas para laobtención del coeficiente de seguridad al deslizamiento para distintas alturas deterraplén y

material constituyente que se recomienda consultar.

En cualquier caso debe resaltarse que siempre resulta recomendable realizar un es-

tudio de estabilidad de taludes mediante la ejecución de un modelo de simulación tipo

SLOPE/W o similar. La amplitud del presente curso no permite desarrollar la metodolo-

gía y aplicación de este tipo de modelos, más apropiado para un curso específico de

balsas o de estabilidad de taludes. En cualquier caso se adjunta en el apartado de re-

cursos toda la base teórico-práctica necesaria para realizar este tipo de estudios.



59

10 SISTEMAS DE IMPERMEABILIZACIÓN

10.1

Tipos de impermeabilización

Las diferentes tipologías de impermeabilización fueron ya definidas en el tema “Cla-

sificación en función del material impermeabilizante”.

Sin embargo conviene realizar un repaso de las mismas, profundizando algo más en

cada una y establecer las condiciones para la elección de uno u otro tipo dado que la

impermeabilización tiene una importancia decisiva sobre el coste total de la obra y debe

ser capaz de resistir los esfuerzos de todo tipo que van a incidir sobre él durante la vidaútil de la instalación.

La elección del revestimiento debe considerar todos los factores intervinientes, pu-

diéndose destacar de manera general los siguientes:

- La funcionalidad de la obra.

- La disponibilidad de materiales.

- Las condiciones meteorológicas de la zona (viento, radiación solar, tempera-tura).

- Las características geotécnicas del soporte.

- Presencia de niveles freáticos.

La idoneidad del revestimiento a las circunstancias existentes en cada caso resulta

de máxima importancia dado que un cambio de sistema de impermeabilización o las

reparaciones a realizar pueden incluso llegar a costar más que todo el presupuesto des-

tinado para la impermeabilización en el proyecto inicial.

Como ya se comentó en el tema 1 aparte de la impermeabilización mediante diques

de tierras clásicos, se puede establecer la siguiente clasificación de los materiales em-

pleados para impermeabilización de balsas:

- Revestimientos flexibles, en los que se incluyen las geomembranas.

- Revestimientos rígidos



60

10.2 Impermeabilización mediante diques de tierras sin

IMPERMEABILIZACIÓN EXTERNA

Responden a la tipología clásica de presas de materiales sueltos homogéneas o he-

terogéneas con núcleo impermeable. Para ejecutar este tipo de diques es necesario que

los materiales existentes en la zona donde se ubica la balsa, tengan una serie de carac-

terísticas de modo que puedan realizar adecuadamente esta función. Las propiedades

geotécnicas de mayor interés son las siguientes:

- Granulometría.

- Límites de Atterberg.

- Densidad Proctor.

- Angulo de rozamiento interno y cohesión en estado de saturación.

- Coeficiente de permeabilidad

Para considerar la construcción de una balsa en tierra las especificaciones que sesuelen exigir a los materiales son las siguientes:

- % que pasa por el tamiz 200 de la serie A.S.T.M. de tamaño 0,074 mm >30.

- Límite líquido < 30 a 35.

- Índice de Plasticidad > 10 a 15.

- Densidad Proctor Normal > 1,65 kg/dm3, exigiendo un grado de compacta-

ción in situ superior del 100 % de este ensayo.

- Angulo de rozamiento interno >25º

- Cohesión > 2,5 tn/m2

- Coeficiente de permeabilidad k < 10-5 cm/seg



61

En función de las características concretas de cada material, se realizará el dimen-

sionamiento de cada balsa tras la realización de los correspondientes cálculos de esta-

bilidad de los taludes.

Se comprobará asímismo, que se dispone del los materiales con propiedades ade-

cuadas en cantidad suficiente para la ejecución de la obra.

10.3 Impermeabilización mediante revestimientos rígidos

Estos sistemas han tenido históricamente una amplia utilización en depósitos de

agua de todo tipo. Su característica principal es que el material impermeabilizante no

tiene capacidad para adaptarse a las deformaciones del terreno, produciéndose su rotu-

ra con pequeños asentamientos del terraplén.

Dentro de este grupo se pueden citar como más importantes las impermeabilizacio-

nes de mampostería, de hormigón en masa o armado y de gunita.

10.3.1 Mampostería

Ha sido muy empleada en el pasado, pero su uso está en declive al elevarse su pre-

cio considerablemente por la escasez de mano de obra especializada. Su empleo puede

ser aconsejable en lugares de elevado valor ambiental o histórico.

10.3.2

Hormigón

Por su elevada durabilidad es muy adecuado para la realización de revestimientos

impermeables. Su principal inconveniente radica en la necesidad de disponer juntas es-

tancas para evitar el agrietamiento por contracción térmica y retracción. En hormigones

en masa, estas juntas deben disponerse como máximo cada cinco metros y en hormi-gones armados se puede aumentar al doble esta separación.

Los espesores normalmente utilizados son del orden de 20 cm y el coste suele ser

similar al de las pantallas asfálticas.



62

10.3.3

Gunitado

La gunita es una mezcla de cemento, arena, agua y un aditivo, que se proyecta conaire a presión, y a una gran velocidad de impacto de las partículas, sobre la superficie

que se pretende impermeabilizar, que estará recubierta por una malla de acero que evita

la disposición de juntas de estanqueidad.

Esta solución tiene una gran adaptabilidad a todo tipo de superficies, incluso verti-

cales, y su coste es similar al de las pantallas de hormigón, aunque su espesor sea muy

reducido, del orden de 5 a 7 cm.

10.4

Impermeabilización mediante revestimientos flexibles

Los revestimientos flexibles tienen capacidad para adaptarse a pequeñas deforma-

ciones del terreno sin que se produzca la rotura del sistema de impermeabilización. Es

el caso de revestimientos con suelos arcillosos, con suelos mejorados con bentonita,

con pantallas asfálticas o con geomembranas.

10.4.1 Revestimientos con suelos

Consiste este sistema en el revestimiento de la superficie de la balsa con un suelo

suficientemente impermeable o arcilloso como para realizar la función de estanqueidad.

En función de las características geotécnicas del suelo se establecerá el espesor de

revestimiento necesario, adoptándose normalmente valores del orden de 50 cm.

Este sistema puede utilizarse en los casos en que exista un tipo de suelo convenien-

te y adecuado a una distancia corta de la obra, que haga económicamente rentable su

utilización.

Figura 26. Impermeabilización con suelos de tipo arcilloso. Fuente: XII Master Internacional de Ingeniería de Riego y Dre-naje



63

En los taludes, si no es posible la circulación por ellos de maquinaria pesada por ser

muy inclinados, es preciso incrementar el espesor hasta valores de dos o dos metros y

medio, de modo que se realice el revestimientos por tongadas adecuadamente compac-

tadas y unidas. Al igual que las balsas en tierra, se debe proteger la superficie mediante

geotextil y escollera para prevenir el riesgo de erosión por el oleaje.

10.4.2 Impermeabilizaciones asfálticas

Las impermeabilizaciones asfálticas más importantes son las pantallas asfálticas.

Consiste en el recubrimiento de los taludes con aglomerado asfáltico, La colocación se

realiza mediante extendedoras convencionales cuando la pendiente de los taludes lo

permite (taludes del orden de 4 H / 1 V) , o con sistemas de extendido “colgados” desde

la parte superior de la balsa, cuando se dispone de pendientes elevadas (taludes del or-

den de 2 H / 1 V).

Se utilizan normalmente mezclas asfálticas en caliente de las denominadas cerra-

das o densas, con un reducido índice de huecos inferior al 1 %.

El betún a emplear y la dosificación de los diferentes componentes se determinará

mediante los correspondientes ensayos de laboratorio, hasta conseguir un coeficientede permeabilidad (K) del orden de 10-8 cm/s

Generalmente, se colocan dos o tres capas, cruzadas con espesores totales del or-

den de 15 cm. por lo que su precio resulta elevado.

