Manual para el diseño y la construcción

de Tajamares de Aguada

Mario García Petillo (1), Pancracio Cánepa (2) Carlos Ronzoni (3)

(1) Dr.IngenieroAgrónomo,ProfesorAgregadodeHidrología,DepartamentodeSuelosyAguas,FacultaddeAgronomía

(2) IngenieroAgrónomo,DirecciónGeneraldeRecursosNaturalesRenovables,MinisteriodeGanadería,AgriculturayPesca

(3)IngenieroAgrónomo,CoordinadordelFondodePrevencióndelosEfectosdelaSequía,ProyectoProducciónResponsable.

Primeraedición,febrerode2008.Montevideo,Uruguay

ProyectoProducciónResponsable-MGAP18deJulio1496,primerpisoTels.:4026334/4026324lFax:4026335

Diseñoydiagramación:AnaLauraSuescun

Fotografías:ProducciónResponsable-MGAP

Impresoen:4TINTAS

ISBN978-9974-563-39-1

“Una tremenda sequía asola nuestro territorio y las autoridades se hacen eco de la justificada alarma de productores y de la población en general, adoptando medidas extraordinarias.

Por unanimidad de sus miembros se dicta la siguiente resolución, ante la ansiada expectativa de todos: Implorar de la divina Misericordia, ha-ciendo rogativas, con novenario a los Santos Patronos, para que por su mediación y ruegos consiga este Pueblo la lluvia que necesita”

ResolucióndelCabildodeMontevideo13deabrilde1793.

Prólogo

AgradecemosalosIngenierosAgrónomosPancracioCánepayMarioGarcíaelhaberelaboradoesteManual,queaportaconocimientostécnicosdegranutilidadalFondodePrevencióndelosEfectosdelaSequiayquecontribu-yearescataryfundamentareldiseñoyconstruccióndelosembalses,másconocidoscomo“tajamares”,detantautilidadalosproductoresganaderosbeneficiariosdelProyectoProducciónResponsable-MGAP.

Estaobra,yahasidomuyútilyloseráaúnmás,enlostalleresdecapacitaciónycomoguíademuchostécnicosyproductoresquehoydiseñan,construyenodirigenobras,utilizandorecursosnaturalescomoelsueloyelagua.Lain-troduccióndeesteemprendimientoaportasaberhumanoalostajamares,tannecesariosparalosganaderosdelnorteuruguayo.

Sin duda, este material técnico será enriquecido con nuevas propuestas yvariantespropiasdenuevassituacionesgeográficasyhumanas.

Reiteramos,ennombredeladireccióndelProyectoProducciónResponsable,elgestodesinteresadodelosautoresdeaportarsusconocimientos;sumayorgra-tificaciónseráverloshechosrealidad,enlosmillonesdemetroscúbicosdeaguaembalsada,enprediosdepequeñosymedianosproductoresganaderos.

Ing.Agr.CarlosRonzoni

CoordinadordeFondodePrevencióndelosEfectosdelaSequía.

ProyectoProducciónResponsable.

Tabla de contenidos

Introducción .......................................................................................................................... 9

Tajamares ............................................................................................................................ 11

Selección de la ubicación ..................................................................................................... 12

Volumen máximo a almacenar en el lago ............................................................................. 14

Altura del Tajamar para el “volumen útil” ............................................................................ 17

Determinación de la altura del Tajamar para el “volumen útil” ............................................. 27

Eliminación de los excesos de agua ..................................................................................... 28

Borde libre o “revancha” ...................................................................................................... 47

Altura definitiva de la cortina ............................................................................................... 48

Ancho de la cortina .............................................................................................................. 50

Dentellón de anclaje ............................................................................................................ 51

Cálculo del volumen de tierra............................................................................................... 52

Cálculo de la eficiencia del Tajamar ..................................................................................... 56

Obras complementarias ....................................................................................................... 56

Construcción ....................................................................................................................... 59

Informe técnico .................................................................................................................... 60

Anexo..... ............................................................................................................................. 61

Bibliografía .......................................................................................................................... 63

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IntroducciónLanutricióndelganadoesuntemaqueseestudiaenprofundidadennuestropaís,tantoenlaFacultaddeAgronomíacomoenladeVeterinaria.

Sinembargo,alaguacomonutrienteselehaprestadopocaatención,basadoenelsupuestoque,cuandoexisteunafuentedeaguacercana,losrequerimientosdelosanimalesestánsiendocubiertos.Debidoaesto,raramentesoncuantificadoslosrequerimientosdeaguadediferentescategoríasenpastoreoydifícilmentesetienelacertezadesilafuentedeagualosestácubriendosatisfactoriamente.

SegúnBerettayBruni(1998),desdeelpuntodevistaproductivo,unarestricciónenelconsumoadeaguarespectoaloqueelanimalrequiereredundaráenunamermadelproductorespectoalpotencialesperado.Porlotanto,enfatizanenlanecesidadderevalorizarelroldelaguacomonutrienteparaelanimalyelmanejodelaguaenelsistemadeproduccióncomoherramientaquegaranticeunconsu-moacordealosrequerimientos.

CarámbulayTerra(2000),expresanquedenadavalecontarconcantidadesili-mitadasdeforrajesinosedisponedesuficienteaguadebebidaencadapasturadelestablecimiento.Sólodeestamanerasepodráhacerunautilizacióneficientedelalimentodisponibleenelpredio.

Enépocascríticascomolassequíasprolongadassiempreseproducencrisisforra-jeras.Enestecasoentreotrasestrategias,sepuedeimportarelalimentodesdeotrosestablecimientos,desdeotrasregionesdelpaísoaúndesdeelexterior.Estaestrategiaesprácticamenteimpracticableenelcasodelaguaconlaquesedebecontarenelpredio.

Laprovisiónyubicacióndelaguadebebidaestambiénunfactordemanejo.Va-lentine(1947)citadoporStuth(1993),sostienequeeláreaóptimadepastoreoesaproximadamentecircularysuradiogeneralmentenosuperalos800mdesdelafuentedeagua.

La consecuencia directa de un suficiente y seguro abastecimiento de agua decalidadseráunapotenciacióndelimpactoproductivodelasdemástécnicasqueseesténaplicando.

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Lasfuentesdeaguapuedenserbásicamente:

1. Aguadas naturalesEnestecasoesnecesarioquepaseporelprediounrío,arroyo,cañada,etc.,quenuncasecorteenlosperíodosdeseca.

2. PozosEsnecesarioqueexistaunacuíferoquedeelcaudalsuficiente,yaunapro-fundidadtalquehagasuexplotaciónrentable.Enestecaso,elsistemadebenecesariamentecontarconunabombaqueeleveelagua(generalmentedepistón,accionadaporunmolinodeviento)yprobablementeconuntanqueaustralianoparaalmacenarelagua.

