Consultoría para establecer la reglamentación de la llanura de inundación y control de inundación
Localización: Rionegro, Antioquia, Colombia.
Cliente: CORNARE
Año: 1996
Consultoría para la realización de Estudios y diseños tendientes a establecer la reglamentación de la llanura de inundación asociada a diferentes períodos de retorno y control de inundación del río Negro en una longitud de 21 km y de la quebrada La Pereira en una longitud de 5 km. Comprendió los levantamientos topográficos; los estudios geológicos, geomorfológicos y geotécnicos; estudios hidrológicos para estimar las crecientes con períodos de retorno de 2,33, 5, 10, 25, 50, 100 y 500 años, mediante la utilización del programa HEC-1 y los caudales mínimos; estudios de sedimentos incluidos los cálculos de variación del lecho mediante el HEC-6; la evaluación hidráulica para las condiciones existentes y para las alternativas propuestas mediante la utilización del HEC-2; la evaluación socioeconómica del proyecto; la zonificación y reglamentación de la llanura de inundación; el planteamiento de alternativas; la evaluación técnica integrada para la selección de la alternativa recomendada; la elaboración del plan de contingencia; y los diseños de las obras para el control de inundaciones.
Análisis y diagnóstico del túnel de descarga de fondo del embalse El Buey y de las estructuras hidráulicas del bombeo sobre el río Piedras (Buey – Piedras).
Localización: La Ceja, Antioquia, Colombia.
Cliente: EMPRESAS PÚBLICAS DE MEDELLÍN E.S.P.
Año: 2018 – 2021
Se realizó una consultoría para la realización de estudios y diseños asociados a la provisión de aguas y obras conexas del sistema Buey – Piedras – Pantanillo, la cual comprendió diferentes actividades como:
Análisis y diagnóstico del túnel de descarga de fondo del embalse El Buey, con el fin de determinar su estado estructural, las condiciones geotécnicas y de estabilidad, y de proponer y cuantificar las obras de reparación. Incluyó el levantamiento de este túnel con metodología LIDAR.
Análisis y diagnóstico de las estructuras hidráulicas del bombeo sobre el río Piedras (Buey – Piedras). Incluyó la inspección y levantamiento de estructuras hidráulicas; el levantamiento topobatimétrico del cauce del río en la zona de interés; evaluación hidráulica mediante el modelo HEC-RAS, para caudales con períodos de retorno entre 2,33 y 100 años y para el caudal de diseño; y planteamiento de alternativas y recomendaciones para la solución a las problemáticas identificadas.
Inspección y diagnóstico de la compuerta radial del bombeo río Piedras y su mecanismo de operación, con el objeto de determinar su estado estructural y funcional.
Diseño conceptual y detallado para la modificación de la estructura de entrada al túnel de derivación Buey – Piedras. Incluyó levantamiento topobatimétrico; análisis hidráulico y diseño estructural detallado de las obras proyectadas para verificar el tipo de control y la capacidad hidráulica con obras propuestas, caudal de diseño de la derivación y nivel de embalse normal; cálculos hidráulicos mediante el programa HEC-RAS para estimar las profundidades y velocidades de flujo para las condiciones existentes y proyectadas, estimación de socavación para crecientes con diferentes períodos de retorno para las condiciones proyectadas, entre otras.
Modelación hidrodinámica 3D mediante Dinámica de Fluidos Computacional (CFD) de las estructuras existentes en la succión del bombeo Río Piedras y del túnel de descarga de fondo de la presa del río Buey, con el software FLOW-3D.
Estudio del funcionamiento del sistema hidráulico de enfriamiento
La central Termopaipa cuenta con un sistema hidráulico de enfriamiento de sus unidades de generación, conformado por lagos artificiales a los que se descargan las aguas calientes tras el proceso de generación, y que tras ser recirculadas en los lagos vuelven al proceso de generación a temperatura ambiente.
La central térmica es atravesada por el río Chicamocha, que en épocas de crecientes presenta desbordamientos al interior de la central, afectando la generación de energía y en particular la operación del sistema de enfriamiento.
Para dar solución a esta problemática, se realiza en primer lugar una revisión de todas las estructuras hidráulicas que conforman el sistema de enfriamiento, analizando la forma en que estas operan y evaluando su estado estructural y operativo.
Luego se realiza una estimación de caudales máximos empleando métodos lluvia escurrimiento, para lo cual fue necesario construir curvas IDF. La estimación hidrológica se realizó con el software HEC HMS, siendo necesario incluir en la modelación la presencia de los embalses de La Playa y La Copa a través de curvas nivel – capacidad y las características de los vertederos de excedencia.
Posteriormente se realiza el análisis de capacidad hidráulica de los elementos existentes para el control de niveles y caudales en el sistema hidráulico de enfriamiento y se evalúa de manera conjunta con la evaluación hidráulica del río Chicamocha en su paso por la central.
Tras la evaluación hidráulica integral de todo el sistema se realiza un análisis de disposición de sedimentos depositados en los lagos de enfriamiento, se presenta una propuesta de obras para el cierre del circuito de enfriamiento, y por último se realiza una evaluación térmica de la eficiencia de los lagos para lograr el enfriamiento de las aguas
Estudio de la dinámica fluvial y diseño de las obras para control de sedimentos
En desarrollo de este estudio se realizó en primer lugar un diagnóstico del estado morfodinámico de la quebrada Las Cuevas, consistente en el estudio geológico y geomorfológico de la cuenca y un análisis multitemporal de la misma. Seguidamente se realizó un estudio de suelos para caracterizar los materiales que conforman el cauce y las planicies de la quebrada. Posteriormente se estimaron las crecientes asociadas a distintos períodos de retorno empleando métodos lluvia escurrimiento y el denominado hidrograma unitario instantáneo geomorfológico (HUIG). Con los caudales finalmente estimados se realizó la modelación hidráulica del tramo de la quebrada en estudio con el software HEC RAS y considerando la variación de niveles en el embalse Peñol – Guatapé. En la fase final de los estudios Tras la modelación hidráulica se realiza un estudio de sedimentos que inició con la estimación de la capacidad de producción de sedimentos de la cuenca con la ecuación universal de perdida de suelo. Posteriormente se evaluó la capacidad de transporte de sedimentos de la quebrada y la consecuente variación del nivel del lecho de la quebrada en el tramo de análisis, aplicando las expresiones para la estimación del potencial de transporte que incluye el software HEC RAS. Tras estas modelaciones se calcularon las socavaciones máximas del lecho y se complementaron con la implementación de diversas metodologías para el cálculo de socavación. Por último, en esta etapa se estimó la capacidad teórica de transporte de sedimentos al embalse.
Finalizados los estudios se realizó el diagnóstico de la quebrada con base en la metodología planteada por Rosgen para clasificar las corrientes naturales y evaluar su estado o condiciones de estabilidad. Con base en los estudios realizados y en el diagnóstico de la quebrada Las Cuevas, se plantean alternativas de solución y se diseñan las obras de protección para la estabilización y restauración de las bancas del cauce, consistentes en: revegetalización de las bancas reforzada con manto permanente, geocolchones en la base del talud, y estructuras de desviación del cauce (bendweir)