10.4.3

Geomembranas

Las geomembranas, comúnmente llamadas láminas, han adquirido una gran impor-

tancia y desarrollo en los últimos años, debido a su fácil manejo y coste reducido. Mu-

chos de los sistemas de revestimiento enumerados anteriormente han visto muy limi-

tada su aplicación, con la puesta a punto de técnicas adecuadas de colocación en obra

de las geomembranas.

La amplia gama de posibilidades en el empleo de geomembranas hace necesario

estudiar cuidadosamente la elección del material más adecuado a las circunstancias de

cada caso, de modo que se consiga una duración razonable, aunque siempre inferior a

la de las pantallas de hormigón o asfálticas.



64

Las geomembranas están constituidas por polímeros sintéticos y se caracterizan

por su reducido espesor y gran estanqueidad. Son muy flexibles pero poco resistentes a

la rotura por punzonamiento por el contacto con las aristas vivas del terreno, por lo que

se utilizan normalmente con un geotextil de protección.

Los espesores de las geomembranas varían de 0,8 a 2 mm, siendo el más frecuen-

temente empleado el de 1,5 mm. El valor máximo del coeficiente de permeabilidad de

Darcy (K) a exigir será del orden de 10-10-10-12 m/s, que es fácilmente alcanzable en la

práctica por cualquier material de naturaleza plástica

La función básica a desarrollar es la de impermeabilización pero lógicamente tam-

bién debe ser capaz de resistir los esfuerzos mecánicos de servicio, siendo la acción del

viento la de mayor importancia a considerar. Su capacidad resistente debe mantenerse

a lo largo del tiempo, por lo que la geomembrana debe tener una adecuada durabilidad

o resistencia a las condiciones ambientales a las que va a estar sometida. A veces, se

disponen dos láminas para que la superior sufra el deterioro, pero proteja de la degra-

dación a la lámina inferior.

Los ensayos más frecuentes a realizar controlan la resistencia mecánica a tracción,

la deformación en rotura y la densidad de la geomembrana. Están totalmente normali-

zados y se puede establecer el siguiente cuadro comparativo:

Cada material tiene ventajas e inconvenientes que es preciso sopesar con detalle,

de modo que la elección se adapte a las circunstancias particulares de cada caso:

El PEAD o polietileno de alta densidad, tiene una buena resistencia a tracción y una

gran deformación en rotura. Su resistencia al ataque químico y a la acción de la radia-

ción solar, es apreciable. Su inconveniente principal es su gran rigidez, que le confiere

una pequeña resistencia al punzonamiento. Tiene una gran variación de longitud con



65

los cambios de temperatura. Su coste es del orden de la mitad de los revestimientos de

hormigón o asfálticos. La norma mas importante para este material es la UNE

104300/2000 EX que define las características y métodos de ensayo de este tipo de

láminas.

El P.V.C. o cloruro de polivinilo, tiene gran flexibilidad y resistencia al punzonamien-

to. Puede ir provisto de una malla interior para aumentar su resistencia a tracción. Pre-

senta el inconveniente de la pérdida de plastificante con el paso del tiempo por efecto

de los rayos ultravioletas de la radiación solar. Su coste suele ser superior en un 20 % al

de PEAD. La norma de más trascendencia para este material es la UNE 104423/1995

que define las características de puesta en obra de este tipo de láminas.

El E.P.D.M o etileno propileno dieno monomero, tiene una gran flexibilidad y buena

resistencia al punzonamiento. El inconveniente principal de este material es el enveje-

cimiento de las juntas realizadas en obra, que sufren un deterioro acelerado . El coste de

este material suele ser ligeramente superior al de las impermeabilizaciones con P. V. C.

La Norma de mayor importancia para este material es la UNE 53510/2001 que estable-

ce las propiedades de esfuerzodeformación en tracción de este tipo de láminas.

El PP o polipropileno y el PEMD o polietileno de media densidad, son similares en su

propiedades al PEAD, con una menor rigidez y una mayor capacidad de adaptación al

terreno. La normativa de estos materiales aplicados en impermeabilización está en fase

de redacción.

Las juntas se pueden realizar en fábrica y en obra, interesando reducir estas últimas

al máximo por ser menos fiables que las realizadas en taller.

La soldadura se puede realizar mediante:

- -vulcanización, característica del EPDM en taller.

- pegado, propia del EPDM in situ

- calor-presión, típica del PVC y del PEAD

- aporte de material o extrusión, característica del PEAD en obra



66

Cada material tiene una tecnología propia para la realización de las juntas, siendo

muy recomendable disponer cuando sea posible de cordones dobles en paralelo con

canal intermedio de comprobación para poder controlar mediante la inyección de aire a

presión su correcto funcionamiento.

Las soldaduras se ejecutarán siempre por personal experimentado, sobre superfi-

cies limpias y secas, y en condiciones ambientales adecuadas de temperatura, hume-

dad, etc.



67

11 DETALLES CONSTRUCTIVOS

11.1

Anclaje de láminas impermeabilizantes en el terreno

El anclaje de las geomembranas al terreno tiene por objeto contrarrestar el efecto de

succión del viento.

En coronación el anclaje se suele ejecutar introduciendo la lámina en una zanja que

debe superar 60 cm de profundidad y 30-50 cm de anchura, con una distancia mayor a

50 cm de la arista superior del talud. Para el relleno de la zanja lo normal es emplear el

mismo material de excavación, compactado convenientemente. El empleo de rellenosde hormigón o mortero, es especialmente inadecuado por su rigidez que puede llegar a

dañar a la membrana y por su alto coste.

Figura 27. Anclaje de lámina mediante zanja en coronación. Fuente: XII Master Internacional de Ingeniería de Riego y Dre-naje

El anclaje al terreno en bermas intermedias o en el fondo de la balsa, se suele reali-zar mediante lastres de hormigón de peso adecuado, colocados sobre un geotextil de

protección que impida el contacto directo con la lámina.



68

Figura 28. Anclaje de lámina mediante lastre de hormigón. Fuente: XII Master Internacional de Ingeniería de Riego y Dre-naje

La unión de la geomembrana con los elementos hidráulicos de la balsa plantea pro-

blemas técnicos de importancia, en especial en la arqueta de salida en el fondo, siendo

frecuente disponer doble geomembrana y dejar algún pliegue para permitir asientos di-

ferenciales.

Figura 29. Vista general de anclajes de la lámina en perfil transversal de la balsa. Fuente: XII Master Internacional de Inge-niería de Riego y Drenaje

El recubrimiento con tierras de la geomembrana es una cuestión muy debatida in-

ternacionalmente, predominando el criterio de mantener la geomembrana descubierta,

con la ventaja de su reconocimiento inmediato, y el inconveniente de su exposición

ambiental y a acciones vandálicas. El pequeño rozamiento entre el material de recubri-

miento y la lámina, obliga a disponer taludes muy suaves (5:2 para gravillas y 4:1 para



69

materiales granulares) para garantizar la estabilidad de la capa de tierras protectora de

la lámina.

11.2 Uniones entre lámina impermeabilizante y estructuras

La bibliografía técnica es especialmente escasa en las uniones entre la lámina flexi-

ble y las estructuras rígidas que quedan dentro del vaso.

Citando textualmente a D. Rafael Barebero “De todas las patologías que se pueden

dar por la instalación de la membrana hay una que aparece con gran frecuencia en los

primeros llenados y que por desgracia es muy frecuente, que es la unión entre la mem-

brana que es delgada y flexible, con las diferentes obras de fábrica que se encuentran en

el interior del vaso y que son rígidas.

Ya en el Manual para el diseño, construcción y explotación de embalses impermeabi-

lizados con geomembranas, se recomienda en varias ocasiones eliminar en el proyecto

las estructuras rígidas en el interior del vaso que se prevea revestir con la pantalla de im-

permeabilización. Sin embargo, es muy difícil evitar ciertas obras rígidas en el vaso, tales

como la entrada de agua, la salida, los desagües de fondo.

