Dissertations / Theses on the topic 'Presas de relaves - Diseño y construcción'

Investiga el comportamiento de la resistencia cortante del relave grueso por causas meteorológicas y su influencia en la estabilidad de taludes de la Presa de Relaves N° 3 de Mahr Tunel, ubicada en el Perú. Para este propósito se realizó análisis de muestras inalteradas extraídas de diferentes zonas de la presa, para diferentes periodos de exposición a los agentes meteorológicos, se realizaron los ensayos triaxiales consolidado no drenado - CU. Conforme los resultados de las investigaciones geotécnicas ejecutados, en términos de esfuerzos totales y efectivos; el ángulo de fricción (φ), para el año “0” resultó 16.5º y 31.5º, para el año 3 resultó 26º y 41.4º, para el año 4 resultó 35º; para el año 6 resultó 52º y 51º, para el año 7 resultó 27º y 36.4º. La cohesión (c) del relave grueso, para el año “0” resultó 0 kPa y 3 kPa, para el año 3 resultó 230 kPa y 0 kPa, para el año 4 resultó 50 kPa y 78 kPa, para el año 6 resultó 90 kPa y 120 kPa, para el año 7 resultó 120 kPa y 29 kPa. A partir de estos resultados se concluye que, el ángulo de fricción y cohesión aumentaron, conforme aumentó el periodo de exposición. El incremento de la resistencia cortante del relave, conforme aumenta el periodo de exposición a los agentes meteorológicos, tiene influencia directa en el incremento de los valores de los factores de seguridad del análisis de estabilidad de la presa; en ese sentido, se puede mencionar que el incremento de la resistencia se manifiesta aun no existiendo presiones exteriores y debido al contenido mineralógico del relave el cual genera procesos físicos-químicos que han ocasionado presiones inter-granulares, estas presiones han generado fricción entre las partículas del relave, así como el incremento de la fricción por el efecto de consolidación secundaria.
Tesis

Ilustra el diseño de enrocados de protección en el talud de la Relavera “La Esperanza” que está ubicada en la margen derecha de un tramo del río Tulumayo. Detalla los criterios de diseño y procedimiento a seguir para determinar el dimensionamiento de enrocados de protección en taludes pertenecientes a cauces naturales o artificiales.
Trabajo de suficiencia profesional

Ingeniero Civil
Los tranques de relaves son una de las formas más utilizadas para el almacenamiento de los residuos provenientes de las faenas mineras, existiendo tres métodos de construcción del muro perimetral denominados: aguas arriba, aguas abajo y eje central. El método usualmente utilizado, y que ha entregado mejores resultados en términos de estabilidad es el de aguas abajo, sin embargo, el volumen de arenas es mayor en comparación con el de eje central, además si las coordenadas del pie del muro están fijas, se obtiene mayor altura de muro con crecimiento de eje central, lo cual implica mayor capacidad de embalse. Teniendo el método de eje central ventajas de almacenamiento, su utilización requiere evaluar la estabilidad sísmica y de esta manera ver la factibilidad del desarrollo de dicho proceso constructivo. En este estudio, el relave utilizado corresponde a relave integral del Tranque Ovejería, sobre el cual se realizaron ensayos Próctor Estándar y triaxiales CIU, a diferentes densidades para un confinamiento de 5 kg/cm2. Se consideraron tres formas de preparación de probetas: apisonamiento húmedo, depositación en seco y slurry . Finalmente el programa de ensayos permitió obtener la resistencia no drenada normalizada (Su/σv ) en función del grado de compactación. Los análisis pseudo-estáticos desarrollados consideran un coeficiente sísmico horizontal de 0,2 y un coeficiente sísmico vertical de 0,1; de tal manera de obtener un factor de seguridad mayor o igual a 1,2. Basado en los parámetros geotécnicos obtenidos, los resultados de los análisis pseudo-estáticos indican que es factible el desarrollo de la construcción del tranque de relaves con el método de peralte de eje central, siempre que se compacte la cubeta de depositación a un 95 % del Próctor Estándar, por una extensión mínima de 23 m. Para esto, se requiere controlar la laguna de aguas clara, evitando que el material cercano al muro se sature.

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Muestra los estudios geológico geotécnicos básicos necesarios para efectivar el recrecimiento de una presa de relaves, considerando que a través del recrecimiento uno puede alargar la vida de un presa de relaves, optimizando el espacio, se entiende que una presa por recrecer ya ha sido ubicada en un lugar optimo y cercano a la planta concentradora de esta manera recrecer una presa, ahorra el problema de la ubicación, además de aprovechar la cercanía de esta con otras estructuras, asi tendremos una mejor y mayor eficiencia. Como base del diseño y base del recrecimiento, se tomara el dique de arranque, el cual soportara las subsecuentes etapas de crecimiento. Esta tesis toma como ejemplo el proyecto de recrecimiento de la relavera Rumichaca de la compañía minera Volcan, la cual almacena una producción promedio de relaves de 4,000 toneladas métricas secas diarias (TMSD), provenientes de su planta concentradora. La cota de corona de la presa del depósito de relaves se encuentra a 4213 msnm. Para esta cota y para la producción de relaves, la capacidad máxima de deposición se debió alcanzar en Diciembre del año 2012, Por esta razón la compañía minera dispuso el recrecimiento de la relavera RUMICHACA hasta la cota 4218 msnm, la forma elegida para el recrecimiento fue a través del método de construcción hacia aguas abajo, el cual consiste en la elevación de la presa mediante la depositación de materiales aguas abajo, se ha previsto que el recrecimiento se dará en dos (2) etapas, denominadas Etapa IA y Etapa IB respectivamente. La etapa IA de crecimiento alcanzará la cota de 4215 msnm y la etapa IB alcanzará la cota 4218msnm, en la etapa IA, se ha estimado 0.99 millones de metros cúbicos de relave, para la etapa IB, se espera un volumen estimado de 1.53 millones de metros cúbicos. El volumen total de deposición de relaves fue de 2.52 millones de metros cúbicos en un tiempo estimado de 43 meses. Los estudios geologicos - geotécnicos que se presentan en esta tesis forman parte de los estudios básicos para el desarrollo de la Ingeniería de Detalle del Recrecimiento del Depósito de Relaves Rumichaca, estos corresponden tanto a trabajos de investigación de campo como de laboratorio, así como su procesamiento en gabinete. En los trabajos de campo se realizaron inicialmente diez (10) sondajes de perforación diamantina y tres (3) sondajes de perforación adicionales, de solo 15 m de profundidad cada uno, totalizando los sondajes 636.7 metros lineales de perforación. Se efectuaron ensayos de penetración estándar (SPT) o cono Peck (CPT), también se efectuaron diecinueve (19) calicatas repartidas alrededor de la presa de relaves, y catorce (14) líneas de refracción sísmica, de los cuales, ocho (8) alineamientos, se usaron para determinar la velocidad de las ondas Vp totalizando 1860 m. y seis (6) para determinar la velocidad de las ondas (Vs) totalizando 680 m.
Tesis

