Hidromecánica computacional de la infiltración en presas con el método de elementos finitos

Abstract

La presa, en Ingeniería civil, se denomina a una estructura cuya función principal es elevar el nivel del agua creando un embalse aguas arriba de la estructura, en el proceso que el embalse alcanza la capacidad máxima se produce un fenómeno natural, el agua embalsada inicia a penetrar en el suelo fluyendo en todas las direcciones, a este comportamiento natural del agua se le denomina infiltración y es materia de investigación de la presente Tesis. La infiltración es un fenómeno importante en estructuras tipo presas, el agua no solamente genera un empuje lateral a la estructura, sino que dispone de la propiedad de penetrar en los poros de un medio continuo, por esta razón, las presas generalmente son construidos a base de material impermeable que retienen el agua, por consiguiente aumentando su nivel, mientras que la superficie (vaso) donde se forma el embalse a menudo es terreno en condición natural o con tratamientos con fines de impermeabilización puntuales, es ésta la que guarda características adecuadas donde se genera la infiltración. En la presente investigación se hizo el esfuerzo en deducir la ecuación gobernante del fenómeno de la infiltración en medio poroso, tomando en cuenta distintas condiciones de flujo y características del medio de infiltración heterogéneas en las tres direcciones del espacio, la ecuación así obtenida gobernante de la infiltración en medios porosos se resuelve sistemáticamente mediante el método de los elementos finitos, como aplicación práctica se analiza la presa de la "Construcción Sistema de Riego Cuchucancha".