Esta patología concreta, es origen de fugas muy frecuente e involucra a los diferentes

actores en el proyecto construcción y explotación, esto es; el proyectista, que no debe de-

jar estos detalles sin definir; el Contratista, que debe responsabilizarse de que la instala-

ción se lleve a cabo de forma correcta; el suministrador de la geomembrana, que debe vi-

gilar que su producto se instala de forma satisfactoria; el Instalador, que debe conocer

todos los aspectos importantes sobre dicha instalación; la Dirección Facultativa, que de-

be tomar las decisiones con antelación suficiente para evitar problemas a posteriori; el

control de calidad y vigilancia de obra, que debe vigilar y saber qué vigilar y controlar; y

el explotador, que debe conocer las operaciones de funcionamiento normales y la correc-

ta explotación, realizando un feedback a todos los anteriores para que cada uno en su

campo vaya poniendo soluciones a los problemas de explotación normal”.



70

11.2.1

Tipología de las uniones

La unión de las estructuras de hormigón que constituyen las entradas, salidas u ór-ganos de desagüe de las balsas con las geomembranas presentan dos grandes ten-

dencias, siendo sus ventajas e inconvenientes múltiples. Estas son las siguientes:

La unión mediante perfiles metálicos anclados al hormigón con anclajesmetálicos

de manera que la impermeabilidad se consigue con la presión quelos anclajes ejercen

sobre los perfiles metálicos y dichos perfiles a su vez sobrela lámina aprisionada entre

ellos. El anclaje se consigue con la presión de losanclajes sobre la lámina.

Figura 30.- Unión de lámina impermeabilizante a estructura de hormigón mediante fijaciones metálicas. Fuente: “Patolo-gías de las balsas” (Barbero Palomero, Rafael)

La unión de la lámina mediante soldadura a un perfil plástico embebido en el hormi-

gón y que actúa a la vez como junta de impermeabilización y como soporte para el an-

claje de la lámina a la estructura rígida.

Las geomembranas de polietileno permiten el empleo de perfiles que queden con-

venientemente embutidos en el hormigón de la obra de fábrica, soldándose la lámina a

esos perfiles mediante extrusión.



71

Figura 31.- Unión de lámina impermeabilizante a estructura de hormigón mediante perfil plástico embebido en el hormi-gón. Fuente: XII Master Internacional de Ingeniería de Riego y Drenaje

La principal diferencia entre ambos estriba en la ejecución, cuando se emplean perfi-

les embebidos en el hormigón con la estructura es necesario realizar la planificación de

la ejecución conjunta. Sin embargo cuando se emplean anclajes metálicos se pueden

ejecutar en cualquier momento. Así, si el sistema de unión se ha ejecutado sin previsión

y no se han embebido los perfiles pueden emplearse los anclajes mecánicos o bien pa-

ra reparar averías o sistemas que han fallado con anterioridad y en los que ya no se

puede embeber el perfil.

El anclaje mediante perfiles metálicos presenta como principal problema que no

existe normativa ni método de cálculo específico para definir el número de anclajes, ni

la distancia entre ellos, ni la presión que deben ejercer, etc… por lo que se resuelven en

función de la experiencia del Director de obra o mediante cálculos aproximados con

simplificaciones que, dependiendo de las circunstancias pueden ser válidas o no.

Atendiendo a D. Rafael Barbero “Existe otro problema asociado a este tipo de insta-

lación que es el de la posibilidad de que la geomembrana sufra desgarros en las zonas

taladradas, origen seguro de fugas. Sin embargo, no se puede decir que sea un sistema

que funcione mal, y de hecho, como ya se ha comentado, es el método más utilizado

para realizar las uniones en segunda fase; cuando han fallado otros sistemas o cuando

se ha olvidado embeber el perfil plástico”.



72

El sistema de unión mediante perfiles embebidos presenta como ventajas su facili-

dad de instalación y sobre todo, la gran fiabilidad que la soldadura entre geomembrana

y perfil confiere a la balsa desde el punto de vista de la impermeabilización. La soldadu-

ra entre éstos es sencilla, con maquinaria que usualmente utilizan los instaladores, es

fiable e impermeable si está bien ejecutada.

11.2.2 Factores que influyen en la unión geomembrana-estructura rígida.

Un aspecto que resulta de vital importancia es la compactación del terreno que cir-

cunda las arquetas en el interior de la balsa. Aunque esta compactación se ejecute muy

bien, la cercanía al hormigón puede provocar que ese terreno no quede correctamente

compactado, por lo que se pueden producir asientos diferenciales. Esta circunstancia

provoca que se cree una discontinuidad en el entorno de la obra de fábrica, que a su vez

obliga a la geomembrana a adaptarse a la nueva geometría. Aunque la membrana en sí

no tiene problemas para adaptarse y elongarse lo necesario para absorber estas varia-

ciones, lo hace a base de crear unas tensiones que la soldadura entre el perfil plástico y

la geomembrana a veces no puede aguantar, debido principalmente al efecto cizalla

que supone. Esto hace que se rompa la soldadura y se abra una fuga de agua.

Un procedimiento que puede emplearse para evitar este efecto indeseado es intro-

ducir un exceso de tierras alrededor de las obras de fábrica de forma que quede un ex-

ceso de material terreo sobre el nivel de la fábrica, que ante eventuales asientos, no se

produzca el efecto de cizalla en la unión.

Figura 32.- Propuestas de solución al problema de cizalla en la unión lámina-hormigón. Fuente: “Patologías de las balsas”(Barbero Palomero, Rafael)



73

Otra forma de evitar este problema, y que se ha ejecutado en numerosas balsas, es

proceder a la colocación de lámina en exceso o fuelles, para que la adaptación de la

membrana a los posibles movimientos diferenciales se haga a costa del material en ex-

ceso en vez de elongaciones, que son la causa de las tensiones que finalmente produ-

cen el cizallamiento que lleva al despegue de la soldadura.

Por último, existe un tercer método, también muy usado en la práctica, y recomen-

dado por las Guías sobre balsas de la Generalitat Valenciana que se puede combinar

con los anteriores. Se trata de realizar una unión doble, no confiando la impermeabili-

dad a una sola soldadura, sino a dos.

La mejor opción, sin duda, es combinar las tres posibilidades, ejecutándolas correc-

tamente, con lo que la unión de la geomembrana con la obra de fábrica tendrá una ele-

vada seguridad, que aunque pueda parecer excesiva no está de más puesto que con

unos sobrecostes muy pequeños, dota a la instalación de una garantía adicional que es

capaz de evitar averías mucho más costosas de reparar y que pueden evolucionar rápi-

damente a patologías más graves.

Reproduciendo textualmente palabras de D. Rafael Barbero, “aunque sea un tópico

en este caso se puede aplicar perfectamente el dicho de ‘Más vale prevenir que curar’,

por lo que toda acción preventiva será mucho más eficaz y mucho menos costosas que

las acciones reparadoras o curativas siguiendo la terminología médica”.

Figura 33.- Propuestas de solución al problema de cizalla en la unión lámina-hormigón. Fuente: “Patologías de las balsas”(Barbero Palomero, Rafael)



74

La última mejora que puede presentarse a este sistema es la disposición de un dren

de “envuelta” en las obras de hormigón que permitirá, dándole una adecuada salida, la

detección de problemas de fugas evitando el arrate de particular y por tanto, el inicio del

sifonamiento.

Figura 34.- Solución mejorada, que evita el contacto hormigón-lámina con un dren envolvente de canalización de fugas,sin arrastre de partículas de suelo. Fuente: Algunas patologías de especial interés en balsas (Adalid Elorza ,José Luis)

Es necesario mencionar en este punto que una red de drenaje bien diseñada y efi-

caz, debidamente sectorizada, incluso particularizando un sector o más para las diferen-

tes obras de fábrica, es esencial para que este tipo de patologías se detecten a tiempo y

puedan ser solucionadas de forma fácil. Como en todo lo expuesto hasta el momento,también en el drenaje habrá de existir una colaboración íntima entre los diferentes acto-

res, desde el Proyectista hasta el Explotador.