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Realiza los cálculos hidráulicos para la selección y el dimensionamiento del sistema de rebombeo de agua recuperada para la Compañía Minera Antamina S.A., esta se inicia en la presa de Relaves ubicada en la cota 4,127.3 msnm hasta el tanque de almacenamiento 720-TKF-005 ubicada en la cota 4266 msnm. Este sistema consta de 04 barcazas compuestas cada una por 04 bombas sumergibles multietapas de turbina vertical de 1020 m3/h, de las 16 bombas instaladas en total solo trabajan 15 bombas quedando una de ellas en stand-By, con esto se alcanza un caudal total de 15,300 m3/h. Por medio de cálculos hidráulicos y levantamiento de información, se determina la altura dinámica total usando el criterio de bombas en paralelo, además se realiza la selección de los equipos de bombeo que cumplan las condiciones de operación solicitado tomando en consideración parámetros como: punto de operación más cercano el punto de máxima eficiencia (BEP), menor consumo de energía, menor NPSH requerido, menor número de etapas para las bombas de turbina, etc. Para la selección de las bombas usa el programa de selección de bombas turbina vertical de Goulds y dimensiona la potencia de motor para que cubra todo el rango de operación de la bomba. Una vez realizada la selección de los equipos se dan las conclusiones y recomendaciones de los cálculos obtenidos y de los materiales y bombas recomendadas para el sistema.
Trabajo de suficiencia profesional

La operación actual de la mina consiste en recuperar relaves depositados, reprocesando los minerales contenidos en los relaves. Los nuevos relaves generados se depositan en otros sectores del mismo depósito de relaves. El objetivo principal del proyecto es diseñar un nuevo depósito de relaves para poder depositar los relaves reprocesados, maximizando la capacidad de depositación en el área del proyecto.

El departamento de Huancavelica dispone de gran inversión en el sector minero, en el distrito de Córdova (provincia de Huaytará) se ubica la mina Pumacahua cuyo mineral principal es el oro, concretamente en la Quebrada de Huinchulla en la cabecera del Río Grande. La minera COSTEÑA S:A. planea extraer dicho mineral, produciendo durante 10 años de vida útil 945 toneladas de relaves al día. La técnica que se va a emplear de extracción emplea cianuro, un componente altamente contaminante que va a estar mezclado con el relave obligando a tener un especial cuidado con estos residuos. El relave podría contaminar el subsuelo, el aire, la vegetación, la fauna y el agua. Para ayudar al almacenamiento de los deshechos mineros, se va a diseñar una presa de material de préstamo en dos fases con la metodología hacia aguas abajo. La presa de relaves es la alternativa óptima económica y técnicamente y con menos impacto en el entorno. Las actividades mineras suelen llevarse a cabo en el curso alto de los ríos, igual que ocurre en este caso, el agua provoca numerosos impactos en el ecosistema desde el nacimiento de los cursos hídricos y durante todo su cauce hasta la desembocadura en el mar, y esta mina no es la excepción. Para minimizar los daños al entorno se diseña una derivación del cauce del río hasta aguas abajo de la presa, y además, debido al contenido de cianuro hay obligación de implantar una membrana impermeable en la presa y en el terreno. En caso de no disponer de un emplazamiento controlado de almacén, se provocaría un impacto contaminante en el entorno y más este relave con cianuro (Argota et al., 2015). Impactos contaminantes altos suponen que el Estado sancionaría a la empresa minera con multas e incluso con clausurar la planta. Para evitar esta situación, este proyecto se diseñó una presa con un cálculo hidráulico y de estabilidad estática, puesto que la principal causa de colapso de estas obras es el deslizamiento de sus taludes (Oldecop y Rodríguez, 2007).
Tesis

Este trabajo puede servir como una ayuda o idea de los procesos para la construcción de una presa de materiales sueltos, realizado en base al marco de la región de Arequipa. Este documento está dividido en cinco capítulos los cuales son: I. En esta parte hare una introducción y mostrare las características generales de la presa II. Organización de obra, los accesos, las instalaciones, obras provisionales, mano de obra de la zona, fuentes de abastecimiento para la construcción de la presa. Indicare las operaciones de las realizadas en las canteras y el equipo necesario para la explotación de las canteras. III. Construcción de la presa indicando sus procesos y etapas. IV. Para el planeamiento de obra indicaremos el marco teórico y todas las herramientas nuevas que se pueden aplicar. V. Estudio de programación de la obra, las variantes, el análisis económico de la programación de la obra y la aplicación de las herramientas nuevas. Por ultimo daré mis recomendaciones y conclusiones.
Tesis