3. TajamaresLos tajamares sonobrasde ingenieríaagrícolaque interceptany almace-nanelescurrimiento.Cuandonosedisponedeaguadasnaturalesquenosecortenamenosde800mdedistancianisedanlascondicionesexpresadasenelliteralanterior,laconstruccióndeuntajamaresgeneralmentelamejoropcióncomoaguada.

Estetrabajotieneporfinalidadexplicarcómosediseñayconstruyeuntajamarqueproveaunaaguadaseguratantoencantidadcomoencalidaddeagua.

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TajamaresLostajamaressonobrasqueconsistenenunirdosladerasqueseaproximanme-dianteunacortinadetierrabienapisonada,quedetieneelescurrimientodelasaguasdelluvia,formandounalaguna(Ghiggia,1976).

Deestadefiniciónsedesprendenlascondicionesnecesariasparalaconstruccióndeestasobras:i.quehayaunatopografíaadecuada,ondulada;ii.quehayatierracapazdeserapisonadayformarunapareddemuybajapermeabilidadyiii.queseproduzcanescurrimientoscapacesdeserinterceptadosyalmacenados.Enlamayopartedenuestroterritoriosedansimultáneamenteestastrescondiciones.

Debidoaesto,yaen1951lamisióndelBIRFyFAOensuinforme“Recomen-dacionesparaeldesarrolloagrícoladelUruguay”citadoporGhiggia(1976)ex-presaba:“Debeadoptarseunprogramadeconstruccióndetajamaresyembal-seseconómicosparaabrevaderosdelganadoenlamayorpartedelaspraderasonduladasdelUruguay,conelobjetodesuplir lasnecesidadesderivadasde lasub-divisióndelospastos.Sehademostradoqueestosembalsesconstituyenunasoluciónprácticadelproblemaenpraderassemejantesdeotrospaíses.Contraria-mentealacreenciapopular,elaguaalmacenadaenestaformaesperfectamentesatisfactoriaparaelganado”.

LavariabilidadesunacaracterísticaimportantedelasprecipitacionesenUruguay.Ellocomprende tantoa la frecuencia (númerodedíasde lluvia),a susvalores(diariosymensuales)comoasusintensidades(mmporhora).Elpaístienepe-ríodosdeocurrenciadeprecipitacionesqueexcedennotablementealasnorma-lesytambiénperíodosaltamentedeficitarios.Ambosfenómenospuedenocurrirsimultáneamenteenelterritoriouruguayo:unaregiónacumulaprecipitacionesmuyporencimadelosvaloresesperadosmientrasqueotraregistradéficitimpor-tantedentrodelmismolapso.

UninformedelIMFIA,citadoenelPlandeLuchaContralaSequía(MGAP-MVO-TMA,2005)estableceque lavariabilidadentreañosescuatrovecesmenorquelavariabilidadentremeseslocualexpresaquelavariabilidadinteranualsereducefuertementecuandoseconsideranvariosmesesacumulados;éstaeslaprincipaljus-tificacióndelaconstruccióndeembalsesparalaregulaciónhídricainterestacional.

LaDirecciónNacionaldeHidrografíadelMinisteriodeTransporteyObrasPúbli-cas(DNH-MTOP),organismorectorenestetemática,clasifica losembalsesenfuncióndeláreadelacuencadeaporte,laalturadelaobrayelvolumenmáximoembalsabledeaguaendoscategorías:tajamaresyrepresas.Asuvez,dentrodecadaunadeéstasdefinelassubcategoríaschico,medianoygrande(Tabla1).

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Tabla 1. Clasificación de embalses según la DNH-MTOP de acuerdo al área de la cuenca de aporte a la obra (A, has.);

la altura de la obra (H, m) y el volumen máximo embalsable de agua (V, m3).

A<4 4≤A<40 40≤A<200 200≤A<500 500≤A<1000 1000≤A<5000 5000≤A<15000 A≥15000

H<3

V<12.000 = Tajamar Chico

12.000≤V<120.000 = Tajamar Mediano

V≥120.000 = Tajamar Grande

3≤H<5TajamarChico

TajamarMediano

TajamarGrande

V<120.000 = Tajamar Grande

120.000≤V<600.000 = Represa Chica

V≥600.000 = Represa Mediana

5≤H<15 V<120.000 = Tajamar GrandeRepresaChica

RepresaMediana

RepresaGrande I

Represa Grande II

V≥120.000 = Represa ChicaRepresaGrande II

RepresaGrandeIIIH≥15

LosIngenierosAgrónomosestánautorizadosadiseñartajamares,mientrasqueparahacerrepresasesnecesarialafirmadeunIngenieroCivil.

Lasobrasparaaguadaquesetrataránenestetrabajo,entrantodasdentrodelacategoríaTajamares.

Selección de la ubicaciónSedefinelaeficienciadeuntajamarcomoelcocienteentreelvolumenmáximodeaguaembalsadayelvolumendetierracompactado.

Desdeelpuntodevistaeconómico,lamejorubicacióndeuntajamareslaquegeneralamáximaeficiencia,esdecir,queparaalmacenarunciertovolumendeaguasedebemoverlamenorcantidaddetierra.Sedeberecordarqueelprincipalcostodeuntajamaresjustamenteelmovimientodetierra.

Laeficienciadependedelatopografíadelsitio.Unbuensitioeselqueresultadeunacortinaoterrapléncorto,dondelaspendientestransversalessonaltasperolapendientedelavíadedrenajeesbaja.

EstoseejemplificaenlaFigura1,enlacuallasituaciónidealseríalarepresentadaen(a)y(c).

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Figura 1. Corte longitudinal con baja (a) y alta pendiente (b). Corte transversal con alta (c) y baja pendiente (d).

Esrecomendableseleccionarlosdosotressitiosmásconvenientesapriori,parahacerunanálisismásdetalladodecadaunodeellos,yseleccionareldefinitivoconmáselementosdejuicio.Lametodologíaparalaseleccióndelossitiosdependerádelosmaterialesdebasequesedisponga.Sisetieneunplanotopográficodelpredio,esmuyfácilyseguroelegirelmejorlugar.Sisólosedisponedeunpardefotosaéreas,porestereoscopíasepuedenselec-cionarlossitiosmáspromisorios.Sinosetieneningunodeestosmateriales,sedeberárecorrerelcamposiguiendolosbajos,buscandoaquellossitiosquequedanmás“encajonados”entredosladeras.Elotrofactorqueinfluyeenlaeficienciaeseltamañodelaobra.Enunmismositio,cuantomayorseaeltajamarmayorserásueficiencia,puescadametrodealturaqueseagregaresultaráenunaumentodelvolumendeaguamásquepro-porcional.Debidoaesto,lostajamaresdeaguadatienen,engeneral,eficienciasmuybajas.

