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Presa de ferrocemento Tepelextla

PREÁMBULO

Que tal colegas le quiero compartir este proyecto que estoy emprendiendo. Este post no esta terminado, considero que esta puede ser una forma de motivarme para desarrollarlo ademas de consegir retroalimentacion. Considero ver los primeros resultados hasta por hay de abril de 2015 sin por loque estare actualizandolo segun como me lo permita mi tiempo.

Sin más, vamos a los avances del ante proyecto.

ANTECEDENTES

La captación de agua de lluvia en Mazatecochco se ha practica mediante el método de jagüey, el cual en los últimos tiempos al interior de la mancha urbana se han remplazado principalmente por canchas deportivas e infraestructura pública es el caso del rancho, la cancha de futbol rápido en micha, las oficinas de la comunidad de la segunda, antiguamente la calle 20 de noviembre era una barraquilla la cual en su parte baja daba lugar a un jagüey, el manantial ubicado al lado de la cancha de futbol de la primera contaba con una presa; los anteriores dejaron de funcionar principalmente porque era focos de contaminación al ser ocupados como vertederos clandestinos. En la actualidad se mantienen en funcionamiento los jagüeyes de San juan, San pedro y Coanhuatla de los cuales los últimos dos han recibido mantenimiento de desazolve y ampliación lo que demuestra el interés por su conservación. Estas empresas a mi consideración son patrimonio municipal ya que se puede mencionar que son estas las que le otorgaron en su momento el nombre a Mazatecochco (abrevadero del venado).

Las presas en Mazatecochco son construidas principalmente como barreras de contención de azolves, siendo el caso del paso para la capillade San Isidro, en una de las barrancas más grandes sobre el camino con direcciona a Tepelextla las cuales en son de mampostería, aguas debajo de la última descrita se puede encontrar una de gaviones. En la cancha de beisbol alguna vez se construyó una presa de cónstales acomodados con la intención de contener sedimentos para emparejar el terreno y ampliar el espacio destinado a canchas deportivas, lamentablemente esta no resistí la presión del agua de tiempo, principalmente por la falta de un aliviadero adecuado y quizás la falta de estribos para su respectivo empotramiento.

JUSTIFICACIÓN

Se dice que el agua es vida, si consideramos que los seres vivos estamos constituidos en la mayor parte de nuestra masa de agua es lógico pensar lo anterior.

La construcción de presas en mini escala es una alternativa al manejo de agua y suelo para el aprovechamiento de estos dos recursos considerando los costó y el bajo impacto negativo que tienen estas sobre el ambiente y si son manejadas de forma adecuada estas a largo plazo son benéficas para población humana y la conservación de la biodiversidad de la zona.

OBJETIVO

General

•Construir una presa mediante la técnica de ferocemente para la retención de agua en el corto plazo con posibilidad de propiciar la crianza de pescado, en el largo plazo retener sedimentos reduciendo la erosión de la cárcava.

Particulares

•Capacitarse sobre la técnica de construcción con ferrocemento, con perspectiva a reducir costos en la infraestructura de la presa.
•Diseñar presa para la captación de agua de temporal y reducción de erosión mediante la retención de sedimentos.
•Proyectar el aprovechamiento del agua captara en el sector agrícola, pecuario y habitacional.

METAS
•Capacitar por lo menos a tres personas en la técnica de ferrocemento.
•Construir presa con la técnica de ferrocemento
•Observar el comportamiento de la presa diseña, para mejorar y promover el método en la captación agua de lluvia.
•Implementar por lo menos tres estrategias para hacer rentable la obra.

MARCO TEÓRICO

Mazatecochco

El municipio cuenta con dos tipos de relieve en su 95% es semiplana, el 5% de zonas accidentadas principalmente provocada por la acción erosiva de la escorrentía de agua de lluvia en cárcavas sobre los se forman arroyos intermitentes; en estas zonas crecen principalmente flora arbórea siendo la más representativa pino, capulín, mardoño, tejocote y encino, siendo el ultimo el que domina el paisaje, además de ser un reservorio de la flora herbácea silvestre; sobre la fauna podemos considerar que en estas zonas son micro habientes que proporcionan refugio a los animales silvestres como, víboras, anfibios, comadrejas, ardillas, etc. Los suelos de estas zonas se componen por regosoles y conglomerados de tepetate en sus orillas y fluvisoles compuestos por andesita (arena de rio).