La incertidumbre es inherente a los trabajos de construcción. Durante años, la industria de la construcción ha tenido una muy mala reputación para hacer frente a los efectos adversos de la incertidumbre, dado que muchos proyectos no han cumplido con los objetivos de plazo, de costo y de calidad. La incertidumbre no se puede eliminar, pero mediante la aplicación de los principios de gestión de riesgos, los gerentes de proyecto serán capaces de mejorar la gestión eficaz de esta incertidumbre. Ante esta carencia de logro de los objetivos de los proyectos y su pobre desempeño, la presente tesis resalta y plantea la necesidad de que un enfoque sistémico de gestión de riesgos sea seguido para facilitar un proceso ordenado, que complemente a una adecuada gestión de proyectos, con el objetivo final de asegurar que los objetivos y metas tanto del cliente como de la misma organización sean alcanzados. Esto nos lleva a desarrollar un proceso formal de gestión de riesgos para proyectos de construcción, a través de un caso de estudio, el cual brinde los lineamientos necesarios para identificar las fuentes de riesgo, cuantificar sus efectos (evaluación y análisis), desarrollar respuestas positivas a los principales riesgos y, finalmente, prever para los riesgos residuales una reserva de contingencia en las estimaciones del proyecto. Para esto se estudiará las metodologías de gestión de riesgos, así como, sus principales técnicas y herramientas, las características de los proyectos de construcción, el estado actual de la gestión de proyectos y la gestión de riesgos para proyectos de construcción, que finalmente nos permita generar un plan de gestión de riesgos para la construcción de una presa de relaves, y que sirva de referencia para su implementación en proyectos de construcción.
Uncertainty is inherent in construction work. For years, the construction industry has had a very bad reputation for dealing with the adverse effects of uncertainty, since many projects have not met the time, cost and quality objectives. Uncertainty can not be eliminated, but through the application of risk management principles, project managers will be able to improve the effective management of this uncertainty. In front of this lack of achievement of the objectives of the projects and their poor performance, this thesis highlights and raises the need for a systemic approach to risk management to be followed to facilitate an orderly process, which complements proper project management, with the main goal of ensuring that the objectives and goals of both the client and the organization are achieved. This leads us to develop a formal process of risk management for construction projects, through a case study, which provides the necessary guidelines to identify sources of risk, quantify their effects (evaluation and analysis), develop positive responses to the main risks and, finally, provide for residual risks a contingency reserve in the project estimates. For this, the risk management methodologies will be studied, as well as their main techniques and tools, the characteristics of construction projects, the current status of project management and risk management for construction projects, which will finally allow us to generate a risk management plan for the construction of a tailings dam, and which serves as a reference for its implementation in construction projects.
Trabajo de investigación

El Proyecto Hidroeléctrico Chaglla se encuentra en el valle del río Huallaga, a 40km de la ciudad de Tingo María, dentro del departamento de Huánuco. El presente estudio se centra en la base del plinto de la presa de enrocado con pantalla de concreto del proyecto. Durante la ejecución del Plinto, se desarrolló un diseño inicial en base a los estudios preliminares realizados en el área de influencia de la estructura. Sin embargo, al empezar los trabajos de ejecución de la presa, se observó y determinó que las características del área eran diferentes a los resultados de los estudios antes realizados. La nueva información obtenida provocó la modificación del diseño inicial por una solución de ingeniería completamente diferente. Por otro lado, las condiciones y realidad de la obra, así como las características de la zona, nos llevó a optar por una nueva alternativa de construcción, alterando nuevamente el proyecto. El objetivo principal es describir y reportar, en base al análisis y estudio, las diferentes soluciones de ingeniería y metodologías constructivas a aplicar en la base del plinto como producto de las diferentes modificaciones ingenieriles que se hicieron en esta estructura.
Tesis

Ciclo Conferencias Internacionales 2020-02 de la Carrera de Ingeniería Civil
Ponentes: Dr. Ulises Bobadilla y Dr. Julio Bizarreta. La conferencia abarca temas de diseño de Presas, caso Presa ITAIPU, resaltando los aspectos geotécnicos y sísmicos.

Elabora el diseño del sistema de recirculación y actualización del depósito de relaves Nieve ucro II, en el marco del proyecto de mejoramiento de los procesos mineros de la Compañía Minera Raura. La Compañía Minera Raura es una empresa minera privada que se dedica a la explotación y procesamiento de minerales polimetálicos, para tal fin actualmente tiene instalada una planta de procesamiento de minerales con una capacidad de 2000 TM/día, la cual vierte sus residuos sólidos a la laguna Caballococha mediante un sistema de disposición subacuática. Pero debido a que la capacidad de deposición mediante este sistema está llegando a su capacidad estimada, Minera Raura ha decidido ampliar la capacidad de almacenamiento del depósito de relaves Nieve Ucro II, mediante la sobreelevación de la presa existente. Para esto se tiene el presente trabajo monográfico que consiste en el estudio del Sistema de Transporte de Relaves y sistema de recirculación de aguas de decantación del depósito Nieve Ucro II”, por medio de un sistema de Bombeo.
Trabajo de suficiencia profesional

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Investiga y compila los conocimientos necesarios, que permitan comprender el comportamiento de las pulpas en tuberías de impulsión, con la finalidad de poder diseñar sistemas de transporte de agua con contenidos altos de sólidos finos suspendidos que tengan una adecuada confiabilidad reduciendo la probabilidad de un posible impacto ambiental.
Trabajo de suficiencia profesional

La presente Tesis tiene como fundamentos la experiencia obtenida en el campo, el análisis y planeamiento de procesos constructivos en el relleno de la presa de enrocado de la Central Hidroeléctrica de Chaglla, identificando los principales problemas que surgieron frente al planeamiento inicial, como modificaciones en el proceso constructivo e interferencias que se presentaron a lo largo de la ejecución, se hace énfasis en las soluciones y medidas correctivas que se tomaron para cumplir con los plazos fijados por planeamiento. Los análisis de los rendimientos se tomaran desde el inicio del relleno de presa, en setiembre del 2012, hasta octubre del 2013, aproximadamente la mitad del relleno de la presa. Se partirá de la necesidad de la elaboración y de la ejecución del emprendimiento de la Central Hidroeléctrica de Chaglla, mencionando el contexto social y económico del área de influencia del proyecto, para luego continuar con la ingeniería básica de la estructura de embalsamiento. Para el desarrollo del proceso constructivo, se tendrán en cuenta las condiciones particulares de la obra según la dificultad de la ejecución en función de las interferencias presentadas, en particular por la disposición de materiales, creación de accesos y servicios que restringen el avance continuo del relleno. Se presentarán las consideraciones de calidad para los materiales a utilizarse en el relleno, así como también los ensayos requeridos durante la ejecución para la supervisión del proceso constructivo, garantizando un trabajo en óptimas condiciones de calidad. Además, se realizará un seguimiento de los rendimientos reales de los equipos a disposición del frente de trabajo, analizando las tendencias para tomar las correcciones y medidas necesarias, si son requeridas, para cumplir metas establecidas. Finalmente, se presentará un balance de materiales proyectado desde el mes de noviembre del 2013 hasta el final del relleno en febrero del 2015, mencionando los rendimientos necesarios para llegar a cumplir la meta propuesta.
Tesis