EsteefectosevisualizaenlaFigura2,queresumelaeficienciadealgunasobrasanalizadasporelIng.LuisTeixeiraensuconsultoríasobreelprogramaPRENA-DER.Lasobrasanalizadasenestecasofueronrepresasderiego,deuntamañomuysuperioralostajamaresdeaguada.

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0

5

10

15

20

25

30

35

0 500 1000 1500 2000 2500 3000

Volumen almacenado (m3*103)

Efic

ienc

ia

Másalládelaeficiencia,existenotrasconsideracionesquesedebenhaceralmo-mentodeelegirlaubicación,comoporejemplo,cercaníaalospotreros.

Volumen máximo a almacenar en el lagoUnavezelegidoslossitiospromisorios,sinosedisponedeunplanotopográfico,sedeberáhacerellevantamientodelazonaenquesevaaconstruirlacortina,lazonaqueseráocupadaporellago,ysusalrededores.

EnlaFigura3semuestraunplanocomoelseñalado,incluyendolaalineacióndelafuturacortina(a-a’).

Elsiguientepasoesmedireláreaencerradaentrecadacotaylacortinadelta-jamar.Enelejemplo,elpuntomásbajodeltajamarestáenlacota33.90,porloquesedebemedireláreaencerradaenlascotas34,35,36yasísucesivamente.

Lamedicióndeáreasseharáconunplanímetro,yenelcasomuyprobablequenosedispongadedichoaparato,sepuedencontarlospuntosencerradosme-dianteunacuadrículadepuntos,oloscuadradosencerradosmedianteunpapelcua-driculado.Elnúmerodepuntos,corregidoporlaescala,indicarácadasuperficie.

Figura 2. Relación entre el volumen almacenado y la eficiencia, en algunas obras construidas por el programa PRENADER.

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Figura 3. Plano de curvas de nivel y alineación de la cortina del tajamar.

Conlosvaloresdeáreaasíhallados,secalcularáelvolumendeaguadellago(Ta-bla2).Lasemisumadelasuperficiededoscotasconsecutivas,multiplicadaporelintervaloverticalentreesascotas,daelvolumenencerradoentreellas.

Procediendoasíconlasdistintascotasysumandolosvolúmenesparcialesobteni-dos,seobtendráelvolumentotalparalaalturadelacotamáximaconsiderada.

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Tabla 2. Cálculo de los volúmenes parciales y acumulados, del tajamar representado en la Figura 3.

CotaÁrea encerrada

en cada cota(m2)

Semisuma áreas

sucesivas(m2)

Intervalo vertical

(m)

VolumenParcial(m3)

VolumenAcumulado

(m3)

33.90 0 0 0 0 0

34 100 50 0.1 5 5

35 5000 2550 1 2550 2555

36 22500 13750 1 13750 16305

37 40000 31250 1 31250 47555

38 66875 53438 1 53438 100993

39 95000 80938 1 80938 181930

Conlosvaloresasíobtenidosesútilconfeccionarunagráficaquepermiteobte-ner,paracualquieralturaconsiderada,eláreadelagoyelvolumenalmacenadoquelecorresponden(Figura4).

Estascurvasrespondenaunaecuaciónpotencial,deltipoy=a.xb,quesonlasqueutilizaelprograma“Balancedeuntajamardeaguada.xls”(García,M.2007)paraestimarlaalturadellagoparaciertovolumenembalsado,ylasuperficiedellagoparaciertaalturadelmismo.

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Figura 4. Curvas altura/área y altura/volumen

Altura del Tajamar para el “volumen útil”Eltajamaresundepósitoqueestáteniendoenformacasipermanenteaportesdeagua(escorrentíasuperficial,precipitacióndirectasobreellago)yextracciones(evaporacióndirectadel lago, consumode los animales). La infiltraciónpor elfondodellago,oatravésdelacortina,seconsideradespreciableenuntajamarbienconstruidoyasentado.

Porlotantoesmáscorrecto,paraeldiseñodeestasobras,analizarloenformadinámicacomounbalanceentrelosaportesyextracciones,quedelaformamás“tradicional”queconsistíaenalmacenarundeterminadovolumenantesdelve-rano,quesóloibaatenerextraccionesduranteelmismo.

Debidoaquehacerunbalancediario,considerandocadalluviaindividual,seríamuypocopráctico,serecomiendahacerestebalanceentérminosmensuales.

Losdistintoscomponentesdeestebalancesecalculandelasiguientemanera:

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1. Precipitación directa Todoloquellueveunmesdeterminadosobreellagoesaporteútil.Elvolu-

men(enm3)secalculacomolaalturadeprecipitación(m)multiplicadoporlasuperficiedellago(m2)enesemes.

2. Evaporación directa SecalculacomolaevaporacióndelTanque“A”(m)máscercano,multiplicado

porelfactor0,7.Sepasaavolumenmultiplicadoesevalorporlasuperficiedellago(m2)enesemes.

3. Escurrimiento SeproponeutilizarelmodeloPrecipitación-EscurrimientomensualdeTemez.

EstemodelohasidocalibradoenUruguaycondatosde12cuencashidrográ-ficas(Gentaetal.,2003).

Paralaaplicacióndelmodeloenunacuencadeterminadaesnecesariodispo-nerdelossiguientesdatos:

Precipitación en la cuenca (Pi) (mm/mes) Sedebedisponerdeldatodeprecipitaciónmensualdelpluviómetromáscer-

canoalacuenca.EstainformaciónestádisponibleenlaDirecciónNacionaldeMeteorologíayserecomiendanporlomenos30añosdelosregistrosmásrecientes.Conelprograma“Balancedeuntajamardeaguada.xls”sesumi-nistraunabasededatospluviométrica.

Área de la cuenca de aporte (Ac) (ha) Silacuencaesrelativamentegrande,utilizandolascartasdelServicioGeo-

gráficoMilitarsedelimitalamismaysedeterminasusuperficie.Encuencasmenoressetrazanloslímitesporestereoscopíaenfotosaéreasysemidesuárea con planímetro o papel cuadriculado o milimetrado. En cuencas muychicas,sepuededelimitardirectamenteenelcampo.Entodosloscasos,sepuedemedirdirectamenteenelcampoutilizandounGPS,conunniveldeerrormásqueaceptableaestosefectos.

Agua disponible de los suelos (AD) (mm) Secalculaelvalordeaguadisponibledelossuelosdelacuencaponderando

porlarespectivaáreaocupada(Tabla3).

