Aplicación de geomembranas BPM en el almacenamiento de presas

Las presas y los embalses de almacenamiento de agua desempeñan una función esencial en la conservación del agua, el riego, el control de inundaciones, la generación de energía hidroeléctrica y la gestión de ecosistemas. Uno de los aspectos críticos de la ingeniería de presas es garantizar la impermeabilidad y la estabilidad estructural a largo plazo. Las geomembranas BPM ofrecen una solución eficaz y de alto rendimiento para el revestimiento e impermeabilización de embalses de presas, terraplenes y estructuras hidráulicas asociadas.

1. Importancia de las geomembranas en el almacenamiento en presas

La filtración de agua a través de embalses o diques de presas puede tener consecuencias extremas, como inestabilidad de taludes, erosión interna o incluso fallos catastróficos. Para mitigar estos peligros y garantizar el almacenamiento sostenible del agua, los revestimientos de geomembrana se adoptan ampliamente como medida clave de control de ingeniería.

2. Aplicaciones clave de las geomembranas BPM en proyectos de almacenamiento de presas

2.1 Revestimiento del fondo del depósito

Las geomembranas de polietileno de alta densidad (HDPE) se utilizan ampliamente en el lecho inferior de los embalses para construir una barrera ininterrumpida e impermeable que impide eficazmente la penetración del agua en las capas de suelo y roca subyacentes. Este material es vital en zonas con subsuelos porosos o inestables, donde las pérdidas de agua pueden ser significativas. El revestimiento del lecho inferior de los embalses mejora la eficiencia de la operación de las presas y la protección ambiental al mantener los niveles de conservación del agua y prevenir la contaminación de las aguas subterráneas.

-Función: Evita filtraciones verticales y pérdidas de agua.

-Ventajas: Mantener la capacidad de los embalses, proteger los acuíferos de la contaminación y disminuir el riesgo de erosión de las carreteras permeables.

-Proyectos típicos: presas de riego, embalses municipales, almacenamiento de agua de emergencia.

2.2 Revestimiento de la cara aguas arriba de las presas de tierra y roca

En presas de tierra y enrocado, las geomembranas se suelen instalar en el talud aguas arriba como membrana impermeable para evitar filtraciones en el cuerpo de la presa. Esta instalación puede reducir considerablemente la erosión interna, mejorar la integridad estructural de la presa y prolongar su vida útil. Las geomembranas también pueden descubrirse o protegerse con capas protectoras como losas de hormigón, tierra o escollera, según las normas del sitio y las preferencias de diseño.

- Función: Evita que las filtraciones penetren a través de la estructura de la presa.

- Ventajas: Extiende la vida útil de la presa, evita la inestabilidad de taludes y mejora la seguridad de los embalses de gran altura.

- Instalación: Puede utilizarse con manta geotextil o cubierta de hormigón, dependiendo de la publicidad y pendiente.

2.3 Control de filtraciones en presas auxiliares y sus estructuras auxiliares

En construcciones complejas de presas, como presas auxiliares, aliviaderos o canales de derivación, se utilizan geomembranas BPM para garantizar una filtración segura a través de todos los componentes estructurales. Estas instalaciones auxiliares suelen soportar diversas sustancias hidráulicas y terrenos accidentados, lo que convierte a las geomembranas flexibles y resistentes a los productos químicos en la mejor opción para sellar superficies y evitar pérdidas repentinas de agua o erosión.

- Función: Asegura que en las herramientas de la presa no existan factores susceptibles por los cuales pueda escaparse el agua.

- Ventajas: Mejora la eficacia de los embalses aceptados y protege los terrenos adyacentes del encharcamiento.

-Aplicaciones: Proyectos de almacenamiento por bombeo, embalses hidroeléctricos, márgenes de canales y aliviaderos.

2.4 Rehabilitación de embalses con fugas

Cuando los embalses y presas antiguos comienzan a presentar signos y síntomas de fugas, la rehabilitación con geomembranas puede ofrecer una solución rápida, eficiente y económica. En comparación con una reconstrucción completa, la instalación de un revestimiento de geomembrana requiere una excavación y daños mínimos en la estructura existente. Puede reparar la impermeabilidad, mejorar el rendimiento del embalse y prolongar la vida útil de la instalación, además de generar costos elevados de obra civil.

-Función: Actúa como capa selladora sobre hormigón agrietado, arcilla erosionada o revestimientos de asfalto degradado.