La Tesis tiene como objetivo determinar el tipo de presa más adecuado para la Quebrada Palo Redondo, entre las alternativas de Tierra con Núcleo de Arcilla, Enrocado con Cara de Concreto y Concreto Compactado con Rodillo evaluando criterios Técnicos, Económicos y Socio-Ambientales. Primero se presenta una clasificación de los tipos de presa y criterios generales de diseño haciendo énfasis en los tres tipos de presa a evaluar. Luego se calcularon los parámetros hidrológicos de diseño como, volúmenes del reservorio y niveles de operación. Se elaboraron diseños a nivel de anteproyecto realizando primero un pre dimensionamiento y luego un análisis de estabilidad considerando las posibles filtraciones para determinar factores de seguridad al Volteo, Deslizamiento y Estabilidad Interna de los taludes. Se analizó el proceso constructivo; aspectos como la disponibilidad de materiales, mano de obra calificada y maquinaria necesaria fueron considerados. Se calcularon costos de cada alternativa considerando partidas de excavación, relleno, inyecciones de impermeabilización/consolidación y costos aproximado de las obras conexas. Se analiza el impacto socio-ambiental que genera cada alternativa. Finalmente, se presenta una matriz de comparación, se asignó pesos a cada aspecto analizado para obtener un resultado numérico que respalde la alternativa de presa más conveniente, de manera que la elección no esté sujeta a una decisión subjetiva.
The thesis aims to determine the most suitable type of dam for the Palo Redondo gully, among the alternatives Earth with Clay Core, Concrete Face Rrockfill and Roller Compacted Concrete evaluating Technical, Economical and Socio-Environmental criteria. First, a classification of the types of dam and general design criteria are presented, emphasizing the three types of dam to be evaluated. Hydrological design parameters as reservoir volumes and operating levels are then calculated. Baseline level designs were developed, by first a predimensioning was worked up, then a stability analysis, considering possible leaks to determine safety factors to Flip, Slide and Internal Stability of slopes, were developed. The construction process is then analyzed; aspects such as the material availability, skilled manpower aviability and machinery aviability were considered. The costs of each alternative, taking into acount excavations, fillings, waterproofing/consolidation injections and the approximately cost of the related works, were calculated. The socio-environmental impact generated by each alternative is also analyzed. Finally, a comparison matrix is presented, weights were assigned to each analyzed aspect following recommendations of experts to obtain a numerical result that supports the most convenient alternative, so that the choice is not subject to a subjective decision.

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Elabora una propuesta técnica para el análisis y diseño de presas de gravedad pequeñas mediante el criterio técnico P.E.T (Presa Elemental Triangular), esta metodología es empleada generalmente en países desarrollados, en el diseño de presas de gravedad de gran envergadura (mayores a 15m de altura), sin embargo el presente trabajo de investigación propone una metodología que permite aplicar esta técnica en el diseño de presas pequeñas, considerándose pequeñas a aquellas presas con alturas menores a 15m, y que son las que con mayor frecuencia se requieren en el país.
Tesis

En el presente trabajo se ha realizado el diseño hidráulico de un sistema gravimétrico para transportar 202 m3/h de relave minero desde la planta procesadora de minerales hasta la presa de relaves, aprovechando un desnivel de 226 m. El diseño hidráulico ha sido conceptualizado como recepción, acondicionamiento, transporte y evacuación. La recepción y acondicionamiento del relave se logra con el sistema de recepción, el transporte se realiza a tubería llena presurizada y finalmente se evacúa el relave hacia el sistema de descarga a la presa de relaves con una presión requerida. El relave se ha caracterizado como una pulpa homogénea de 1.5 de densidad específica, 52.5% de concentración en peso y 29% de concentración en volumen, cuyo comportamiento viscoso es de tipo Bingham. Esta pulpa tiene partículas en suspensión de 27 μm en promedio, cuya densidad específica de sólido seco es de 2.7. Respecto al transporte, la línea se ha dividido en dos tramos de tubería con diferente diámetro. El primero comprende los primeros 190 m, con un diámetro nominal de 8 in y 1.9 m/s de velocidad media, mientras que el segundo, va hasta 970 m, con 6 in de diámetro nominal y 3.5 m/s de velocidad media. Al tratarse de un fluido con partículas suspendidas, es importante analizar la velocidad crítica de deposición, es decir, la velocidad a la cual las partículas empiezan a depositarse. Esta ha sido determinada mediante el modelo de Turian y Oroskar, dando como resultado 1.14 m/s y 0.95 m/s en el primer y segundo tramo respectivamente. Con respecto a la caída de presión, se ha usado el modelo de Darby para fluidos Bingham, dando como resultado 976.6 kPa (66.3 m.c.p.), lo cual equivale a 29% del desnivel disponible (226 m.c.p.). Como parte del diseño, se ha considerado la presencia de una estación de choque, la cual disipa la presión cerca del final de la línea y permite que se entre el relave al sistema de descarga a 55 PSIg.
Tesis