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Unidad Cartográfica de Suelos

(escala 1:1.000.000)Grupo

Agua Disp. (mm)

Unidad Cartográfica de

SuelosGrupo

Agua Disp. (mm)

Alférez AF C 124,7 Lechiguana Le D 113,3

Algorta Al C/D 123,7 Libertad Li C 146,7

Andresito An B 63,7 Los Mimbres LM C 100,1

Angostura Ag A/D 155,1 Manuel Oribe MO C 145,8

Aparicio Saravia AS C 139,7 Masoller Ma C 52,1

Arapey Ay D 136,8 Montecoral Mc D 84,7

Arroyo Blanco AB C 101,0 Palleros Pll C/D 116,5

Arroyo Hospital AH C 86,1 Paso Cohelo PC D 147,4

Bacacuá Ba B 97,1 Paso Palmar PP B 88,2

Balneario Jaureguiberry BJ A 134,5 Pueblo del Barro PB D 131,6

Bañado de Farrapos BF D 178,7 Puntas de Herrera PdH C 85,8

Bañado de Oro BO C 89,0 Queguay Chico QCh D 32,7

Baygorria By C 110,5 Rincón de la Urbana RU C 131,1

Bellaco Bc D 146,2 Rincón de Ramirez RR D 73,3

Béquelo Bq C 138,2 Rincón de Zamora RZ B/C 148,3

Blanquillo Bl C 114,6 Río Branco RB D 102,0

Cañada Nieto CñN D 146,4 Río Tacuarembó RT D 161,0

Capilla de Farruco CF B/D 35,4 Risso Ri D 150,6

Carapé Ca B 41,5 Rivera Rv B 179,6

Carpintería Cpt D 139,0 Salto St D 107,2

Cebollatí Cb C 167,6 San Carlos SC C 78,0

Cerro Chato CCh B 78,6 San Gabriel - Guaycurú SG-G B 92,4

Colonia Palma CP C 108,9 San Jacinto SJc D 83,1

Constitución Ct A 73,6 San Jorge Sjo D 141,2

Cuaró Cr D 93,2 San Luis SL D 176,2

Cuchilla Caraguatá Cca C 71,2 San Manuel SM C 117,3

Cuchilla Corrales Cco C 160,6 San Ramón SR D 152,7

Cuch. de Haedo – Pº de Los Toros CH-PT D 21,5 Santa Clara SCl B 63,6

Cuchilla del Corralito CC C/D 119,8 Sarandí de Tejera SdT B/C 50,0

Tabla3. Agua Disponible de las tierras del Uruguay

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Cuchilla Mangueras CM C 150,2 Sierra de Aiguá SAg D 42,6

Cuchilla Santa Ana CSA C 51,8 Sierra de Animas SA B 50,1

Curtina Cu D 55,2 Sierra de Mahoma SMh B 43,9

Chapicuy CH B 100,1 Sierra Polanco SP B/C 73,0

Ecilda Paullier - Las Brujas EP-LB C 136,7 Tacuarembó Ta C 168,4

El Ceibo EC D 78,6 Tala - Rodríguez Tl-Rd C/D 130,9

El Palmito Epa C 142,3 Toledo Tol C 118,7

Espinillar Ep C 141,0 Tres Bocas TB C 110,8

Fraile Muerto FM C 133,4 Tres Cerros TC B/C 85,1

Fray Bentos FB C 115,4 Tres Islas TI B 96,6

India Muerta Imu D 171,1 Tres Puentes TP B/C 103,4

Isla Mala IM C 102,1 Trinidad Tr C/D 148,4

Islas del Uruguay IU D 183,0 Valle Aiguá VA C 102,8

Itapebí -Tres Árboles I-TA D 124,2 Valle Fuentes VF C 131,4

José Pedro Varela JPV C 87,2 Vergara Ve D 117,1

Kiyú Ky C/D 154,7 Villa Soriano VS C 173,3

La Carolina LC C/D 156,1 Yí Yi B/C 71,0

La Charqueada LCh D 95,2 Young Yg C 145,0

Laguna Merín Lme D 169,3 Zapallar Zp C 153,2

Las Toscas LT B 177,5 Zapicán Za C 84,8

Lascano La D 126,4

Segunda Aproximación. Mayo de 2001, J.H. Molfino; A. Califra, División Suelos y Aguas, Dirección General de Recursos Naturales Renovables, Ministerio de Ganadería, Agricultura y Pesca

Evapotranspiración media mensual (ETPm) (mm/mes)LaevapotranspiraciónmediamensualsedeterminalocalizandoenelmapadelaFigura5elvalorcorrespondientealacuenca.

Ciclo anual medio de evapotranspiración potencial (ETPi) (mm/mes)SeobtienemultiplicandoelvalordeETPmporloscoeficientesdedistribucióndelcicloanualmedio(Tabla4).

Foto 1. Inspección en Paraje Topador, Artigas

Foto 2. Marcación de la obra

Foto 3. Construcción de terraplén

Foto 4. Inauguración de Tajamar en Salsipuedes, Tacuarembó

T A J A M A R E S D E A G U A D A

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Figura 5. Isolíneas de evapotranspiración media anual (ETPm, mm/mes)

Tabla 4. Coeficiente de distribución del ciclo anual

Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic

1.88 1.56 1.37 0.88 0.58 0.36 0.37 0.47 0.61 0.94 1.25 1.72

3.1. Estructura del modelo ElmodelodeTemezesunmodelodebalancehídricoagregado,queestimael

escurrimientomensualdeunacuencaapartirdelaprecipitación,elalmace-namientoenelsueloylaevaporaciónpotencial.

LaestructuradelmodeloseobservaenlaFigura6.Unapartedelaguaqueprecipita(P)formaelexcedente(T)yelrestodelagua(P-T)esalmacenadaenlaprimercapadelsuelo,enlaquesegeneralaevapotranspiraciónreal(ETR).Delexcedente(T)unapartesalecomoescorrentíasuperficial(Asup)yelrestoingresaaunalmacenamientosubterráneo (V)a travésdelcual se traspasaaguadeunmesaotro.Ladescargadelalmacenamientosubterráneo(Asub)ylaescorrentíasuperficial(Asup)conformanlaescorrentíatotal(AT).