Comportamiento hidrológico de la zona

Se toman datos registrados de 1981 a 2010 de la estación meteorológica 00029161 Acxotla del monte la cual se localiza en 19°14´16´´N y 098°09´33´´W sobre una altura de 2443 msnm. La anterior registra una precipitación media anual de 803.7 mm concentra los meses como mayor lluvia de mayo a octubre. Se registra un evaporación total anual de 693 mm, los meses que que la precipitación supera a la evaporación son de julio a septiembre. De lo anterior se estima que se tienen libre 109.3 mm de precipitación.

Distribución anual del promedio diario de precipitación (SMN)
Presa de ferrocemento Tepelextla

Captación de agua de lluvias en cárcavas

La captación de agua de lluvias o cosecha de lluvias son el conjunto de técnicas con una que van desde escalas micro como son los cajetes que se les hace a los árboles, en los terrenos de cultivo son conocidos los reparos, pasando por los jagüeyes y zanjas, hasta llegar a las presas hidroeléctricas como las tres gargantas en china o la venta en México. Los principios son los mismos en todos los caso, zona de captación, obras de conducción e infraestructura de retención.

Zona de captación

Área que por el relieve concentra las corrientes en un punto.

Obras de conducción

Obras que permiten captar la mayor cantidad posible de agua en el vaso o deposito final, en ocasiones el mismo micro relieve cumple esta función, así que las obras son se pueden emplear para ampliar la zona de captación o para colocar infraestructura que retenga sedimentos prolongando la vida útil del vaso.

Infraestructura de retención

Es el depósito final donde se almacenara el agua captada; es importante que esta zona se localice en lugares con capaz de suelo impermeables, sitio de conducción de aguas estrecho y profundo para reducir los costos de la infraestructura en relación con el volumen captado.

Presa

Se entiende que es una barrera fabricada con piedra, hormigón o, materiales sueltos que se construye en una cerrada o desfiladero sobre un rio o arroyo. Con la finalidad de ensalzar agua en el cauce fluvial para su aprovechamiento.

Presa de mampostería

Son estructuras permanentes construidas con piedras, arena y cemento, colocada de forma transversal a la corriente, con el fin de reducir la velocidad del escurrimiento, retener azolves y almacenar agua. Se recomienda su uso en profundidades mayores a 2 metros (m).

presa

Presa de concreto

Es una presas de gravedad pequeña, obra hidráulica consístete en una cortina de material rígido (concreto simple, mampostería, concreto ciclópeo, colconcreto, etc.), de nomas de 15 m. Esta estructura debe su estabilidad frente a las fuerzas actuantes sobre ella, fundamentalmente a la fuerza representativa de su propio peso, esta se acompaña de un vertedero de excedentes y una obra de toma.

erosion

Diseño estructural


Presa de gravedad

Es aquella en la que su propio peso es el encargado de resistir el empuje del agua. El empuje del embalse es transmitido hacia el suelo, por lo que éste debe ser suficientemente estable para soportar el peso de la presa y del embalse. Constituyen las represas de mayor durabilidad y que menor mantenimiento requieren.

Dentro de las presas de gravedad se puede tener:
-Escollera o materiales sueltos: de tierra o suelo homogéneo, tierra zonificada, CFRD (enrocado con losa de hormigón) y otros.
-De hormigón: tipo HCR (hormigón compactado con rodillos) y hormigón convencional.

Su estructura recuerda a la de un triángulo isósceles ya que su base es ancha y se va estrechando a medida que se asciende hacia la parte superior aunque en muchos casos el lado que da al embalse es casi vertical. La razón por la que existe una diferencia notable en el grosor del muro a medida que aumenta la altura de la presa se debe a que la presión en el fondo del embalse es mayor que en la superficie. De esta forma, el muro tendrá que soportar más presión en el lecho del cauce que en la superficie. La inclinación sobre la cara aguas arriba hace que el peso del agua sobre la presa incremente su estabilidad.