El presente trabajo de tesis tiene como objeto el diseño de la presa Sión I, ubicada en la localidad de Sión, provincia de Mariscal Cáceres, departamento de San Martín, Perú. El “Consorcio Energético El Tucán S.A.” es el responsable de un proyecto generación hidroeléctrica en la localidad de Sión, el cual consta de un parque industrial con tres presas, las cuales utilizarán la energía de altura de agua, con la que contasen sus respectivos embalses, para generar energía eléctrica de potencia instalada de 3.4 Megawatts cada una, mediante el movimiento de turbinas. La primera de estas tres presas, Sión I, ubicada más aguas arriba de todas, es sobre la que versa este trabajo de tesis y respecto a la cual se va a desarrollar su diseño. Es necesario acotar que el alcance del presente trabajo es únicamente sobre el cuerpo de presa, incluyendo sus estructuras hidráulicas, mas no otros elementos útiles; como, por ejemplo, tuberías forzadas, turbinas, chimenea de equilibrio o casa de máquinas. Además, por temas contractuales entre el “Consorcio Energético Tucán S.A.” y su cliente, el Estado Peruano, se define que el material a utilizarse para la construcción de la presa es de concreto y que la tipología de esta sea de gravedad. Para el diseño del proyecto, se utiliza la norma peruana y otras extranjeras, principalmente la española, ello debido a la formación académica del autor. Cabe resaltar que la normativa local no es totalmente aplicable a todos los aspectos de diseño y que la normativa foránea mencionada cumple con los requisitos básicos para el dimensionamiento; además de ser fiable para su uso en estructuras hidráulicas en el Perú. Mucha información no es posible de obtenerse, sea por su costo económico o por la dificultad para hacer las diferentes pruebas y ensayos de campo; sin embargo, el “Consorcio EnergéticoTucán S.A.” proporciona muchos estudios básicos que se verán plasmados en el siguiente trabajo. Estos estudios son los siguientes: geotécnico, geológico, topográfico, medio ambiental y de calidad de agua. Otros se han conseguido a través de informes o datos históricos de instituciones gubernamentales peruanas. El resultado del trabajo de tesis es el de una presa de gravedad de concreto vibrado, de talud vertical en su paramento aguas arriba y de talud 0.8H:1V en su paramento aguas abajo, con cota de NMN (Nivel Máximo Normal) de 525 msnm, cota de NAP (Nivel de Avenida del Proyecto) de 526.78 msnm, cota de NAE (Nivel de Avenida Extrema) de 527.70 msnm, cota de coronación igual a 529.30 msnm, cota del lecho del río (zona crítica) de 498 msnm, el contacto presa-cimiento tiene una pendiente horizontal y está a la cota de 494 msnm y la galería perimetral en la cota de 500 msnm. La altura de presa desde la cimentación hasta el labio del aliviadero es de 31.00 metros y tiene un volumen de embalse de 3.21 hectómetros cúbicos; la altura desde la cimentación hasta la coronación es de 33.70 metros y la base de la presa tiene una longitud de 27.14 metros. El volumen total de la presa es de 12,411.56 metros cúbicos de concreto. Las estructuras hidráulicas con los que cuenta son los siguientes: i) aliviadero de descarga, ubicada en la zona central de la presa con toma de flujo central, de perfil tipo Creager, que coincide la cota de su labio con el NMN. Su embocadura se encuentra en el paramento aguas arriba; el canal de descarga, en el paramento aguas abajo, con igual talud que dicho paramento y finaliza su estructura en un lecho amortiguador tipo II de cota 495.80 msnm que restituye el flujo de agua a su cauce natural (cota 498 msnm); ii) desagües de fondo, cuya cota de embocadura es 503 msnm; cota de desembocadura, a 501 msnm, con 2 tuberías de 800 milímetros de diámetro, longitud de 21 metros y dos válvulas tipo Bureau; iii) la toma de agua de 44 metros (al tratarse de una conducción de kilómetros, solo se toma esta dimensión para el cuerpo de presa), 2.00 metros de diámetro, cota de embocadura a 518 metros y cota de desembocadura a 500 metros en la casa de máquinas; iv) ataguía para desvío del río, la cual es constituida de materiales sueltos (arcillas, limos y margas), tiene una altura de 10 metros, cota de coronación de 522 msnm, talud aguas arriba 2H:1V, talud aguas abajo 1.5H:1V, ubicado aproximadamente 200 metros aguas arriba de la presa Sión I, con una tubería de 1,800 milímetros de diámetro cuya embocadura a cota 521 msnm y desembocadura a cota 495 msnm y, finalmente, v) bypass en cada desagüe de fondo para el caudal ecológico de 190 mm de diámetro. La funcionalidad del diseño de la presa responde, principalmente, a estudios hidráulicos, apoyado de tensionales y estructurales; estos últimos de gran relevancia porque el Perú es un país con frecuente actividad sísmica, por lo que la estructura debe someterse a diferentes situaciones producto de combinaciones de solicitaciones (acción que afecta a la presa estabilizándola o desestabilizándola); y, así mismo, satisfacer ciertos coeficientes de seguridad, que aseguren no haya deslizamiento ni vuelco. El diseño de la presa Sión I es entonces el inicio de un proyecto para la electrificación de una zona rural en el departamento de San Martín. Una infraestructura de esta relevancia muestra cómo la región se muestra como un polo de desarrollo social y económico, por su diseño y lo que significa su funcionalidad en una zona rural de la zona geográfica de la Selva en el Perú, en otros momentos relegada, sea por problemas civiles internos de pasadas décadas o su lejanía a ciudades con mayor desarrollo, por lo que la ingeniería tomaría un rol importante para la mejoraría de los servicios que se presten, directamente relacionado a la mejoría de la calidad de vida.
The current thesis has got the scope of discuss about the design of the dam Sión I, located in Sión town, Mariscal Cáceres province, San Martín state, Perú. “Consorcio Energético El Tucán S.A.” is the responsible of a hydroelectric generation project in Sión town, which is about an industrial park with three dams. They use the head water of their reservoirs to become it into electrical energy of installed power of 3.4 Megawatts each one through the turbines movement. The first of the three dams, Sión I, which is the most upstream of them, is the theme of this thesis work and the one which is going to developed its design. It is necessary to limit the scope of the current document, that it is actually only the body dam, including its hydraulic organisms and not others elements, that could be useful in hydroelectric generations, like pressured pipe, turbines or machines house. In addition, because of the contract between “Consorcio Energético Tucán S.A” and its customer, the Peruvian Government, the design of the dam is a concrete gravity dam. For the design of this project, it is going to be use peruvian regulations in addition to foreign regulations, principally spanish ones because of the academic formation of the author. Furthermore, local regulations are not totally applied in all design phases and the foreign one mentioned satisfies basic requisites and is reliable for its use in hydraulic structures in Peru. Not enough data is possibly to obtain, because of economy cost or difficulty to get field tests and trials; however, “Consorcio Energético El Tucán S.A.” provides basic studies. Those ones are the followings: geotechnical, geologist, topographical, environmental and of water quality. Other studies were got by reports and historical data of peruvian governmental institutions. The result of this thesis is a concrete gravity dam, with vertical slope in the upstream parament and 0.8H:1V slope in downstream parament, which Maximum Normal Level is at 525 masl (meters above sea level), Project Avenue Level is at 526.78 masl, Extreme Avenue Level is at 527.70 masl, structural coronation is at 529.30 masl, altitude of river bed is at 498 masl (critical zone), contact dam-foundation has a horizontal slope and it is at 494 masl and perimeter gallery is at 500 masl. The altitude of the dam from foundation to the spillway lip is 31 meters and the reservoir volume is 3.21 cubic hectometers; the altitude from foundation to coronation structure is 33.70 meters and the dam base has a length of 27.14 meters. The total volume of the dam is 12,411.56 cubic meters of concrete. The hydraulic organisms are the followings: i) discharge spillway, a central one with central flow outlet, Creager profile ,whose spillway lip matches altitude with the Maximum Normal Level, inlet is in upstream parament, discharge channel in downstream parament, equal slope that in downstream parament and ending its structure it has an energy dissipater element which is at 496 masl and has the assignment of return the flow of water to the natural channel (river, 498 masl); ii) bottom drain, whose inlet is at 503 masl and outlet is at 501 masl, with two 800 millimeters diameter pipes, length of 21 meters and two Bureau valves (per each pipe); iii) water intake has got a length of 44 meters (actually its length is some kilometers, but it is taken this dimension because is only in the dam), 2 meters diameter, inlet is at 518 masl, outlet is at 500 masl; iv) cofferdam for the deviation of the river is an earthfil dam (made of clays, silts and marls), it is got an altitude of 10 meters, coronation is at 522 masl, upstream slope is 2H:1V, downstream slope is 1.5H:1V, approximately located 200 meters upstream of the dam, 800 mm diameter pipe which inlet is at 521 masl and outlet at 495 masl and, finally v) a bypass pipe in each bottom drain pipe for the ecological flow with a 190 millimeters diameter. The functionality of the design responds principally to hydraulic studios supported by stresses and structural studies. The last ones have a great relevance because Perú is a country with frequent seismic activity, so it is necessary to subject the infrastructure to several situations, which are combinations of solicitations (action that affect the dam stabilizing or destabilizing) and satisfy some security coefficients, that ensure it is not going to slide or overturn. The design of the dam Sión I is the beginning of a project to electrification of a rural zone in San Martín state. An infrastructure such as important as dam Sión I shows the region like a social and economic development pole, because of its design and the meaning of its functionality in a rural geographical zone of peruvian forest, in other times relegated, actually because of civil internal problems of past decades or its so far location to more developed cities, so the engineers works take an important role in the improvement of basic provided services, which are directly linked to a improve the people quality life.
Tesis