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T A J A M A R E S D E A G U A D A

Figura 6. Estructura del modelo de Temez precipitación – escurrimiento de paso mensual

3.1. Operación del modelo

Máxima cantidad de agua que puede no participar del escurrimiento

Precipitación mínima para que exista escurrimiento

oiiii

oiii PsiP

PoiPPPT ⟩−+

−=

2)( 2

δ

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Humedad del suelo al final del mes

Infiltración al almacenamiento subterráneo

Escurrimiento superficial

Volumen del almacenamiento subterráneo

Escurrimiento total

Evapotranspiración real

Aporte subterráneo

3.3. Calibración del modelo en Uruguay (12 cuencas):

4. Consumo por los animales

Losrequerimientosnetosdeaguadeunanimalestándadosporlacantidaddeaguanecesariaparamantenerelbalancecorporal.Lasmismasequivalenalasumadelaspérdidasdeaguaenhecesyorina,pérdidasevaporativasparadisiparelcalor,elaguaretenidaenelcuerpoentejidosparacrecimientoy

maxmax IT

TII

i

ii +=

21 **

t

it

ii eIeVVα

α−

−− +=

27

T A J A M A R E S D E A G U A D A

preñez,asícomolasecretadaenleche.Estascantidadesnosonfijas,sinoquevaríanenfuncióndenumerososfactores.Lainteraccióndetodoséstosdeter-minaquelosrequerimientosdeaguaseanmuyvariables,dependiendodelasdiferentescombinacionesdefactoresquesepresenten(BerettayBruni,1998).

Paravacaslecheras,losautorescitadospresentanlasiguientefórmula:

CA = 5.99 + 0.90*PL + 1.58*CMS + 0.05*Na + 1.20*T

CA -Consumodeagua(l/animal/día)PL-Produccióndeleche(kg/día)CMS -Consumodemateriaseca(kg/día)Na-Contenidodesodiodeladieta(g/día)T-Temperaturaambiente(ºC)

Dadoquealosfinesprácticosseríadificultosoestimardiariamenteelconsumodemateriasecayelcontenidodesodiodeladieta,enelprograma“Balancedeuntajamardeaguada.xls”sesimplificólafórmula,quedandoasí:

CA = 35 + 0.90*PL + 1.20*T

Utilizandolaecuaciónanterior,seconstataqueparavacaslecherasdealtaproduc-ción,enlosdíasmáscálidosdelverano,elconsumopodríasuperarlos100l/día.

Parabovinosdecarne,BerettayBrunicitanelsiguientecuadro(Tabla5),adapta-dodeWinchesteryMorris(1956).

Tabla 5. Consumo diario aproximado de agua (l/animal) en ganado de carne

Temp.ºC

Vacaslactando

Vacas secaspreñadas

Animales encrecimiento

Animales enterminación

409 kg 409 kg 182 kg 273 kg 364 kg 454 kg

4.4 43.1 25.4 15.1 20.1 27.6 32.9

10.0 47.7 27.3 16.3 22.0 29.9 35.6

14.4 54.9 31.4 18.9 25.0 34.4 40.9

21.1 64.0 36.7 22.0 29.5 40.5 47.7

26.6 67.8 25.4 33.7 46.6 54.9

32.2 61.3 36.0 48.1 65.9 78.0

Koolhaas (2003) sugiere los siguientes valores de consumo de agua por cabeza: Ovinos – 8 l/día Equinos – 45 l/día

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28

Determinación de la altura del Tajamar para el “volumen útil”Sehacecorrerelprograma“Balancedeuntajamardeaguada.xls”paraunaseriede30años,paralocualsecalculanmensualmentelosaportesdelluviayescurri-mientoylasextraccionesporevaporaciónyconsumo.

Sevaaumentandoelvolumenembalsadohastaqueenningunodelos30añossimuladossetengadéficitdeagua.(Encualquiercaso,enlahojaBalanceTajamar,sepuedeconsultarenquémesseprodujeronlosdéficit).

Aunque se cumpla la condición anterior con una altura de agua menor, se debe diseñar siempre con una altura mínima de 2 m.

Estacondiciónnoessóloparaasegurarlacantidad(quepuedeestarsobredimen-sionada),sinofundamentalmentelacalidaddelaguaembalsada.Enefecto,esaprofundidadmínimadisminuyelaproliferacióndealgasymantienemásfrescalatemperaturadelagua.

Conelmismoobjetivo,cuandosecorreelprograma,enlahoja“Resumen”,sepuedeponercomoalturamínimadellago(celdaE24)1m,deformadeasegurarsiempreesaalturamínima.

EltajamarpresentadoenlaFigura3,con2mdealturadeagua(cota35.90)formaunlagode1.82hayalmacenaunvolumende14.300m3(Tabla2,Figura4).

Siasumimosquelaalturadelatomadeaguaestáa0.50m,elvolumenquequedaalmacenadopordebajo(350m3)noesaprovechable,porlocualelvolumenútilson14.300–350=13.950m3,elcualesclaramentesobredimensionadoencual-quierhipótesisdedotaciónanimaldelpredio.Lasuperficiedellagoyelvolumenalmacenadosedeterminanconprecisióningresandoenelprogramaunvolumental(14.300m3enestecaso)quelaalturacorrespondientedellagosea2m.Igualprocedimientoparaelvolumennoaprovechableconunaalturade0.50m.

LaalturadeaguaparalacualsediseñaeltajamarseconocecomoMáximoRe-mansoEstático(MRE).

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T A J A M A R E S D E A G U A D A

Eliminación de los excesos de aguaEl agua no debe pasar nunca por encima de la cortina de tierra.Paraevitarlo,esnecesarioconstruir lasobrasnecesariasparaevacuarlasaguasquelleguenalembalsecuandoésteestálleno.

Siempredebeexistiruncanalvertederoentierra,protegidoporcésped,queseacapazdeevacuarlosexcesosproducidosporlasmáximastormentas.Estaobrasellamavertederooaliviaderodemáximas.

Puedeconstruirsetambiénunaliviaderodemínimas,queeliminepequeñosau-mentosdenivelenellagoocasionadosporlluviasmenores,ycuyafunciónprin-cipalesprotegerelvertederodemáximas.

Enefecto,enausenciadelaliviaderodemínimas,cadalluviaqueocurreconellagollenoseráevacuadaporelvertederodemáximas,queestaráentoncesdu-rantemucho tiempo saturadodeagua,debidoaellomalempastadoypor lotantoenunacondiciónmuyerosionableantetormentasdealtaintensidad.

Lasrepresasdebenteneralgúndispositivoquepermitaevacuarhaciaelcaucena-turalelcaudaldeservidumbre(llamadocaudalecológico),aefectosdesatisfacerlasnecesidadesnaturalesdelosprediossituadosaguasabajo.Estecaudalesde0.4l/s/km2(0.004l/s/há),porloqueencuencastanpequeñascomolasdelostajamaresdeaguadasnoseconsidera.

Aliviadero de mínimas

Elaliviaderodemínimasesuntubovertical,cuyabocadeentradapordondeeva-cuarálosexcesosestáalaalturadelMRE,ennuestroejemplo2m.Paraestasobrasseusantubosde200a250mmdediámetro.Laentradadebeprotegerseconunamallaquetrabajecomofiltroparaevitarlaentradadebasuraquepuedaobturarlo.

Este tubovertical conectaen laparte inferior,pormediodeuna“T”conunatuberíadelmismodiámetroqueatraviesaelmuroen lapartemásprofundayevacuaelexcesodeaguadelotroladodelterraplén(Figura7ay7b).