-Ventajas: Instalación rápida, solución notablemente más barata y efecto mínimo en el desarrollo o las operaciones actuales.

-Ejemplos de uso: Modernización de estanques agrícolas, reparación de fugas en presas históricas, reparación de daños en el revestimiento de embalses industriales.

3. ¿Por qué elegir geomembranas BPM para el almacenamiento de presas?

Seleccionar el dispositivo de revestimiento adecuado es fundamental para el éxito a largo plazo, la seguridad y la rentabilidad de los proyectos de presas y embalses. Las geomembranas BPM se destacan como la solución ideal para el almacenamiento en presas gracias a su rendimiento comprobado, su versatilidad de ingeniería y su calidad de confianza mundial.

3.1 Impermeabilidad superior

Las geomembranas BPM, en especial las de HDPE y LDPE, ofrecen una permeabilidad extremadamente baja (normalmente <1×10⁻¹³ cm/s), lo que garantiza la máxima retención de agua. Esto es fundamental tanto en climas áridos donde se acumula agua como en zonas con un impacto ambiental delicado donde es necesario evitar las filtraciones a toda costa.

3.2 Alta resistencia mecánica

Diseñadas para funcionar bajo presión, las geomembranas BPM ofrecen una excelente resistencia a la tracción, a la perforación y al desgarro, lo que las hace ideales tanto para embalses profundos como para terraplenes con sobrecarga pesada o cimentaciones rocosas. Su robustez garantiza un rendimiento a largo plazo incluso bajo tensión hidrostática y asentamiento.

3.3 Excelente química ay resistencia a los rayos UV

Las geomembranas BPM HDPE son bastante resistentes a una amplia variedad de productos químicos, lo que las hace perfectas para depósitos que ahorran agua de riego, agua industrial o suministros manipulados químicamente. Además, están estabilizados a los rayos UV para resistir la degradación provocada por la exposición solar, una ganancia esencial en frentes de presas descubiertas o ambientes áridos.

3.4 Adaptable a diversos diseños de presas

Ya sea para el revestimiento de la parte trasera de un embalse, el revestimiento de taludes aguas arriba, el sellado de presas de silla o el revestimiento de refuerzo, las geomembranas BPM son ideales para diversas configuraciones de presas. Además, se integran fácilmente en estructuras de revestimiento compuesto con geotextiles, GCL o cubiertas de hormigón, según el diseño de ingeniería.

3.5 Instalación rápida y eficiente

La geomembrana BPM contiene rollos grandes prefabricados y ayuda a la instalación con tecnología de soldadura por fusión para uniones fuertes y sin fugas. Sus casas de material flexible permiten un fácil despliegue en terrenos irregulares, pendientes pronunciadas o formas irregulares, lo que reduce los costos de mano de obra y el tiempo de construcción.

3.6 Ahorro de costos a largo plazo

Si bien las geomembranas pueden tener un mayor valor inicial de tejido que los revestimientos de arcilla convencionales, ofrecen enormes ventajas en el costo de vida útil al reducir las pérdidas por filtraciones, minimizar las necesidades de conservación y prolongar la vida útil del sistema de presas. El resultado es un menor costo total de propiedad.

3.7 Experiencia en proyectos globales y soporte técnico

Con iniciativas en más de 100 países y clientes en los sectores de riego, hidroelectricidad, agua municipal y minería, BPM Geosynthetic aporta experiencia global a cada proyecto de presa. La organización ofrece soluciones personalizadas, asesoramiento técnico in situ y calidad certificada por terceros para garantizar el éxito en cada proyecto.

3. Casos prácticos de aplicación de geomembranas BPM en el almacenamiento de presas

Caso 1: Revestimiento de geomembrana de HDPE para presa agrícola en Asia Central

• Descripción general del proyecto

- Ubicación: Región de Almaty, Kazajstán

- Tipo de proyecto: Presa de almacenamiento de agua de riego

- Superficie revestida: 450.000 m²

- Producto utilizado: Geomembrana de HDPE limpia de 1,5 mm + geotextil no tejido

- Cliente: Autoridad Regional de Recursos Hídricos

• Antecedentes del proyecto

La región de Almaty se enfrenta a una escasez habitual de agua durante el verano debido a la escasez de lluvias y la excesiva evaporación. Para facilitar el riego agrícola y mejorar la seguridad alimentaria, el gobierno inició la construcción de un gran embalse de tierra fuera del cauce. La presa fue diseñada para contener ocho millones de metros cúbicos de agua de escorrentía superficial y de deshielo.