11.3 Otras precauciones a adoptar

Se exponen a continuación una serie de recomendaciones generales para balsas

que un futuro proyectista podría incorporar a la hora de decidir un diseño definitivo.

11.3.1

Sistemas de drenaje

De forma adicional a la red de drenaje de la balsa, si por analogía con las presas de

materiales sueltos, se disponen en los terraplenes de la balsa drenes (drenes de pie,

drenes chimenea, drenes paralelos) se conseguirá controlar las posibles filtraciones que

puedan producirse desde el talud interior del embalse, por roturas de la geomembrana y

evitar los posibles fenómenos de tubificación.



75

Figura 35.- Tubificación ocurrida durante el primer llenado en una balsa con impermeabilización asfáltica. Fuente: Algunaspatologías de especial interés en balsas (Adalid Elorza ,José Luis)

El dren que resulta más efectivo y que ofrece una mayor seguridad, es el dren chi-

menea. Su gran efectividad, que su sección transversal transmite de forma intuitiva, al

cortar la rama vertical del dren todas las posibles líneas de filtración, proporciona una

gran seguridad a las presas y embalses que disponen de él.

Por el contrario, el dren chimenea es el que presenta un mayor coste económico y

sobre todo una cierta complejidad de ejecución, por lo que es muy poco frecuente su

utilización

Además de los drenes de dique, se puede incluir, también como medida de seguri-

dad otros tipos de drenes, tales como drenes de envuelta.

Una última tipología de drenajes son las zanjas drenantes, adecuadas en zonas de

yesos o materiales solubles y en zonas con niveles freáticos elevados y variables, que

se disponen en el perímetro de la balsa para que funcionen a modo de pozos, rebajando

la línea de saturación del terreno y evitando la llegada de agua a los taludes y fondo de

la misma.

11.3.2 Galerías y tuberías de protección

Como ya se ha indicado, la mejor medida para evitar los efectos y daños que una

posible rotura de las conducciones puede ocasionar es su colocación dentro de otra tu-

bería de protección o en su caso de una galería visitable.



76

11.3.3

Baberos

En general, y para cualquier tipo de material macromolecular ya sea termoplástico otermoestable, la zona a la intemperie, es decir la parte no cubierta es la más afectada

por el sol y por ello la que soporta una mayor y más pronta degradación.

Una buena costumbre, es colocar en las proximidades del botaolas y a lo largo de

todo el perímetro de coronación una lámina de la misma naturaleza de la geomembra-

na, que incluso puede ser de inferior calidad, pues no actúa como impermeabilizante

para proteger a la membrana propiamente dicha. Es decir la lámina que constituye el

babero hace de protector y su anchura no se precisa que llegue a más 50 cm.

Los gastos añadidos que presenta esta instalación se ven recompensados, nota-

blemente, cuando se tenga que reimpermeabilizar, pues al estar esa zona de la lámina

en muy buen estado se puede anclar la nueva membrana y de esa forma evitar retirar el

botaolas, actuar sobre la zanja de anclaje y volver a poner el pretil de coronación. Esta

operación acarrea tiempo y dinero.

Una costumbre, afortunadamente, cada vez menos arraigada es hacer este babero

de un geotextil, pero no se recomienda pues el deterioro del mismo es muy rápido y loque al principio se podría pensar útil al final no es rentable.

Figura 36.- Babero de protección en las proximidades del botaolas.Fuente: “Algunas consideraciones a teneren cuenta a lahora de impermeabilizar una balsa con geomembranas sintéticas” (Blanco, Manuel; Cea, JuanCarlos De y García, Floren-

cio).



77

11.3.4

Mantenimiento. Reimpermeabilizaciones

En el caso de proceder a una reimpermeabilización se ha de tener en cuenta si lanueva lámina es de la misma naturaleza que la vieja, pues no existiría problema de in-

compatibilidad. Sin embargo, si se va a colocar un poli (cloruro de vinilo) plastificado so-

bre otro tipo de geomembrana puede producirse una migración del plastificante desde

la lámina nueva a la vieja con lo que el deterioro del sistema impermeabilizante se ace-

lera notablemente.

Otro tema candente relacionado con las reimpermeabilizaciones es si se elimina la

lámina deteriorada o si se deja por debajo a modo de colchón. Cada proyectista tiene su

opinión y sus costumbres, hay casos en que se elimina y otros en que se deja, previa

perforación de la misma para evitar bolsas de agua entre las dos. La eliminación de la

degradada en ocasiones causa problemas por no saber dónde colocarla o llevarla a un

depósito o vertedero debido a la cantidad de metros cuadrados que representa, además

la operación es costosa. La permanencia de la lámina anterior, según algunos, mejoraría

ciertas características como punzonamientos o ataque por raíces, sobre todo cuando el

material empieza a deteriorarse. Una solución que se emplea, casi siempre, es la colo-

cación de un geotextil entre las dos láminas.



78

12 BIBLIOGRAFÍA

Para la elaboración de este tema se han empleado los textos que se presentan a

continuación, además de la realización de consultas puntuales en numerosas webs re-

lacionadas con el mundo de las balsas. Las siguientes publicaciones se consideran im-

prescindibles en cualquier biblioteca de balsas que se precie.

GUÍAS PARA EL PROYECTO, CONSTRUCCIÓN, EXPLOTACIÓN, MANTENIMIENTO,

VIGILANCIA Y PLANES DE EMERGENCIA DE LAS BALSAS DE RIEGO CON VISTAS A

LA SEGURIDAD. Conselleria de Medi Ambient, Aigua, Urbanisme i Habitatge. Generali-

tat Valenciana. Zapata Raboso, Francisco el al., 2009.

MANUAL PARA EL DISEÑO, CONSTRUCCIÓN Y EXPLOTACIÓN DE EMBALSES

IMPERMEABILIZADOS CON GEOMEMBRANAS. Aguiar, Escolástico, Amigó, Enrique.

Consejería de Agricultura y Alimentación. Gobierno de Canarias, 1994.

MANUAL PARA EL DISEÑO, CONSTRUCCIÓN, EXPLOTACIÓN Y MANTENIMIEN-

TO DE BALSAS. Ministerio de Medio Ambiente y Medio Rural y Marino-CEDEX-CNEGP,

2010.

CONSIDERACIONES GENERALES APLICABLES A LA CONSTRUCCIÓN DE BAL-

SAS. De los Santos Alfonso, Ramón. Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentación.

Abril 2004.

ACTAS DEL I SIMPOSIO NACIONAL SOBRE PROYECTO, CONSTRUCCIÓN E IM-

PERMEABILIZACIÓN DE BALSAS. CEDEX. Sevilla, Noviembre 2005.


CIÓN E IMPERMEABILIZACIÓN DE BALSAS. Ponencia: ”Proyecto de balsas de almace-

namiento y regulación”. Segura Graiño, Joaquín. CEDEX-ANI. Palma de Mallorca, Abril

2008.


CIÓN E IMPERMEABILIZACIÓN DE BALSAS. Ponencia: ”Bloques prefabricados en for-

ma de cuña. Una alternativa para aliviaderos en balsas” Caballero Jiménez, Fco. Javier y

Toledo Municio, M. Ángel. CEDEX-ANI. Barcelona, Octubre 2010.



79

DOCUMENTACIÓN DEL XII MASTER INTERNACIONAL DE INGENIERÍA DE RIEGO

Y DRENAJE. Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentación, 2007.

GEOMETRÍA DE LAS SUPERFICIES DE ACUERDO EN BALSAS DE RIEGO. Carvajal

Ramírez, F.; Aguilar Torres, M.A.; Agüera Vega, F.; Aguilar Torres, F.J. XIV Congreso In-

ternacional de Ingeniería Gráfica. Santander, España. 5-7 junio 2002.



80

BLOQUE III. OBRAS DE REGULACIÓN Y CAP-

TACIÓN. BALSAS. INTRODUCCIÓN AL DISE-ÑO. OBRAS COMPLEMENTARIAS

13 ALIVIADEROS EN BALSAS

En el tema 2 se describen los principales elementos de una balsa, y concretamente

en el punto 2.4. Aliviaderos se define su funcionalidad la tipología de los mismos.