ferrocemento

Presa de arco simple

Es aquella en la que su propia forma es la encargada de resistir el empuje del agua. Debido a que la presión se transfiere en forma muy concentrada hacia las laderas de la cerrada, se requiere que ésta sea de roca muy dura y resistente. Constituyen las represas más innovadoras en cuanto al diseño y que menor cantidad de hormigón se necesita para su construcción.

manejo de suelos y aguas

Presa de arco-gravedad

Combina características de las presas de arco y las presas de gravedad y se considera una solución de compromiso entre los dos tipos. Tiene forma curva para dirigir la mayor parte del esfuerzo contra las paredes de un cañón o un valle, que sirven de apoyo al arco de la presa. Además, el muro de contención tiene más espesor en la base y el peso de la presa permite soportar parte del empuje del agua. Este tipo de presa precisa menor volumen de relleno que una presa de gravedad.

Presa de ferrocemento Tepelextla

DIAGRAMA DE ACTIVIDADES

presa

DIAGNOSTICO

Determinación del área de captación

La micro-cuenca que se pretende aprovechar como área de compactación cuenta con una superficie de 3.92 Ha. La anterior se determinó mediante un recorrido de campo para detectar los escurrimientos hacia la corriente principal; en gabinete de apoyo de la carta topográfica E14B43b “Ayometitla“ la cual se presenta en escala de 1:20,000 editada por INEGI en el año2007. El dibujo se desarrolló en Google Earth 2012, así como calcula de área y el perfil de elevación de la cárcava.

erosion

Del perfil de elevación de la cárcava podemos se obtuvieron los siguientes datos:
• Elevación mínima: 2,435 msnm
• Elevación máxima: 2,461 msnm
• Elevación promedio: 2,448 msnm
• Ganancia de elevación: 26 m
• Distancia: 532 m
• Pendiente máxima: 8.6%
• Pendiente promedio: 4.7%


Calculo de escurrimiento de la cuenca

Visualmente se determinó que se cuenta con un tipo de superficie el cual se caracteriza por ser de vegetación agrícola, con topografía plana y textura de suelo gruesa a mediana, lo que se puede tabular un coeficiente de 0.30 a 0.50 (SARH, 1977), para fines prácticos se empleara un confidente de escurrimiento de 0.40.

Tomando en cuenta que se presenta una precipitación media anual de 803.7 mm; la micro-cuenca cuenta con 3.92 Ha de área; y se estima un coeficiente de escurrimiento de 0.40; el volumen medio de escurrimiento será de: 12,602 metros cúbicos.


Determinación del área de sección transversal para la presa y Cálculo de volumen de vaso

El sitio seleccionado fue considerado principalmente por ser un punto estrecho en la cárcava, la facilidad de acceso y permisos para implementar esta obra.

En base a lo anterior se pasó a considerar la sección trasversal, la cual de primera impresión tiene forma de trapecio lo que indica que la erosión se presenta de forma lateral, removiendo el material sueltos de las paredes, mientras que el lecho tiene menor remoción de materiales.
Para hacer la medición del área de sección se tendió una línea de hilo en la parte alta de las pares procurando que estos se mantuvieran perpendicular a la fuerza de gravedad. Se procedió a sesionar la cárcava según las formas dominantes, de lo que se determinó que se pueden distinguir 3 secciones, 2 formas triangulares a los lados y 1 rectangular al centro. Se calculó una sección trasversal de 12.96 m2.

Para el cálculo de volumen de vaso se consideró 5% como la pendiente media de vaso, lo que permite calcular una longitud de vaso de 53.6 m2. Para lo cual se calculó un volumen de máximo de almacenamiento 275 m3. Tomando el volumen anterior se calculó que solo se puede almacenar el 2.18% del total de agua que puede captar la cuenca. El cálculo del volumen de vaso de desarrollo con apoyo del software Google Sketch Up.

Es muy probable que el volumen varié ya que no se cubico la carca con el debido cuidado debido a la falta de herramientas, coste de estas, así como la naturaleza y dimensiones del proyecto.

ferrocemento

Literatura consultada

- http://www.inafed.gob.mx/work/enciclopedia/EMM29tlaxcala/index.html
- Boletin del archivo histórico del agua Año 13, numero especial, 2008 Captacion de agua de lluvias. SEMARNAT

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