Dado que el embalse se construiría sobre suelo aluvial con impermeabilidad negativa, el control de filtraciones se convirtió en una prioridad de ingeniería fundamental. El proyecto requirió un revestimiento de alto rendimiento para prevenir la pérdida de agua y garantizar la seguridad del embalse.

• Desafíos y requisitos

- Alto Riesgo de Filtraciones: El suelo herbáceo estaba constituido por suelos sueltos de arena y grava con alta permeabilidad.

- Gran Superficie: La zona revestida supera los 250.000 m², incluyendo tanto el fondo del embalse como los taludes del terraplén.

- Temperaturas extremas: Los alrededores experimentan amplias variaciones de temperatura desde -25°C en invierno hasta +40°C en verano.

- Limitaciones de tiempo: La agenda de desarrollo solía ser ajustada debido a la naturaleza estacional del flujo de agua y la demanda de riego.

- Durabilidad: El revestimiento debe durar más de 20 años con un mantenimiento mínimo.

• Solución proporcionada a través de BPM

Luego de la evaluación técnica y consulta, BPM Geosynthetics propuso una máquina de revestimiento completa utilizando:

• Geomembrana de HDPE lisa de 1,5 mm:

- Fabricado con resina HDPE virgen estabilizada a los rayos UV.

- Excelente resistencia química y estabilidad dimensional.

- Certificado según las normas ISO9001 y CE

• Geotextil no tejido perforado con aguja de 200 g/m²:

- Se instala como capa de amortiguación debajo de la geomembrana.

- Evita perforaciones causadas por grava afilada o irregularidades del subsuelo.

• Tecnología de soldadura por fusión:

- Todas las costuras fueron soldadas mediante máquinas de soldadura de cuña caliente computarizadas.

- Energía de la costura examinada en el sitio según ASTM D6392

• Soporte técnico en sitio:

BPM proporcionó un técnico superior para informar a los equipos del vecindario y garantizar una instalación, control de calidad y pruebas adecuadas.

• Aspectos destacados de la construcción

- La geomembrana alguna vez se entregó en rollos de 12 metros de ancho para un despliegue más rápido.

- La tarifa de instalación promedió 10.000 m²/día en alguna etapa de las fases superiores

- La prueba de integridad diaria se llevó a cabo mediante el uso de métodos de prueba de presión de aire y campo de vacío.

- Se utilizó una zanja de balasto de grava a lo largo del perímetro para anclar los bordes de la geomembrana.

• Resultados y comentarios de los clientes

Tras su puesta en servicio, el embalse retuvo agua eficazmente durante la primera temporada de riego, sin ninguna filtración detectable. La evaluación satelital de la humedad determinó una pérdida mínima de agua, y las inspecciones in situ confirmaron la ausencia de daños en el revestimiento o puntos de tensión.

El dispositivo de geomembrana de BPM superó las expectativas. El equipo técnico brindó un soporte excepcional y el embalse ya está completamente operativo, salvo por fugas. Esta solución nos ayudó a preservar agua valiosa y a apoyar a las comunidades agrícolas locales.

• Impacto y beneficios

- Reducción de pérdidas de agua: Ahorro financiero anual estimado de más de 700.000 m³ de agua

- Rentabilidad: menores costos de conservación a largo plazo en comparación con los revestimientos de núcleo de arcilla o de hormigón.

- Sostenibilidad: Mayor seguridad hídrica regional y productividad agrícola

- Escalabilidad: el éxito de este desafío ha llevado a funciones de línea comparables en las provincias vecinas.

Caso 2: Geomembrana de LLDPE para una presa hidroeléctrica en Sudamérica

 

• Descripción general del proyecto

- Ubicación: Región Cusco, Perú (Altiplano Andino)

- Tipo de proyecto: Presa hidroeléctrica de montaña – Cuenca de almacenamiento de agua

- Superficie total revestida: 470.000 m²

- Producto utilizado: Geomembrana LLDPE texturizada de 1,5 mm + geotextil de 300 g/m²

- Cliente: Ministerio de Energía y Minas del Perú

• Antecedentes del proyecto

Como parte de un plan nacional de diversificación energética, el gobierno peruano financió el desarrollo de una central hidroeléctrica de pasada en la sierra de Cusco. Para compensar el deshielo estacional y mejorar la estabilidad de la generación de energía, se construyó una cuenca de almacenamiento a gran altitud, a 3900 metros sobre el nivel del mar.