Debidoalasdificultadesconstructivasdeinstalaruntuboverticalenlapartemásaltadelterraplén,enelcasodetajamareschicossepuedesustituirporuntubohorizontalqueaguasdebajodelaparedseelevahastatenerlabocaalaalturadelMRE(Figura7c).

T A J A M A R E S D E A G U A D A

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Todoslostubosqueatraviesenlapareddebenestarprovistodecollarinesantifil-trantesdispuestoscada2m,queevitenlatubificaciónproducidaporlacircula-cióndelaguaentrelatierraylaparedexteriordeltubo.Enelcasodetajamaresgrandes,estoscollarinesdeberánserdemampostería,mientrasqueenelcasodeobraspequeñaspodránserdenylon(bolsas,p.ej.)odegoma(cámarasviejasdetractor),unidosaltuboatándoloscontirasdegoma.

Ladecisióndeconstruironoelaliviaderodemínimadependerádeunbalanceentreelaumentodelasdificultadesconstructivasencasodehacerlo,yelriesgodeaumentarlaerodabilidaddelvertederodemáximasencasodenohacerlo.

Aunnivelsuperioralabocadeentradadeltubovertical(siseconstruyeraelmismo)seubicaelfondodelvertederodemáximasparadarsalidaalosgrandesexcesos.

Unavarianteconstructivadelaliviaderodemínimaseshacerlocomounpequeñocanalentierra,dentrodelvertederodemáximas.Enestecaso,elfondo(plantilla)delvertederodemínimasestará“d”cmmásbajoqueelfondodelvertederodemáximas.Elvertederodemínimassedeberáconstruircontraelbordedelverte-derodemáximasmásalejadodelacortina(Figura7d).

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T A J A M A R E S D E A G U A D A

Figura 7. Diferentes diseños de aliviaderos de mínima

Cálculo de la distancia “d”

Ladistanciaverticalentrelabocadelaliviaderodemínimasyelfondodelver-tederodemáximasdeterminaelvolumenquepuedequedaralmacenadoenellago,sinsalirporelvertederodemáximas,yqueseiráevacuandolentamenteporelaliviaderodemínimas.

Porlotanto,cuandomayorseaesaaltura(llamadadistancia“d”),menosvecesenelañovaaserutilizadoelvertederodemáximas,porlotantosedisminuirásuriesgodeerosión,peroaumentarálaalturatotaldelacortina,porlotantoelvolumendetierraamoveryelcostodelamisma.

Proponemosqueesaalturasealasuficienteparaalmacenarunvolumendeescu-rrimientocorrespondientea10mm.

Paraseguirconelejemplo,supondremosunacuencade8hás.

Unaalturade1mmequivaleaunvolumende10m3porhectárea.Oseaquelos10mmenlas8hásproducenunvolumendeescurrimientode800m3.

Sialos14.300m3quealmacenaellagoenlos2mlesumamosestos800,nosdauntotalde15.100m3,quedeacuerdoalarelaciónaltura/volumen(Figura4)correspondeaunaalturade2.04m(distanciad=0.04m).Estaalturasepuededeterminarconmásprecisiónutilizandoelprograma“Balancedeuntajamardeaguada.xls”ingresandoelvolumen15.100m3.

Aestaalturaseubicaelfondodelvertederodemáximas(FVM).

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Diseño del vertedero de máximas

Elvertederodemáximasesuncanalentierra,deperfiltrapezoidal,conunarela-cióndetaludes(z)de4a1(Figura8).Estecanalsedebemantenerempastado.Elmotivoparaquelostaludesseantanhorizontales,esdarlemásresistenciaalaero-sión.Adicionalmente,estaformapermiteeltránsitodevehículossobrelacortina.

Figura 8. Perfil transversal del vertedero de máximas.

Silasladerastienenpendientediferentes,comoenelcasodenuestroejemplo,elvertederoseconstruiráenlaladerademenorpendiente.Sinembargo,siéstassonsimilares,sepodránhacerdosvertederos,unoencadaladera,ycadaunodeellosdeunanchodelamitaddelcalculado.

Despuésdepasarlacortina,elaguavertidadebeserconducidahastasucaucena-tural.Paraevitarqueelaguaerosioneeltaluddeaguasabajodeltajamar,elcanalvertederodeberátenerunlomoocamellónalolargodesuladoinferior,llamadobigote(Figura15.a).Estebigotetendrálamismapendientequelaquesecalculaparaelvertederodemáximas.

Enalgunascircunstanciasespeciales,especialmenteenlazonadebasaltoelmejoremplazamientodelacortinahacequeenlaszonaspróximasalamismadondeseubicaelolosvertederosocurransuelosmuysuperficialesconrocaconsolidadaapocoscentímetrosdeprofundidad.Lapresenciaderocanopermitelaexcavaciónyelusodeexplosivosparalograrunaplantillahorizontaldelcanalvertederoesmuycaro.

Enestoscasossepuedeadoptarunasolucióndecompromiso,sintocarelterre-no y manteniendo el empastado natural y diseñando el vertedero con seccióntriangular.Elemplazamientodelvertederosiempresehará sobre la laderamássuave.Elbigotefuncionaenestoscasoscomountramodecanaldeladerayhayquedefinirunapendientequenogenereunavelocidaderosiva.EnestecasosedeberánhacercálculoshidráulicosparticularesutilizandolaecuacióndeManning,quesuperanelalcancedeestemanual,porloquesedeberánhacerconsultascontécnicosespecializados.

33

T A J A M A R E S D E A G U A D A

1. Cálculo del caudal pico de escurrimiento

Paradiseñarestecanalvertedero,sedebeconocerprimerocuáleselcaudalquesedeberáevacuar.Esteseráelcaudalmáximoopicoquepuedeproducirlacuenca.ElmismosecalculautilizandoelMétodoRacional:

Q = C * I * A / 3600

Q-Caudalpicodeescurrimiento(m3/s)C -Coeficientedeescorrentía(adimensional)I-IntensidadmáximadelluviaparaunaduraciónigualalTiempode

ConcentracióndelacuencayundeterminadoPeríododeRetorno(m/h).A-Áreadelacuenca(m2).

Lossupuestosqueasumeestemétodosonquea)llueveentodalacuencaconlamismaintensidad,yb)quelluevealamismaintensidaddurantetodoelTiempodeConcentración.

Estossupuestossonválidosparacuencaschicas(<400hás),porloqueésteseráelmétododecálculoseguido.