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Determina los valores de la permeabilidad mediante ensayos hidráulicos in situ tipo Lugeon y Lefranc en el eje de las presas y el portal de entrada al túnel de derivación y el eje del conducto forzado de las centrales hidroeléctricas Limacpunco, Ttio y Capiri del Complejo Hidroeléctrico Araza ubicado en la cuenca del Río Araza. Realiza la interpretación de los gráficos de Presión Efectiva (PEF) vs Q (l/min/m), para determinar los valores de permeabilidad en el portal de entrada del túnel derivación de las tres centrales hidroeléctricas.
Tesis

El uso de herramientas computacionales como softwares numéricos tienen un gran impacto en el sector de la construcción, debido a que mediante su correcto uso es posible predecir y analizar fenómenos físicos que pueden ocasionar daños estructurales, eliminando o limitando su repercusión en una obra. En este trabajo se ha desarrollado un caso particular de un fenómeno físico que se presenta en la construcción por capas o bloques de concreto en presas de centrales hidroeléctricas, fenómenos como las altas temperaturas producidas por la hidratación del concreto a tempranas edades, que pueden ocasionar fisuras. Todos los trabajos desarrollados hasta el momento, por diferentes autores, en la simulación térmica de presas de concreto, han utilizado softwares o creados algoritmos basados en el método de elementos finitos (como se detalla en la sección 2.2). Por otro lado, el método de volúmenes finitos es una opción que se puede emplear debido a su fácil implementación y rápido calculo. Además, también existen una gran diversidad de softwares en el mercado basados con este método (softwares de dinámica de fluidos computacional). Debido a la falta de información e investigación en el desarrollo de algoritmos usando el método de volúmenes finitos aplicados en la construcción de presas de concreto y la dificultad de hacer simulaciones son softwares comerciales, se optó por desarrollar en este trabajo un modelo numérico que permita obtener resultados fiables en la simulación de una presa en 2D. El modelo numérico implementado será capaz reducir los tiempos de pre-proceso en comparación con los softwares comerciales. Mientras que en los softwares comerciales se necesitan modificar, por ejemplo, la fuente de calor o las temperaturas iniciales en cada bloque, en el código se cambia solo una variable para todos los bloques a la vez. La intención de este trabajo es ser un punto de partida para futuras investigaciones que atañen en la construcción y operación de presas. El objetivo de este trabajo es construir un modelo numérico que permita calcular y visualizar la distribución de temperaturas al interior de la presa a lo largo del tiempo usando el método de volúmenes finitos. Para lograr este objetivo se ha seguido la siguiente metodología; en la primera etapa se define el modelo físico de Jaafar et al. (2006) de una presa en 2D, luego se define el modelo matemático de la ecuación de calor y por último se define el modelo numérico discretizando el modelo matemático. En la segunda etapa se implementa el modelo numérico definido en la etapa anterior para un caso en 1D en régimen transitorio, con una fuente de calor constante; además se desarrolla una simulación mediante ANSYS CFX, con ambos softwares se verifica el algoritmo construido, del cual se obtuvieron resultados similares al experimento de Saab (2013). En la tercera etapa con el algoritmo implementado y verificado para el caso 1D, se procede a construir el modelo en 2D de la presa usando MATLAB y considerando una fuente de calor variable (generada por el calor de hidratación del concreto) y posteriormente simulando en ANSYS CFX, bajo las mismas condiciones, comparando los resultados obtenidos con los de Jaafar et al. (2006) y Croppi et al. (2014). En la cuarta etapa de hace una evaluación de fisuras en cada bloque de la presa, así mismo se analiza la distribución térmica al interior de la presa considerando la transferencia de calor por convección, que no fue tomada en cuenta en los trabajos desarrollados por Jaafar et al. (2006) y Croppi et al. (2014). De todo ello, se concluye que el método de volúmenes finitos otorga fiabilidad en los resultados, que son comparables con el método de elementos finitos. Además, para el caso de la presa analizada se demuestra la existencia de fisuras localizadas que se deben en gran medida a las temperaturas ambientales variables a lo largo del tiempo que son impuestas como condición inicial del modelo numérico. También el considerar la transferencia de calor por convección mejora el comportamiento térmico de la presa teniendo temperaturas menores y reduciendo la generación de fisuras en la presa. Finalmente se puede mencionar que, con este trabajo, usando el método de volúmenes finitos, se pueden continuar otros casos de estudio, como, por ejemplo; implementar un modelo en 3D de la presa o calcular los efectos térmicos del llenado de agua del rio para la operación de la central hidroeléctrica. La presa una vez construida entrará en contacto con la superficie de la presa aguas arriba, este choque térmico (agua de rio generalmente a bajas temperaturas y el concreto con temperaturas aun elevadas luego de finalizada la construcción) genera gradientes térmicos que también pueden generar fisuras y cambiar la distribución de temperaturas al interior de la presa. Este estudio puede ayudar a mejorar el proceso de operación de la presa posterior a su construcción.
Tesis

