¿Cómo está evolucionando el modelado digital en la ingeniería de presas?

El 25 de noviembre de 2019 tuvo lugar en Madrid, en el Colégio de Engenheiros Civil, Canals and Ports, el Congreso de Modelización Numérica en Ingeniería de Presas.

Participaron el presidente del Comité de Modelos Digitales de ICOLD (Comisión Internacional de Grandes Presas), el presidente y otros miembros de SPANCOLD (Comité Nacional de Grandes Presas de España), así como representantes de los propietarios de grandes represas.

Aportaron e incorporaron, además de sus visiones de diseñadores y modelistas de dilatada experiencia, aspectos técnicos interesantes, a partir de sus estudios más recientes, que fueron presentados para debate.

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ILUSTRACIÓN I. MODELADO HIDRÁULICO EN INGENIERÍA DE REPRESAS.
FUENTE: SPANCOLD / MITECO / CICCP

I. Modelado numérico del comportamiento de las presas: avances.

Carlos Granell, actual secretario general de SPANCOLD, realizó una reflexión muy interesante sobre los notables avances que ha logrado la modelación numérica en relación con la ingeniería de presas, y la relativa distancia que existe entre estas tecnologías y los técnicos involucrados. y gestión de seguridad de presas y embalses.

En este sentido, actualmente existe una cierta inmovilidad en cuanto a la seguridad de presas y embalses, debido, en parte, al retraso en la aprobación de nuevas normas que regulan estos aspectos.

El modelado numérico puede proporcionar una nueva perspectiva que puede mejorar el conocimiento del estado de seguridad de las presas y su comportamiento a lo largo de las fases de vida de la infraestructura.

II. Comité de Modelos Digitales ICOLD: intervención y temáticas.

El presidente de ICOLD, Guido Mazzá, explicó cómo este comité representaba un vínculo entre los expertos técnicos en modelado numérico y los ingenieros de presas, así como la importancia de combinar experiencia y conocimiento.

Entre los principales temas abordados por los talleres (o talleres de referencia) organizados por el comité de intercambio de conocimiento sobre modelos digitales, se encuentran los siguientes:

• Para presas de fábricas:
– Análisis estático
– Análisis sísmico
– Interpretación de lecturas
– Problemas térmicos
– Reacción álcali-árida
– Mecánica de fallas de hormigón
– Análisis de riesgo

• Para presas de materiales sueltos:
– Análisis estático
– Análisis sísmico
– Interpretación de lecturas
– Análisis de riesgo

En relación a estos talleres, presentó algunos ejemplos concretos, como el caso de la presa Aceña, en la comarca de la cuenca del Tajo, donde se realizó una comparación entre los desplazamientos medidos y calculados de los modelos y el de la presa. de Luzzone, Suiza, donde se analizaron dos problemas: la estabilidad de la barra izquierda y las tensiones a las que está sometida.

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En cuanto a los titulares, reunió a representantes de Órganos competentes en seguridad de presas y representantes de empresas del sector hidroeléctrico.

Todos ellos destacaron el importante soporte que brinda la modelación numérica en la ingeniería de presas para el estudio de los problemas que puedan surgir en la infraestructura, y así poder analizar las alternativas que conduzcan a su solución.

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ILUSTRACIÓN II. PRESA PONTILLON DE CASTRO
FUENTE: CONCELLO DE PONTEVEDRA

En concreto, Francisco Hijós, de la Confederación Hidrográfica del Ebro, destacó el importante papel de la modelización en los análisis de seguridad de la presa, que permite evaluar en profundidad el comportamiento de la presa y comparar las lecturas reales con las variables modeladas.

César Mayoral, de Iberdrola, destacó la simulación de situaciones extraordinarias, el estudio de la inyección de focas en presas de arco y el desarrollo de modelos de comportamiento con datos de auscultación, además de los usos actuales y futuros. Apoyar la determinación de umbrales de auscultación en presas planas de emergencia.

Yonay Concepción, Consell Insular del Agua de Gran Canaria, habló sobre el caso concreto en el que la modelización digital ayudó a definir el sistema de seguimiento de las presas de Chira y Soria, lo que les ayudó a minimizar costes.

Finalmente, Ignacio Ocaña, de Endesa, explicó cómo desarrollaron un modelo hidráulico bidimensional para resolver un problema tridimensional utilizando IBER y geometría 3D.

4. La visión de diseñadores y modeladores

Desde la perspectiva de los diseñadores y modelistas, la jornada se centró en explicar los tipos de modelos digitales existentes y sus diferencias, así como las ventajas, desventajas, limitaciones y avances que tienen actualmente en la ingeniería de presas.

Fernando Salazar, CIMNE (Centro Internacional de Métodos Numéricos a l’Enginyeria), explicó el uso del aprendizaje automático para apoyar el monitoreo y auscultación de presas. Asimismo, discutió la necesidad de utilizar un conjunto sólido de datos históricos para la implementación de dicho sistema, y ​​cómo se necesitan una base teórica y un juicio de ingeniería para interpretar los resultados.

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ILUSTRACIÓN III. MODELO FÍSICO DE LA PRESA EL CARRIZAL (BOLIVIA)
FUENTE: TYPSA / AIN-ACTIVE

Rafael Morán, de la Universidad Politécnica de Madrid, habló sobre las limitaciones de los modelos físicos frente a los modelos numéricos, principalmente por la dificultad de realizar muchas modificaciones en el modelo físico, a diferencia del modelo numérico, que es más flexible.

Además, discutió la utilidad de los modelos numéricos y la criticidad que deben tener los ingenieros para analizar y representar los resultados de estos modelos.

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ILUSTRACIÓN IV. MODELO DIGITAL PRESA EL CARRIZAL (BOLIVIA)
FUENTE: CLASE CIMNE-UPM.

Eduardo Conde, de TECOPYSA, presentó el uso de algoritmos de procesamiento de imágenes, que nos permiten diseñar una herramienta útil para medir y cuantificar la evolución de patologías y ver cómo evolucionan las medidas que aplicamos.

Otros diseñadores como Javier Rodríguez, de Principia; Carmen Baena, de Granell Ingenieros Consultores, o el Sr. Estrella Alonso, de Heymo Ingeniería, analizaron, a partir de casos concretos, las virtudes (pero también los límites) de los modelos digitales en la elaboración de proyectos.

V. Conclusiones del día

A modo de conclusiones hasta el momento, creo que los aspectos más importantes que conviene destacar son:

  • El modelado numérico es una herramienta útil que le permite tener una referencia a la hora de interpretar el comportamiento de las presas en términos de seguridad.
  • Se están produciendo avances importantes en el modelado numérico y, por lo tanto, una oportunidad en la ingeniería de presas para intercambiar y maximizar el conocimiento.
  • Es importante tener un conjunto de datos históricos bueno y confiable para calibrar modelos digitales.
  • Es necesario tener una base teórica y aplicar el juicio de ingeniería en la interpretación de los resultados de los modelos, además de ser consciente de las limitaciones de los modelos.

Olalla Mosquera Barreiro, Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos. Maestro de Máster en diseño, construcción y operación de estructuras hidráulicas por EADIC.

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