1.1. Selección del coeficiente de escorrentía “C”

Paraobtenerelcoeficientedeescorrentía“C”detabla,esnecesariopreviamenteestimarlapendientedelacuencayfijarelperíododeretornoautilizar.

s–Pendientedelacuenca(%)

LCN–Longituddetodaslascurvasdenivel(m)

IV–Intervaloverticalentrelascurvasdenivel(m)

Ac –Áreadelacuenca(m2)

Ennuestroejemploconsideramosquelapendienteesdel3,5%.

Elperíododeretorno(T)autilizarestárelacionadoconlavidaútil(vu)delaobra,yconelriesgo(r)queseestédispuestoaasumir(dequeocurraunalluviasupe-rioralatormentadediseño)deacuerdoalasiguienteecuación:

T A J A M A R E S D E A G U A D A

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Paratajamaresdeaguadaserecomiendautilizarunperíododeretornode25años.

Conestosvalores,yconsiderandoquelacuencaestáocupadaconpasturas,seobtieneelcoeficientedeescurrimiento“C”delaTabla6,quees0,42.

Tabla 6. Coeficientes de escorrentía “C” para ser usados en el Método Racional.

Características de la superficie

Período de retorno (años)

2 5 10 25 50 100 500

Área de cultivos Plano, 0-2% Promedio, 2-7% Pendiente, superior a 7%

0.310.350.39

0.340.380.42

0.360.410.44

0.400.440.48

0.430.480.51

0.470.510.54

0.570.600.61

Pastizales Plano, 0-2% Promedio, 2-7% Pendiente, superior a 7%

0.250.330.37

0.280.360.40

0.300.380.42

0.340.420.46

0.370.450.49

0.410.490.53

0.530.580.60

Bosques Plano, 0-2% Promedio, 2-7% Pendiente, superior a 7%

0.220.310.35

0.250.340.39

0.280.360.41

0.310.400.45

0.350.430.48

0.390.470.52

0.480.560.58

Fuente: Chow, V.T., 1994. Hidrología aplicada.

1.2. Cálculo del Tiempo de Concentración de la cuenca (TC)

LamáximaintensidaddelluviasecalculaparaunaduraciónigualdelTiempodeConcentración(TC)delacuenca,porlotanto,primerosedebeestimaréste.

ElTCeseltiempoquedemoraunagotadelluviaquecayóenelpuntomáslejanodelacuencaenllegaralasalida.Enesemomento,todaeláreadelacuencaestáaportandoescorrentía.

Ésteparámetroesunodelosqueestámássujetoaerroresensuestimación,porloquesepresentarándosmétodosdiferentesdecálculodelmismo.Serecomien-

35

T A J A M A R E S D E A G U A D A

dacalcularelTCporambosmétodos,yelegir,comomedidadeseguridad,aquelquehayadadounvalormenor(porlotantosediseñaráparaunamayorI).

1.2.1. Método de distancia/velocidad

Elmétodoconsisteenmedirladistanciamáximaquetienequerecorrerelaguahastalasalidadelacuenca,ydividirlaentrelavelocidadquetomaelagua.

TC(s) = d(m) / V(m/s)

Ladistanciaderecorridodelflujosemideenlacartatopográfica,enlafotoaéreaoenelcampo.

LavelocidaddelaguasedeterminamediantelaTabla7.

Tabla 7. Velocidad del agua en función de la cobertura y la pendiente

Condiciones de la superficie Pendiente (%)

0 - 3 4 – 7 8 - 11 12 - +

Flujo no concentrado

Bosques 0–0.46 0.46–0.76 0.76-0.99 0.99-+

Pasturas 0-0.76 0.76-1.07 1.07-1.30 1.30-+

Cultivos 0-0.91 0.91-1.37 1.37-1.67 1.67-+

Pavimentos 0-2.59 2.59-4.11 4.11-5.18 5.18-+

Flujo concentrado

Canales naturales mal definidos 0-0.61 0.61-1.22 1.22-2.13 2.13-+

Canales naturales bien definidos Calcular por fórmulas

Fuente: Chow, V.T., 1994. Hidrología aplicada.

1.2.2. Método del NRCS

ElTiempodeConcentraciónsecalculautilizandolafórmula

T A J A M A R E S D E A G U A D A

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Donde:TC-tiempodeconcentración(horas)L-longitudhidráulicadelacuenca(mayortrayectoriadeflujo)(km)S-pendiente(%)K-coeficientedecoberturadelsuelo(Tabla8)

Tabla 8. Coeficiente K del método del NRCS

Cobertura del suelo K

Bosques con espeso mantillo sobre el suelo 3.95

Barbecho de hojarasca o cultivos de mínimo laboreo 2.02

Pasturas 1.41

Cultivos en línea recta 1.11

Suelo prácticamente desnudo y sin arar 1.00

Vías de agua empastadas 0.67

Área impermeable 0.50

Continuandoconelejemploqueseveníadesarrollando,conunacuencade8has,vegetacióndepasturasypendientepromediodel3.5%.Supondremosunalongitudmáximadelflujode350m.

Utilizandoelmétododedistancia/velocidad,seleccionamosdelaTabla7.

V = 0.76 m/s, por lo que TC = 350 / 0.76 = 460 s = 7.67 min = 0.13 hs.

UtilizandoelmétodoelNCRSseleccionamosdelaTabla8.K=1.41porloque

TC = 0.91 * 0.35 * 1.41 * 3.5-0.5 = 0.24 hs

Seeligeelvalormenor,TC=0.13hs

1.3. Cálculo de la intensidad máxima de precipitación (I)

Sedebecalcularlaintensidaddeprecipitaciónparaunatormentaconunadura-ción(d)de0.13hsyunPeríododeRetorno(T)de25años.

Deacuerdoalaubicacióngeográficadelacuenca,seseleccionalaprecipitacióndeduraciónd=3horasyT=10años,utilizandoelmapadeisoyetasdelaFigura9.

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T A J A M A R E S D E A G U A D A

Paracontinuarconelejemplo,supondremosquelacuencaseubicaenSalto,porloquelaprecipitacióncond=3horasyT=10añosson94mm(P(3,10)=94mm).

