Conferencia: “Objetivo de los Grandes Vertedores, Caracterizados por su Potencia”
En el marco del ciclo de Conferencias del Martes de la Academia de Ingeniería México, se presentó la ponencia “Objetivo de los Grandes Vertedores, Caracterizados por su Potencia”, una exposición técnica dedicada al análisis profundo de los vertedores de presas hidroeléctricas, su comportamiento, sus retos hidráulicos y estructurales, y los criterios que determinan su desempeño y seguridad. El contenido fue desarrollado por el Dr. Humberto Marengo Mogollón, Académico de Honor y especialista en ingeniería hidráulica.
Potencia, gasto y seguridad en los vertedores
El Dr. Marengo explicó que los vertedores son estructuras esenciales para la seguridad de las presas, aun cuando representan entre el 5% y el 20% del costo total de un proyecto hidroeléctrico. Su función es permitir la descarga controlada del agua durante eventos de crecida y evitar condiciones que comprometan la estabilidad de la obra.
A partir de la ecuación de potencia del agua en movimiento, se expuso una comparación entre los vertedores más relevantes del mundo. Destacan proyectos como Tres Gargantas, en China, con 22,400 MW instalados, y Itaipú, entre Brasil y Paraguay, cuyo vertedor alcanza gastos del orden de 62,000 m³/s. También se revisó la tendencia de crecimiento en megaproyectos, como los que actualmente se desarrollan en la cordillera del Tíbet.
Tipos de vertedores y fenómenos hidráulicos críticos
La exposición analizó diferentes tipos de vertedores —canales, túneles, vertedores de servicio y emergencia— y los fenómenos fundamentales que condicionan su operación:
-
Cavitación, ejemplificada con el caso de Infiernillo, donde velocidades de 50–55 m/s y caídas superiores a 140 m provocaron daños significativos.
-
Erosión y socavación, presentes en proyectos como Kariba o Yacyretá, donde la energía del flujo causó desprendimientos de losas.
-
Flujo asimétrico, identificado en Malpaso debido a una curvatura inadecuada que requirió correcciones posteriores.
Se enfatizó la importancia de herramientas como los aireadores para mitigar la cavitación, así como la necesidad de diseñar transiciones hidráulicas estables que eviten impactos destructivos.
Desafíos contemporáneos en el diseño y operación
La conferencia destacó que muchos proyectos fueron diseñados antes de considerar los efectos actuales del cambio climático, lo que ha llevado a subestimar gastos máximos y a dimensionar de forma insuficiente las estructuras hidráulicas. Esto incrementa los riesgos de erosión, socavación y fallas en túneles o canales.
Entre las recomendaciones técnicas que se presentaron destacan:
-
Limitar el gasto unitario en puntos críticos.
-
Evitar configuraciones que produzcan salto de chorro.
-
Utilizar contrapresas cuando las condiciones lo exijan.
-
Incorporar aireadores en túneles donde existe riesgo de cavitación.
-
Cuidar la calidad del concreto y acabados en zonas de alta energía.
Modelación, revisión y normatividad
El Dr. Marengo subrayó la importancia de combinar modelación matemática, modelación física y experiencia operativa para una gestión eficaz de los vertedores. Las revisiones previas a las temporadas de lluvias permiten identificar vulnerabilidades y orientar el mantenimiento preventivo.
En relación con la normatividad, se señaló la existencia de lineamientos aplicables, pero se enfatizó la necesidad de reinterpretarlos ante las nuevas incertidumbres hidrológicas. Se revisaron casos como la presa de Lituango en Colombia para ilustrar riesgos derivados de caudales subestimados.
Geología, drenaje y gestión del riesgo
La geología fue presentada como un elemento determinante en la selección de sitios, estabilidad estructural y comportamiento a largo plazo. También se revisaron mejoras en canales y estructuras de drenaje —incluyendo deflectores y ajustes geométricos— que han permitido optimizar el flujo y reducir riesgos de erosión.
Hidrología, inundaciones y operación informada
Se analizó el papel de la información hidrometeorológica para la toma de decisiones durante eventos extremos. Se mencionaron ejemplos de lluvias intensas en la Huasteca y la importancia de considerar la saturación del suelo y la capacidad de los cauces. Asimismo, se discutieron los impactos de las inundaciones en comunidades y la necesidad de coordinación entre ingeniería, autoridades y población.
Ve la conferencia completa haciendo clic en el siguiente enlace