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Analiza las posibles causas de la falla de la presa Pampaccocha, utilizando los aspectos teóricos del diseño de una presa de concreto de tipo gravedad, desde la selección del tipo de presa según diferentes parámetros, siguiendo con el cálculo de fuerzas que actúan sobre una presa de concreto de tipo gravedad, hasta la determinación de si esta presa pudo haber sufrido o no tubificación en su cimiento. El desarrollo de la monografía comprende 3 capitulos, dentro de estos el capítulo I abarca el problema por el cual es necesaria la realización del estudio, definiendo los objetivos y la justificación del trabajo a realizar. El capítulo II esta referido a los aspectos generales, donde se describen los antecedentes del proyecto (cómo se inicio y porqué recién se le da continuidad), su ubicación, la descripción física de la presa colapsada, la metodología empleada para la realización del trabajo dividida en trabajo de campo y trabajo de gabinete, una apoyada en la otra, ya que el trabajo de gabinete plantea realizar el análisis de la selección del tipo de presa y cómo debió haber sido diseñada la presa Pampaccocha y cuáles fueron las fuerzas actuantes sobre ella para verificar su estabilidad y seguridad, pero todo esto basado en la información recopilada de los estudios de ingeniería de campo, como por ejemplo el tipo de suelo según la geotecnia, la permeabilidad del suelo de la cimentación y la geología adecuada para la selección de una presa de concreto o de tierra. Dentro del trabajo de gabinete se define toda la teoría y herramientas necesarias para el diseño de una presa de concreto de tipo gravedad, el tipo de cimentación adecuada para este tipo de presa, el perfil geométrico más adecuado para soportar las fuerzas actuantes sobre ella, el cálculo de todas las fuerzas actuantes sobre una presa de concreto de tipo gravedad, partiendo de la presa elemental triangular (P.E.T.), la manera cómo se debe analizar la estabilidad de la presa al deslizamiento y al vuelco, el cálculo de la subpresión y la reacción del cimiento de la presa y finalmente el cálculo de la tubificación a través de la cimentación de una presa de concreto de tipo gravedad. Utilizando la información de los estudios previos del trabajo de campo y las fórmulas del marco teórico, se realizan los cálculos de verificación de estabilidad con las dimensiones reales de la presa colapsada, tomadas en campo, de esta manera se infirió el comportamiento de dicha presa ante las fuerzas que actúan sobre ella incluyendo la subpresión y tubificación. Finalmente en el capítulo III, se presentan las conclusiones y recomendaciones como resultado del análisis de la presa Pampaccocha, señalando los trabajos de campo y de gabinete, identificando el mecanismo de falla.
Trabajo de suficiencia profesional

El estudio consiste en desarrollar todas las consideraciones hidrológicas e hidráulicas necesarias para proyectar una pequeña presa (h < 15 m.) de materiales sueltos (exceptuando solo laminación de avenidas, rotura de presa y obras conexas), situada en el distrito de Vilcanchos, Ayacucho. La tesis se enfoca en cabeceras de cuenca altoandinas, donde la calibración mediante información hidrométrica no es posible, y se tiene que tener especial precisión en la elección y cálculo del modelo de transformación elegido. En el primer capítulo se define el marco en el que se desarrolla la tesis, haciendo especial énfasis en las limitaciones actuales de la ingeniería hidrológica y el contexto de las pequeñas presas altoandinas en el país. En el segundo capítulo se procede a exponer las bases teóricas sobre las que se constituye la tesis, pasando por recapitular algunos conceptos básicos en ingeniería hidrológica, explicar la estructura y los parámetros descriptores del modelo mensual de transformación precipitación – escurrimiento de Témez, así como presentar los principales tópicos para el diseño hidráulico y balance hídrico en pequeñas presas de materiales sueltos. Prosiguiendo, se explican los factores que producen los fenómenos de erosión y depositación de sedimentos en embalses, así como las metodologías para su cálculo (USLE). Finalmente, se presentan fundamentos del geoprocesamiento en sistemas de información geográfica (GIS) para fines de ingeniería hidrológica, y modelamiento numérico de filtraciones y redes de flujo en presas. El tercer capítulo desarrolla los procedimientos necesarios en las distintas etapas para calcular y dimensionar la presa del caso de estudio. Se comienza con una breve descripción general del proyecto, para luego pasar a la caracterización de la cuenca Champaccocha mediante la definición de las distintas variables en el entorno, sea geomorfometría, geología, edafología, etc., y el análisis geofísico y estratigráfico. Más adelante, se procede con el procesamiento de datos meteorológicos, lo cual incluye un tratamiento estadístico mediante el análisis exploratorio de datos (AED) para descartar outliers, y corregir los datos por homogeneidad de la muestra. Continuando con el procedimiento, se ejecuta el completado de datos faltantes, y para finalizar este acápite se hallan las series representativas de precipitación y temperaturas de la cuenca. Posteriormente, se calcula la evapotranspiración potencial y se procede a simular el modelo de Témez. Una vez llegado a este punto, se inicia con el modelado BIM de la presa, con lo cual luego es posible ejecutar los apartados de cálculo de volumen muerto y modelamiento numérico bidimensional de redes de flujo con SEEP/W de Geostudio. Terminando el capítulo, se calculan los caudales ecológicos, se ejecuta el balance hídrico en la presa, y se analiza el nivel de impacto que genera el represamiento en la satisfacción de la demanda agrícola mediante un análisis de sensibilidad variando la cantidad de parcelas regadas y la altura de la presa. Por último, se realiza un pequeño acápite de vulnerabilidad ante el cambio climático, en el cual se evalúan las proyecciones hacia el año 2030. En el capítulo final, se plasman las principales reflexiones y conclusiones respecto al desarrollo de la tesis, así como recomendaciones que apoyan el desarrollo de futuras investigaciones en este amplio campo de estudio.
Tesis