No está de más recordar que el aliviadero resulta un elemento de seguridad que

puede llegar a jugar un papel fundamental para salvaguardar la integridad de una balsa

en el caso de que con la balsa llena se produjera entrada de agua (bien por precipitacio-

nes bien por suministro a la misma mediante bombeo o canal de derivación).

En cualquier caso si debe resaltarse que la mayoría de las balsas poseen caudales

de alimentación bajos por lo que sus dispositivos de evacuación responden a tipologías

muy elementales pudiendo establecer una clasificación tentativa en tres grupos funda-

mentales:

- Aliviaderos en tubería o tipo morning glory. Evacuando los caudales median-

te conducciones de diámetros más o menos apreciables.

- Aliviaderos en canal. Mediante la disposición de un vertedero frontal de pa-

red gruesa o un vertedero lateral y un canal de descarga situando la obra ge-

neralmente en la transición entre el terreno en desmonte y terraplén.

- Aliviaderos en badén. Mediante el rebaje de la cota del camino de coronación

y la posterior disposición de un pequeño canal de descarga situado usual-

mente al igual que los anteriores en la zona de transición entre desmonte y

terraplén.

Pueden darse también combinaciones entre los distintos tipos de aliviadero men-

cionados. Así es muy usual la disposición de un vertedero frontal mediante un marco

prefabricado que evacua la avenida de diseño mediante un canal de reducidas dimen-



81

siones hacía una arqueta de rotura de carga desde la que se transporta el caudal me-

diante una conducción a la zona de restitución al cauce.

Debe mencionarse también la existencia de aliviaderos que, hasta hoy, pueden de-

nominarse como singulares, dado que su aplicación no está muy extendida, como pue-

den ser los aliviaderos con vertederos en laberinto o los aliviaderos con protecciones en

forma de cuña, que sin dejar de ser una variación de los aliviaderos en canal aportan

elementos novedosos a los mismos. A modo de curiosidad se adjuntan sendas ponen-

cias de estos tipos de aliviaderos en congresos recientes en el apartado de recursos del

presente tema.

13.1 Cálculo de la longitud de vertido

Los parámetros hidráulicos principales para calcular la capacidad de vertido de un

aliviadero son, el coeficiente de desagüe y la altura de vertido.

El coeficiente de desagüe depende de la tipología del vertedero pudiendo oscilar en-

tre un máximo de 2,10-2,20 para perfiles tipo Creager, a 1,70-1,80 para vertederos en pa-

red gruesa.

La altura de vertido puede, bien imponerse con lo que se obtendrá una longitud de

vertido determinada, bien imponiendo está última obteniendo entonces como resultado

la altura de vertido, ambas operaciones por el cálculo mediante la fórmula de Rehbock

una vez definido el coeficiente de desagüe.

siendo:

Cd: Coeficiente de desagüe del vertedero

L: Longitud del vertedero (m)

H: Altura de vertido (m)

Así, por ejemplo, suponiendo un aliviadero en pared gruesa el coeficiente de desa-

güe (Cd), se puede evaluar cómo Cd = 1,80



82

Fijando como datos de partida los siguientes:

Caudal de cálculo 0,72 m

3

/s (obtenido previamente).

- Altura de vertido 0,35 m

- Cota de labio vertiente (N.M.N.) 821,50

- Disposición Frontal

- La longitud necesaria del vertedero será:

En estos casos suele redondearse la longitud al primer entero disponible. En este

caso se adopta L=2,00 m pudiendo optarse por proyectar un aliviadero con un marco in

situ de hormigón armado de 2,00x 0,70 (30 cm).

Figura 1. Sección tipo de marco de hormigón armado in situ. Fuente: ALATEC S.A.



83

13.2 Cálculo del elemento de evacuación aguas abajo del vertedero

Una vez establecido el elemento de vertido es preciso definir el elemento de eva-cuación aguas abajo del mismo.

Puede optarse por un canal de evacuación clásico o por disponer de una arqueta de

rotura de carga desde la que se transporta el caudal mediante una conducción a la zona

de restitución al cauce.

13.2.1

Cálculo de conducción desde arqueta de rotura

Si se opta por disponer una arqueta de rotura de carga la forma de operar será la si-guiente. Esta arqueta se utiliza como disipador de energía, produciéndose un gran im-

pacto en la pared de la arqueta opuesta al canal de descarga. La arqueta hace de pe-

queño depósito de agua que desaguará por el fondo mediante una tubería (se reco-

mienda que sea de fundición) de un determinado diámetro que dependerá de la capaci-

dad de evacuación exigida.

Así, si se parte del aliviadero del ejemplo anterior, la citada arqueta se deberá di-

mensionar para que sea capaz de absorber el caudal correspondiente a la avenida deproyecto (Q= 0,72 m3/s). Las dimensiones de la arqueta se muestran en el croquis.

Figura 2. Sección tipo de desagüe de aliviadero a arqueta de rotura de carga. Fuente: ALATEC S.A.



84

Como se ha indicado el desagüe de la arqueta de rotura se prevé a través de una

conducción de 500mm de diámetro de fundición, que se prolongará hasta que desagüe

las aguas en el cauce más próximo a la balsa. La salida de esta conducción deberá pro-

tegerse con escollera.

Datos de partida necesarios:

- Cota de agua en la arqueta de rotura = 821,00 m

- Cota de salida de la tubería al cauce =818,50 m

- Qtotal=0,72 m3/s

- Φ = 500 mm

- Longitud del tramo=60,00 m

Pérdidas en tuberías (Fórmula de Manning para n=0,01)

Pérdidas en entrada tubería:

Aplicando Bernouilli se obtiene:



85

Por tanto la tubería prevista puede evacuar un caudal (Q= 0,75m3/s) superior al pro-

cedente del canal de descarga ( Q= 0,72 m3/s), por lo que el diámetro proyectado resul-

ta adecuado.

Si la velocidad de salida es superior a 5,00 m/s puede ser necesaria la disposición

de un estanque amortiguador tipo impacto. El diseño de estas infraestructuras de amor-

tiguación de energía puede consultarse en el Design of small dams del Bureau of Re-

clamation.

13.2.2 Cálculo de canal de descarga y elemento de disipación de energía aguas

abajo.

Otra opción puede ser disponer de un canal de descarga tras el vertedero.

Dicho canal debe presentar una pendiente que obligue a la evacuación del caudal

de diseño en régimen rápido de cara a establecer la sección de control en la sección

aguas arriba del canal. Para que se cumpla esta circunstancia es necesario que la pen-

diente del canal de descarga sea superior a la pendiente crítica.

Figura 3. Sección tipo de desagüe de aliviadero a canal de descarga. Fuente: ALATEC S.A.



86

En base a esta condición en primer lugar será necesario calcular los parámetros de

la sección crítica que se pretende que sea la sección de arranque del canal de descarga.

Si se cumplen los requisitos exigidos dicha sección (PR0+000) funcionará como sec-

ción rectangular de control. Así para un ancho del canal de 5,00 m y una capacidad de

evacuación de Q =6,00 m3/s los parámetros de dicha sección crítica serán:



87

Por lo tanto, todo canal de descarga con una pendiente superior a la crítica cumplirá

con la condición de que el régimen hidráulico del canal será rápido y la sección de con-

trol se situara en la sección de aguas arriba, disminuyendo el calado y aumentando la

velocidad con el progreso del canal.

Puede observarse en el croquis que la pendiente adoptada para el canal de descar-

ga es claramente superior a la pendiente crítica.

Para el cálculo de los calados en el canal de descarga aguas abajo partiendo del ca-

lado crítico, se calculan en sentido hacia aguas abajo los sucesivos descensos de nivel

de la superficie libre, teniendo en cuenta las pérdidas debidas a fricción, mediante la ex-

presión:

H1 = H2 + hf + he

donde H1 y H2 son las alturas totales de energía en las secciones tomadas:

y hf y he son, respectivamente las pérdidas debidas a fricción y las debidas a remo-

linos, no teniéndose en cuenta éstas últimas.