La cuenca estuvo rodeada antiguamente por un terreno montañoso inestable con roca fracturada y pedregal. Un revestimiento impermeable era indispensable para retener el agua, evitar filtraciones en el lecho rocoso fracturado y evitar la contaminación de los humedales de las tierras altas circundantes.

• Desafíos y requisitos técnicos

- Altitud extrema y clima frío: las temperaturas caían regularmente por debajo del punto de congelación; la exposición a los rayos UV era alta a gran altitud.

- Subrasante irregular y rocosa: La subrasante requería un revestimiento que se adaptara al terreno irregular y soportar perforaciones.

- Estabilidad de taludes: Las pendientes pronunciadas suponen un esfuerzo cortante excesivo y riesgo de deslizamiento.

- Sensibilidad ambiental: La cuenca solía estar ubicada cerca de un ecosistema de humedal frágil, lo que requería una estricta prevención de fugas.

- Ventana de construcción limitada: solo se han tenido 4 meses disponibles para la instalación debido al clima estacional.

• Solución a través de BPM Geosynthetics

Para abordar lo anterior, BPM propuso un sistema de revestimiento compuesto diseñado para brindar flexibilidad, durabilidad y adherencia a pendientes:

• Geomembrana LLDPE texturizada de 1,5 mm:

- Proporciona mayor elongación al aplastamiento y flexibilidad que el HDPE

- Piso texturizado con mejor interfaz de fricción con pendientes pronunciadas

- Resistente a los rayos UV y adecuado para condiciones descubiertas en altitud.

• Geotextil perforado con aguja de 300 g/m²:

- Colocado debajo del revestimiento para la seguridad del subsuelo y resistencia a las perforaciones.

- Instalado en dos capas en zonas de alta presión (zona de los dedos y salidas de drenaje)

• Diseño de zanja de anclaje:

- Las zanjas de anclaje perimetrales y de coronación se reforzaron con bloques de hormigón para hacer frente a levantamientos y deslizamientos.

- Prueba de elevación del viento realizada antes del despliegue del revestimiento.

• Monitoreo completo de QA/QC:

- Cada costura soldada fue sometida a pruebas de tensión del canal de aire.

- El laboratorio en el sitio realizó controles de energía de corte y pelado de conformidad con la norma ASTM D7002

• Construcción e implementación

- Los materiales fueron transportados por aire al sitio web debido al acceso lejano.

- A pesar del duro entorno, la geomembrana solía instalarse con un coste de 6.000–8.000 m²/día.

- Geomembrana texturizada aplicada correctamente en pendientes pronunciadas, eliminando la necesidad de refuerzo con geomalla.

- La gente local recibió capacitación de los ingenieros de BPM sobre el manejo y los métodos de soldadura a gran altura.

• Resultados y comentarios de los clientes

La tarea se completó a tiempo y la cuenca ha estado operativa durante dos temporadas húmedas completas. La retención de agua superó las expectativas del formato, y el sistema de revestimiento no ha mostrado signos de deslizamiento, fugas ni degradación por rayos UV.

• Comentarios del cliente:

El rendimiento general de la geomembrana de LLDPE de BPM bajo condiciones de gran altitud fue excepcional. Resistió el frío, el terreno y el viento mejor de lo esperado. El suelo texturizado nos brindó mayor confianza en zonas escarpadas. Recomendamos especialmente BPM para proyectos complejos de presas o embalses.

• Beneficios del proyecto e impacto a largo plazo

- Prevención de fugas: humedales protegidos aguas abajo de posibles filtraciones

- Estabilidad en la generación de energía: Se permitió que el agua regular fluyera con el flujo de los generadores durante todo el año.

- Cumplimiento Ambiental: Cumplió con todos los requisitos establecidos con la ayuda del organismo supervisor ambiental del Perú (OEFA)

- Modelo replicable: Adoptado como modelo generalizado para diferentes revestimientos de embalses de gran altitud en los Andes.

4. ¿Es la geomembrana BPM el socio adecuado para su proyecto de almacenamiento de presas?

Con más de 18 años de experiencia, exportaciones a más de cien países y certificaciones de terceros (ISO, CE, SGS), BPM ofrece productos confiables, soporte técnico especializado y una trayectoria comprobada en infraestructuras hídricas complejas. Ya sea una obra nueva o una rehabilitación, las geomembranas BPM están diseñadas para un alto rendimiento.