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Realiza el análisis técnico entre tres tipos de barrajes (barraje convencional, barraje tipo indio y barraje tirolesa) de bocatomas en la quebrada Tupuri, con una pendiente del 20%, y evalúa cuál es la mejor alternativa con respecto a su eficiencia, comportamiento y sostenibilidad en la etapa de operación. De la comparación de resultados entre los tres tipos de barraje, se concluye que el barraje tipo Indio tiene un mejor comportamiento en quebrada de fuerte pendiente debido a que presenta un menor desgaste en épocas de máximas avenidas, además que no requiere un disipador de energía ya que el enrocado acomodado se comporta como el lecho del rio sin generar erosión aguas abajo. Por otro lado, la incorporación del barraje móvil reduce el ingreso de material de arrastre por la ventana de admisión generando así una captación permanente y eficiente durante todo el año.
Tesis

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Determina el volumen útil de un embalse de regulación que proporcionará el afianzamiento hídrico. Se presentaron las características generales del estudio hidrológico desde el punto de vista morfológico y fisiográfico. También se analizó la información meteorológica recabada para el presente estudio desde el punto de vista estadístico, comprobando la independencia y homogeneidad de la información, así como también completándola para uniformizar los periodos de información. Posteriormente se regionalizaron los diversos parámetros meteorológicos analizados, utilizando para ello métodos de regresión simple y múltiple, según sea el caso, encontrando las fórmulas de regionalización que mejor se adapten al área de estudio para la precipitación, temperatura, humedad relativa y evaporación. Además se calcularon los caudales de diseño, para la microcuenca Miyu, para 50, 100, 150 y 500 años de periodo de retorno, utilizando un modelo de precipitación – escorrentía con el software HEC-HMS. Mientras que para la simulación del embalse de regulación se generaron y analizaron los caudales medios de la microcuenca Miyu con un periodo de 47 años usando la metodología del coeficiente escorrentía y la de Lutz Schölz para poder determinar la oferta hídrica del embalse y observar el alcance de la oferta dentro del tiempo simulado.
Trabajo de suficiencia profesional

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Expone lo que el consorcio consultor HC&A – SISA elaboró sobre el estudio del proyecto de Irrigación Integral Acora Totorani a nivel de prefactibilidad planteando dos alternativas de solución los cuales constan principalmente del diseño de presas, bocatomas y canales de riego. Se realizó una evaluación económica en la cual se concluye que la alternativa que presenta mejores indicadores económicos es la Alternativa Nº 1, que considera como obra principal la presa San Fernando, y cuatro Bocatomas. Es así que se desarrolló el diseño hidráulico de la presa de tierra San Fernando de la Alternativa Nº 1 la cual está proyectada sobre el río Blanco y que tiene como finalidad embalsar y regular los recursos hídricos de su cuenca receptora para permitir el riego de los sectores Totorani, Acora, Collini, Carumas y Chajana.
PELT
Trabajo de suficiencia profesional

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Pretende simular el comportamiento de una onda de avenida generada por la rotura de una presa de tierra para realizar su estimación de riesgo en la presa Yuracmayo. Analiza el modelo HEC RAS para realizar la simulación de una rotura de presa y la onda de avenida generada. Modela distintas opciones de colapso de una presa de tierra y analiza los resultados. Analiza y compara distintas simulaciones, generados por la variación en las condiciones de contorno y frontera. Describe y analiza las características hidráulicas de la inundación valle aguas abajo generadas por la onda de avenida. Determina un plano de riesgo como resultado del modelamiento de la onda de avenida y realizar la estimación del riesgo de inundación por rotura de la presa Yuracmayo. Se comprobó la limitación del modelo HEC-RAS a la hora de resolver las ecuación de movimiento en condiciones de flujo en régimen rápidamente variable, presentando inestabilidades en el momento de la rotura rápida de la presa, Para conseguir un modelo estable fue necesario bajar el paso de tiempo de cálculo hasta 3 segundos y reducir la precisión en el cálculo de la lamina de agua hasta 1 metro en el caso de rotura rápida.
Instituto Geofísico del Perú
Tesis

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Presenta estudios básicos de ingeniería tales como: levantamiento geodésico, topográfico y batimétrico; para el estudio de factibilidad de las presas Tranca Grande y Opa Vado. Estos trabajos ha sido desarrollados utilizando modernos equipos de posicionamiento satelital y medición de profundidad para las lagunas ; así como el uso de modernos software de Levantamiento geodésico, topográfico y batimétrico; para determinar la Curva Altura -Área-Volumen de almacenamiento de los embalses, estos estudios se realizan con el fin de utilizar los datos obtenidos como base para el estudio hidrológico y geotécnico, que permitirá determinar si es factible la construcción de las presas a fin de solucionar los problemas de escasez de recursos hídricos del rio Comas en tiempo de estiaje, para uso de las Centrales Hidráulicas.
Trabajo de suficiencia profesional

Desarrolla una manera secuencial el diseño hidráulico y el dimensionamiento del perfil transversal de la presa, que permitirá lograr una obra segura, funcional y económica, para el almacenamiento de 614,861.27 m3 de agua durante la temporada de lluvias. Con el fin de acumular agua en la laguna de Yanacocha para el suministro de agua potable a una parte de la población de la ciudad de Huancayo, mediante la planta de tratamiento en Vilcacoto, así como para el aprovechamiento en la generación de energía eléctrica en la minicentral hidroeléctrica de Camisería y en el riego de cultivos a lo largo de la cuenca del río Shullcas. La presa en mención, se localiza en la cuenca alta del río Shullcas en la laguna denominada “YANACOCHA” y consistirá en una presa del tipo enrocado con núcleo de Geomembrana y material morrénico compactado. En el esquema hidráulico se planteó este tipo de presa, debido a las características topográficas y geológicas favorables de la zona, así como a la existencia de roca en cantidad y calidad adecuadas para la construcción del enrocado y por la facilidad de su construcción empleando la mano de obra de la zona sin mayor requerimiento de equipo de construcción, aspectos que favorecieron a la economía y sostenibilidad del proyecto.
Trabajo de suficiencia profesional