El cálculo se realiza a partir del perfil longitudinal del aliviadero. El STANDART STEP

METHOD es un método iterativo fundamentado en el tanteo de calados buscando la

coincidencia de energía en dicha sección calculada por dos vías.



88

Figura 4. Esquema de cálculo de calados en un canal de descarga. Fuente: XII Master Internacional de Riego y Drenaje.

Se parte del paso 1 como dato, coincidente con la sección crítica (en verde).

Evidentemente también son datos las cotas y distancias pues dependen de la geo-

metría del canal, así como la base del mismo y el talud de sus cajeros (en naranja).

H1 en la sección 2 es la energía calculada por Bernoulli con los parámetros de ese

paso 2 (en rojo).



89

El calado se obtiene iterativamente.

H2 en la sección 2 es la energía calculada restándoles al cálculo por Bernouilli en la

sección 1 (paso anterior) las pérdidas de ese paso 2 en función de la pendiente de ener-

gía y la distancia entre secciones

H1sección1+hf sección2

Siendo:

Para que el cálculo sea correcto deberán coincidir para cada paso H1 y H2 con un

error inferior al exigido por el propio calculista.



90

Una vez finaliza el canal de descarga es necesario disponer de una estructura ter-

minal de disipación de energía, bien un trampolín de lanzamiento bien un estanque

amortiguador tipo impacto.

Para su dimensionamiento se parte de los parámetros hidráulicos correspondientes

a la última sección del canal de descarga. En el caso que se ha estado desarrollando la

sección PR0+036,46. Sin embargo, para este cálculo se va a suponer que el caudal a

evacuar por el aliviadero es de Q = 15 m3/s en lugar de los 6 m3/s. Los parámetros obte-

nidos en esta sección son:

Se sugiere al alumno que intente realizar el cálculo para comprobar si obtiene este

resultado.

El dispositivo de disipación de energía vendrá definido por la longitud de resalto hi-

dráulico necesaria. La formación y el tipo de resalto hidráulico viene definido por el nú-

mero de Froude en la sección final del canal de descarga



91

Donde para un canal rectangular v es la velocidad de flujo, g es la aceleración de

gravedad y D es el calado en la sección. Para que se forme un resalto hidráulico estable

es necesario que F>4,5.

Figura 5. Tipos de resaltos según el número de Froude. Fuente: Guía Técnica de seguridad de presas nº 5 “Aliviaderos ydesagües”

Los tipos de resalto pueden definirse:

- F1<1.70. Resalto Ondulado. Ondas superficiales que no constituyen un verda-

dero resalto.

A) 1.7 < F1 < 2.5 Resalto de débil intensidad. Escasa disipación de energía. Cuenco

con longitud suficiente para contener el cambio de régimen. No dientes ni bordillos ter-

minales

B) 2.5 < F1 < 4.5 Resalto oscilante, inestable, de transición. Se originan ondas superfi-

ciales e intensas que pueden transmitirse a gran distancia hacia aguas abajo. Debe evi-

tarse

C) 4.5 < F1 < 9.0 Resalto bien desarrollado, completo y estable. La pérdida de energía

alcanza entre el 45 y el 70 %.

D) 9.0 < F1 Velocidades de entrada muy altas. Buen resalto pero muy brusco, con

superficie del agua muy inestable y rugosa. La pérdida de energía puede alcanzar el 85

%.



92

El calado conocido como conjugado, resultado del resalto viene dado por:

Donde F es el número de Froude, y1 el calado en el pie del canal de descarga e y2 el

calado conjugado o de resalto.

Manteniendo en el estanque la anchura de 5,00 m, el nº de Froude correspondiente

a la sección de arranque de éste será:

Con este valor de F se tiene asegurada la formación de un verdadero resalto hidráu-

lico.

La longitud del resalto, y por tanto, la longitud mínima del dispositivo de disipación

de energía (denominado cuenco tipo I) puede evaluarse en 6,1 veces el calado conjuga-

do para F>4,5. Para valores entre 2,5 y 4,5 se recomienda disponer una longitud mínima

de 5 veces el calado conjugado aunque se recomienda adoptar el mismo valor que para

F>4,5. Para valores inferiores puede optarse por no disponer estructura de disipación

aunque hay que tener en cuenta que por el propio diseño del azud siempre existirá una

pequeña losa aguas abajo del pie de presa para la reincorporación del agua al cauce

que cumplirá las funciones de dispositivo de disipación.

El calado conjugado correspondiente al cálculo desarrollado hasta ahora será:

La longitud estricta del cuenco para que se produzca resalto hidráulico será:



93

Estos dispositivos pueden acortarse si se emplea un cuenco tipo II o tipo III, que

pueden diseñarse en función de una serie de condiciones de partida que se describen

con detalle en la Guía Técnica de Seguridad de Presas nº5 “Aliviaderos y Desagües”.

Sin embargo, las características de los caudales, nº de Froude y velocidades que se

dan en este aliviadero permiten adoptar el cuenco tipo III del Bureau of Reclamation de

USA:

adoptándose L = 8,00 m como longitud del estanque.

En cuanto a la altura de los cajeros, ésta se puede obtener cómo:

H = y2 + 0,10 [y2+y1]=3,00 m, adoptándose H = 3,20 m



94

Figura 7. Gráfico de dimensionamiento de cuencos amortiguadores tipo II. Fuente: Design of small dams



95

Figura 8. Grafico de dimensionamiento de cuencos amortiguadores tipo III. Design of small dams



96

14 CANAL DE ENTRADA DE AGUA EN BALSAS

La entrada de agua puede ejecutarse de diversas formas; por el fondo de la balsa, a

media altura, o como es más frecuente, por la coronación, con una arqueta de disipa-

ción de la energía del agua, anterior a la balsa, en caso necesario.

En caso de ejecutar la entrada de agua por el fondo de la balsa será necesario dis-

poner la misma en una arqueta capaz de disipar la energía del agua a la entrada en la

balsa, pudiendo incluso aprovecharse la misma obra para la toma y el desagüe de fon-

do.

Figura 9. Estanque de entrada de agua y toma en una balsa. Fuente: Guías sobre balsas de riego de la Generalitat Valen-ciana

En caso de que la entrada se realice a media altura o por la parte superior debe te-nerse en cuenta que la circulación del agua por el talud podría producir velocidades que

pudieran ocasionar daños o erosiones, por lo que, la entrada suele diseñarse mediante

la disposición de un canal de entrada, con forma rectangular o trapecial e incluso, con

un estanque amortiguador en el pie o solera de la balsa cuyo dimensionamiento es aná-

logo al desarrollado en el apartado dedicado al aliviadero. El canal de entrada también

puede ejecutarse mediante un perfil escalonado que también puede requerir de un es-

tanque amortiguador en el pie o solera de la balsa en función de la velocidad con la que

el agua alcance este punto.



97

Figura 10. Canal escalonado de entrada a una balsa. Fuente: Guías sobre balsas de riego de la Generalitat Valenciana

Atendiendo al Anexo nº4: “Aliviaderos escalonados” de la Guía Técnica de Seguri-

dad de Presas nº 5 Aliviaderos y Desagües, se puede dimensionar la obra de entrada a

una balsa mediante un canal escalonado en régimen de caídas sucesivas. Este tipo de

régimen se produce para caudales muy pequeños (Peyras, Royer y Degoutte señalan el

valor de 1,5 m3/s m como límite máximo de caudal para este tipo de régimen en pen-

diente suave), o láminas muy delgadas en comparación con la altura de los escalones.

La lámina cae de escalón en escalón sucesivamente, produciéndose en cada uno de

ellos un pequeño resalto hidráulico, responsable de una importante pérdida de energía;

volviéndose a acelerar la corriente hacia el borde del escalón, cayendo al siguiente don-

de se reproduce el fenómeno descrito, según se refleja en la siguiente figura.



98

Figura 11. Figura gráfica para dimensionamiento de canales escalonados. Fuente: Guía Técnica de seguridad de presas nº 5“Aliviaderos y desagües”

Así, por ejemplo, para un caudal de diseño de una obra de entrada de 0,85m3/s si se

proyecta un canal de 1,50 metros de anchura con escalones de 1,00m de altura se tiene:



99

Las fórmulas, referidas a la notación de la figura10, aplicadas al cálculo propuesto

arrojan los siguientes resultados:

La longitud de la huella del escalón ha de ser suficiente para mantener el resaltodentro del mismo, por lo que puede obtenerse su valor mínimo sumando la distancia

desde la pared vertical hasta el punto de impacto de la lámina más la longitud del resal-

to hidráulico. Chanson obtiene la expresión siguiente, adimensionalizando valores me-

diante la altura de escalón h .

No cumple, aunque dada la escasa diferencia podría darse el resultado por válido.

Sin embargo, situándose en la hipótesis más desfavorable de la no validez del resultado

se provocará el comienzo del barrido del resalto dando lugar a una variante de este tipo

de régimen con desarrollo parcial del resalto y régimen crítico cercano a la arista del es-

calón. La disipación de energía es del mismo orden de magnitud de la que se produce

con resalto plenamente desarrollado, por lo que los resultados obtenidos aplicando las

ecuaciones anteriores son suficientemente aproximados.



100

15 DESAGÜE DE FONDO. VACIADO DE LA BALSA

El dimensionamiento del desagüe de fondo es de vital importancia para hacer frente

a posibles situaciones de emergencia que requieran un vaciado rápido de la balsa.

La entrada de agua en el desagüe de fondo debe proyectarse de forma que se evite

el atascamiento de éste por la acumulación de materiales de depósito. Así debe colo-

carse una rejilla a la entrada de la conducción de desagüe de fondo en el interior de la

balsa.

Figura 12. Imagen de rejilla de protección para toma o desagüe de fondo. Fuente: Consideraciones generales aplicables a laconstrucción de balsas.

El cálculo hidráulico se lleva a cabo aplicando Bernouilli entre un punto situado en la

superficie de la balsa en la vertical de la entrada a la tubería y el punto de salida, a los

que se denomina A y B respectivamente, se tiene:



101

Se supone vA y pA nulas por ser un punto en la superficie de la balsa y sin velocidad,

y pB = 0 por desaguar a la atmósfera. Así, la ecuación de Bernoulli queda de la forma:

Las pérdidas de energía serán la suma de las pérdidas localizadas más las distribui-

das.

y fijando las pérdidas localizadas en un 10% de las pérdidas distribuidas.

Las pérdidas distribuidas se obtienen mediante la expresión de Manning:

siendo:

RH = D/4 para tubería circular

n = 0,01 , por ejemplo, para tubería de acero



102

Así, si por ejemplo se dispone de una conducción para desagüe de fondo formada

por una tubería 600 mm de fundición (n=0,010) y longitud aproximada de 230,00 m

con cota de entrada a la 818,05 y la de salida en el cauce a la 817,50 y siendo la cota

máxima de nivel de agua hA que se ha tomado, en la coronación de la balsa, 822,50 m

se puede plantear una tabla correspondiente a la aplicación de la expresión anterior a

toda la carrera de la balsa.

La tabla de cálculo, según las características enunciadas sería:



103

El tiempo de vaciado de la balsa completo, obtenido como suma de los tiempos par-

ciales, desde el nivel de coronación es de 2,05 días utilizando la tubería de desagüe de

fondo. Si la cota de agua en la balsa es el N.M.N. este tiempo se reduciría a 40,43 horas.

Si además, se usara excepcionalmente la toma de riego como desagüe de fondo, el

tiempo de vaciado de la balsa se reduciría sensiblemente.

Además de determinar el tiempo de vaciado de la balsa partiendo de la cota de co-

ronación, o de N.M.N., puede determinarse la capacidad de los desagües de fondo en

función de su apertura.

Conocido el grado de apertura se va a realizar una estimación del caudal desaguado

por la válvula. Para ello se ha realizado un cálculo que tiene en cuenta las pérdidas de

carga existentes a lo largo de la conducción. La pérdida de carga localizada en la com-

puerta se ha valorado según el ábaco siguiente (“Discharge characteristics”, D.S. Miller,

BHR Group Limited, Bedford, UK):

Figura 13. Grafico de pérdidas de carga del “Discharge characteristics”

De esta forma, la curva de capacidad del desagüe de operación queda definida por

la siguiente ecuación*:



104

siendo:

g: aceleración de la gravedad en m/s2

C: la cota del nivel en el embalse en m.s.n.m.

Kv: el coeficiente obtenido del ábaco en función del grado de apertura,

adimensional.

S: la sección del desagüe de fondo en m2

*5,13 es el coeficiente de pérdidas totales obtenido en el proyecto si se excluye

el de la compuerta de la válvula.

Aplicando dicha ecuación se obtiene la siguiente tabla de caudales de desagüe, pa-

ra el conducto de 600 mm de los que consta el desagüe, en (l/s):



105

16 TOMA DE AGUA PARA REGADÍO

Si la toma se realiza mediante una conducción aplicando conservación de la energía

entre un punto en la superficie del embalse en la vertical de la entrada a la tubería y el

punto de salida, a los que llamaremos A y B respectivamente, se tiene:

Si por ejemplo la cota de nivel de agua hA es 738’50 y la cota de salida aguas deba-

jo de la balsa hB es 727’50.

Supondremos vA y pA nulas por ser un punto en la superficie del embalse y sin ve-

locidad, y pB = 0 por desaguar a la atmósfera. Así, la ecuación de Bernoulli queda de la

forma:

Las pérdidas de energía serán la suma de pérdidas localizadas más distribuidas.



106

Siendo las pérdidas localizadas del orden de un 10% de las pérdidas distribuidas.

Las pérdidas distribuidas se obtienen mediante la expresión de Manning:

Siendo:

RH = D/4 para tubería circular

n = 0,009 para tubería de acero por ejemplo

Tanteando, por ejemplo, un diámetro de toma de 600 mm y sustituyendo en (1):

y a partir de la ecuación de continuidad se puede determinar hA o Q según la nece-

sidad.



107

17 AUSCULTACIÓN DE BALSAS

Aunque no es el objeto principal del curso si resulta importante que el alumno ad-

quiera unos conceptos básicos en este campo que puede ampliar con la documenta-

ción adicional que se suministra en el presente curso y con su propia curiosidad perso-

nal.

En palabras de D. José Luis Adalid se puede definir la auscultación como “la obser-

vación del comportamiento de las presas o balsas mediante nuestros sentidos tal como

los tenemos y potenciados por los aparatos y dispositivos pertinentes”

La auscultación se orienta a detectar las anomalías que puedan indicar algún defec-

to de construcción o algún deterioro con el paso del tiempo para llevar a cabo en su ca-

so las actuaciones pertinentes para su corrección.

En el caso de las balsas no es usual encontrar elementos o dispositivos dedicados a

esta función aunque pueden establecerse unos elementos básicos que deben ser con-

siderados como mínimos a cumplir debiendo ser tenidos en cuenta en todo proyecto y

obra de balsa para que, al menos, se pueda tener una mínima vigilancia de las mismas.

Así, resulta fundamental que en las balsas se controlen al menos:

- Filtraciones procedentes de la red de drenaje que debe estar sectorizada.

Aunque puede bastar con un control cualitativo lo ideal es que este sea tam-

bién cuantitativo controlando estas filtraciones mediante aforadores triangu-

lares tipo Thompson.

Es un defecto muy frecuente la unión en un único tubo de todos los con-

ductos correspondientes a cada uno de los sectores en que se ha dividido el

vaso, lo cual resta efectividad al proceso de control al impedir controlar ade-

cuadamente el comportamiento de la balsa.

- Filtraciones procedentes de los drenes del dique (chimenea o de pie), drenes

de envuelta, etc. De la misma forma que para los caudales procedentes de la

filtración de la red de drenaje lo ideal es que este control sea tanto cualitativo

como cuantitativo controlando estas filtraciones mediante la disposición de

arquetas con la instalación de aforadores triangulares tipo Thompson.



108

- Mediciones topográficas de nivelación y/o colimación procedentes de la dis-

posición de hitos topográficos en coronación de forma que se pueda seguir

la evolución de los asientos del terraplén.

- Nivel de embalse mediante la instalación de una escala de medición de nivel.

- Variables climatológicas mediante la disposición de una estación pluviográ-

fica en las instalaciones de la balsa.

La medición de las variables externas o causales, tales como la precipita-

ción, distribución de la misma, temperatura, viento, etc. puede resultar de in-

terés de cara a conocer el comportamiento de ciertas variables como, por

ejemplo, las filtraciones, que requieren del conocimiento del nivel de embalse

y temperatura para poder estudiar su evolución.

- Observación visual del talud de aguas abajo localizando posibles humeda-

des o zonas de crecimiento anómalo de la vegetación.

Una técnica poco empleada pero muy útil es realizar secuencias de foto-

grafías desde la misma posición en cada visita que se haga a la presa o balsa

de forma que puedan compararse las mismas para observar la evolución de

los elementos fotografiados a lo largo del tiempo.

- Observación visual de la galería de desagües de fondo y toma, controlando

las filtraciones que en la misma puedan aparecer.

En cualquier caso se adjuntan en recursos sendos documentos referen-

tes a auscultación y patologías en balsas que permitirán al alumno profundi-

zar más en este tema si es de su interés.



109

18 NORMATIVA APLICABLE A BALSAS. PROPUESTAS DE

CLASIFICACIÓN Y PLANES DE EMERGECIAEn el tema 1 ya se ha abarcado el aspecto referente a normativa de balsas aunque

en los dos párrafos siguientes se sintetiza el mismo para refrescar los conceptos.

Hasta la fecha, no ha existido en España una normativa específica para balsas.De

hecho, la normativa existente y empleada, en algunos casos, se refiere casi exclusiva-

mente a las presas.

A raíz del Real Decreto 9/2008 de 11 de enero, por el que se modifica el Reglamentodel Dominio Público Hidráulico donde, por primera vez se encuentra un concepto legal

de balsa se encuentran en desarrollo las nuevas Normas Técnicas de Seguridad, que

englobarán a las balsas y que una vez aprobadas, constituirán la única normativa legal

en materia de seguridad de presas y embalses, unificando la normativa actualmente vi-

gente, derogando la Instrucción para el Proyecto, Construcción y Explotación de Gran-

des Presas así como el Reglamento Técnico sobre Seguridad de Presas y Embalses.

Con la actual normativa en la mano será necesario “clasificar” todas aquellas balsascuya altura sea superior a 5 metros. Aunque no es objeto del presente curso, y dada la

extensión de los estudios a realizar cuya explicación podría abarcar fácilmente otro cur-

so independiente se referencian a continuación unos conceptos básicos que el alumno

debe conocer.

La clasificación de una presa o balsa es la asignación de una categoría en función

de los daños que pueda ocasionar la potencial rotura de dicha infraestructura. Así se

pueden establecer las siguientes categorías:

- Categoría A: presas cuya rotura o funcionamiento incorrecto puede afectar

gravemente a núcleos urbanos o servicios esenciales, o producir daños ma-

teriales o medioambientales muy importantes

- Categoría B : presas cuya rotura o funcionamiento incorrecto puede ocasio-

nar daños materiales o medioambientales importantes o afectar a un número

reducido de viviendas.



110

- Categoría C : presas cuya rotura o funcionamiento incorrecto puede producir

daños materiales de moderada importancia y sólo incidentalmente pérdida

de vidas humanas. todas las no incluidas en la categoría A ó B.

Los aspectos a analizar son, por tanto:

- Riesgo potencial de vidas humanas.

- Afecciones a servicios esenciales

- Daños materiales

- Daños medioambientales

Se considerará exclusivamente el riesgo potencial de daño, no el daño esperado o

estimado.

Aquellas presas catalogadas como de categoría A o B precisarán de la redacción e

implantación de un Plan de Emergencia. Dicho PEP pretende establecer la organización

y planificación de los recursos humanos y materiales necesarios, en situaciones de

emergencia, para controlar los distintos factores de riesgo que puedan comprometer laseguridad de la presa o balsa, y con ello eliminar o reducir la probabilidad de rotura o

avería grave. Establece un sistema de información y comunicación con las autoridades

de Protección Civil competentes para activar un conjunto de actuaciones preventivas y

de aviso a la población para reducir o eliminar los daños potenciales en caso de rotura o

avería grave de la presa o balsa.

Así sus funciones básicas se resumen en:

- Determinar estrategias de intervención para el control de situaciones que

impliquen riesgo de rotura o avería grave.

- Determinar la zona inundable en caso de rotura, indicando tiempos de pro-

pagación de la onda, y efectuar el correspondiente análisis de riesgos.

- Disponer la organización y medios adecuados para la comunicación y puesta

en funcionamiento de sistemas de alarma.



111

19 BIBLIOGRAFÍA

Para la elaboración de este tema se han empleado los textos que se presentan

a continuación, además de la realización de consultas puntuales en numerosas

webs relacionadas con el mundo de las balsas. Las siguientes publicaciones se

consideran imprescindibles en cualquier biblioteca de balsas que se precie.

GUÍAS PARA EL PROYECTO, CONSTRUCCIÓN, EXPLOTACIÓN,

MANTENIMIENTO, VIGILANCIA Y PLANES DE EMERGENCIA DE LAS

BALSAS DE RIEGO CON VISTAS A LA SEGURIDAD. Conselleria de Medi

Ambient, Aigua, Urbanisme i Habitatge. Generalitat Valenciana. Zapata

Raboso, Francisco el al., 2009.

MANUAL PARA EL DISEÑO, CONSTRUCCIÓN Y EXPLOTACIÓN DE

EMBALSES IMPERMEABILIZADOS CON GEOMEMBRANAS. Aguiar,

Escolástico, Amigó, Enrique. Consejería de Agricultura y Alimentación.

Gobierno de Canarias, 1994.

MANUAL PARA EL DISEÑO, CONSTRUCCIÓN, EXPLOTACIÓN Y

MANTENIMIENTO DE BALSAS. Ministerio de Medio Ambiente y Medio Rural y

Marino-CEDEX-CNEGP, 2010.

CONSIDERACIONES GENERALES APLICABLES A LA CONSTRUCCIÓN DE

BALSAS. De los Santos Alfonso, Ramón. Ministerio de Agricultura, Pesca y

Alimentación. Abril 2004.

ACTAS DEL I SIMPOSIO NACIONAL SOBRE PROYECTO, CONSTRUCCIÓN



112

E IMPERMEABILIZACIÓN DE BALSAS. CEDEX. Sevilla, Noviembre 2005.

ACTAS DEL 2º CONGRESO INTERNACIONAL SOBRE PROYECTO,

CONSTRUCCIÓN E IMPERMEABILIZACIÓN DE BALSAS. Ponencia:

”Proyecto de balsas de almacenamiento y regulación”. Segura Graiño, Joaquín.

CEDEX-ANI. Palma de Mallorca, Abril 2008.

ACTAS DEL 3º CONGRESO INTERNACIONAL SOBRE PROYECTO,

CONSTRUCCIÓN E IMPERMEABILIZACIÓN DE BALSAS. Ponencia: ”Bloques

prefabricados en f orma de cuña. Una alternativa para aliviaderos en balsas”

Caballero Jiménez, Fco. Javier y Toledo Municio, M. Ángel. CEDEX-ANI.

Barcelona, Octubre 2010.

DOCUMENTACIÓN DEL XII MASTER INTERNACIONAL DE INGENIERÍA DE

RIEGO Y DRENAJE. Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentación, 2007.

GUÍA TÉCNICA DE SEGURIDAD DE PRESAS Nº5 “ALIVIADEROS Y

DESAGÜES”. Comité Nacional de Grandes Presas (Spancold), 2003.

Tema 2. Módulo III. Balsas de regadíos.pdf

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