Esevalorhalladosedebecorregirporuncoeficientedecorrecciónporperíododeretorno(CT)yporuncoeficientedecorrecciónporduración(CD),talque:

P(d,T)=P(3,10)*CT(T)*CD(d)

Ennuestrocaso:

P(0.13,25)=P(3,10)*CT(25)*CD(0.13)

AmboscoeficientesdecorrecciónsepuedenseleccionardelasFiguras10.y11.,osepuedencalcularconmásprecisiónmediantelassiguientesecuaciones:

−

−= 1TT

Lnlog0.43120.5786CTr

r(Tr)

0.5639(d)0.0137)(d

0.6208dCD

+=

Figura 9. Precipitación de 3 horas de duración (d) y 10 años de Período de Retorno (T)

Figura 10. Coeficiente de corrección según el Período de Retorno (T)

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Figura 11. Coeficiente de corrección según la duración (d)

Ennuestroejemplo,CT(25)=1.18yCD(0.13)=0.24porloque

P(0.13,25)=94*1.18*0.24=27mm

Oseaqueenlas0.13horasllueven27mm,porloquelaIntensidadserá:

27mm/0.13h=208mm/h

Ahoraestamosencondicionesdecalcularelcaudalpicodeescurrimiento:

Q = C * I * A / 3600

Q(m3/s)=0.42*0.208(m/h)*80000(m2)/3600=1.94m3/s

2. Cálculo del volumen total escurrido

MedianteelMétodoRacionalsepuedecalculartambiénelvolumentotaldees-correntía,utilizandolasiguienteecuación:

Vesc = 4810 * Qmáx * TC

Donde:Vesc-Volumendeescorrentíatotal(m3)Qmáx-Caudalpicodeescurrimiento(m3/s)TC-TiempodeConcentración(h)

Ennuestroejemplo

Vesc=4810*1.94*0.13=1213m3

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3. Cálculo del caudal máximo vertido

Elcaudalpicoomáximoantescalculado(1.94m3/s)eselquellegaallago.Sinembargo,notodoelmismopasaporelvertedero.Enefecto,amedidaquellegaelescurrimientoallagounapartedesaguaporelvertedero,mientrasqueelrestoproduceuncrecimientodelvolumenembalsado, conunaalturamayorqueelfondodelvertedero.Estevolumenestáalmacenadoenformatransitoria,e irádesaguandoalterminarlatormenta.Estefenómenosellamalaminado.

Encuencasmuygrandesconlagosmuypequeños,esteefectodellaminadoesmuylimitadoyelcaudalvertidomáximoesmuysimilaralcaudalpico.Porelcon-trario,encuencaspequeñasconlagosrelativamentemuygrandes,ellaminadopuedesermuyimportante,porloquefinalmentesetendráuncaudalmáximovertidomuyinferioralcaudalpico.

Elvolumenlaminadoseráentonceselquepuedealmacenarellagoentrelacotadelfondodelvertedero(HV)ylacotamáximaquealcanzaellagoenlatormentadediseño(HV+E).Sedesprendeentoncesque“E”eslaalturamáximadeverti-do.EstasmedidasseesquematizanenlaFigura12.

A losfinesdediseñarelvertederodemáximas,sedeberáentoncescalcularelcaudalvertidomáximo.

QVmáx=

Donde:QVmáx-Caudalmáximovertido(m3/s)Qmáx-Caudalmáximodeescurrimiento(m3/s)VL -Volumenlaminado(m3)Vesc-Volumentotalescurrido(m3)

QmÆxVescVl *1

−

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Figura 12. Corte longitudinal y transversal de un tajamar mostrando las diferentes dimensiones mencionadas en el texto.

4. Cálculo del caudal específico del vertedero

ElmovimientodelaguaenloscanalesacieloabiertoestáreguladoporlafórmuladeManning.

Donde:V-Velocidaddelaguaenelcanal(m/s)n-CoeficientederugosidaddeManning(adimensional,Tabla9.)R-Radiohidráulico(m)(cocienteentrelasecciónyelperímetromojadodelcanal)s-Pendiente(m/m)

sRnV 2

13

2**1

=

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Tabla 9. Valores del coeficiente de rugosidad “n” de Manning

SuperficieCondición de las paredes

Buena Regular Mala

En tierra, rectos y uniformes 0.020 0.0225 0.025 *

En roca, lisos y uniformes 0.030 0.033 * 0.035

En roca, con salientes, sinuosos 0.040 0.045

Sinuosos de escurrimiento lento 0.025 * 0.0275 0.030

Dragados en tierra 0.0275 * 0.030 0.033

Lecho pedreg, bordes tierra y maleza 0.030 0.035 * 0.040

Plantilla de tierra, taludes ásperos 0.030 * 0.033 * 0.035

* Valores corrientemente usados en la práctica

Elvertederodebeserdiseñadodeformatalqueelcaudalmáximovertidocirculeporélaunavelocidadquenoloerosione.ComolímitesetomaránlasvelocidadespresentadasenlaTabla10.

Tabla 10. Velocidades máximas en vertederos empastados, con relación de taludes z = 4

Cubierta vegetal Velocidad m/s

Escasa < 1,0

Por siembra 1,0 – 1,2

Variable 1,2 – 1,5

Bien establecida 1,5 – 1,8

GentadesarrollólasolucióngráficadelaecuacióndeManning(Figura13),quepermitetrabajarsimultáneamenteconlapendiente(s),elcoeficientederugosi-dad(n),lavelocidaddelagua(V)ylaláminaoalturadevertidosobreelfondodelvertedero(E).

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T A J A M A R E S D E A G U A D A

Figura 13. Determinación del caudal específico (q) en el canal vertedero.

Paracontinuarconelejemplodeldiseñodeltajamar,supongamosquesetrazaelvertederoporlaladeraizquierda(tomadasegúnelsentidoenquecorreelagua),y ledamosunapendientedel1%(0.01m/m)yquedeacuerdoa laTabla9.asumimosunvalorde“n”de0.033.

Conesosdatossecalculaelparámetrodelcanals/n2=0.01/0.0332=9.2.

Conesevalor9.2seentrealgráficodelaFigura13.yseeligeunavelocidad(V)ounaalturadevertido(E),yaquealelegirunadeambas,laotraquedaautomá-ticamentedefinida.

Amododeejemplo,yentrandoconelvalor9,2,sepuedeelegirunavelocidadde1.0m/syquedadeterminadoE=0.24m,paraunavelocidadde1.2m/syquedaE=0.32,paraV=1.4quedaE=0.40.

Delamismaforma,sepuedefijarunaalturadeaguayquedafijadalavelocidad:

Foto 5. Tajamar Colonia Rubio, Salto.

Foto 6. Cercado perimetral

Foto 8. Agua de Calidad. Campo de Recría CALTIECO, Paysandú.

Foto 7. Paraje Amarillo, Rivera.

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siE=0.2entoncesV<1.0;siE=0.3,V=1.08;siE=0.4,V=1.4.

SedebeconsiderarquecuantomayorseaE,mayorseráV,por loqueparaundeterminadocaudalserámenorelanchodelvertedero(menosvolumendetierraaexcavar)peromayorsualtura,yporlotantolaalturafinaldelapared(másvolumendetierraaapisonar).Tambiénsedebeconsiderarquelatierraexcavadadelvertederoseutilizaráparalaconstruccióndelacortina,porloquepuedenoseruncostoadicional.

Continuandoconelejemplo, supongamosqueasumimos,basadosen laTabla10.,unavelocidadmáximade1.2m/s,loquenosdeterminaqueE=0.32m.

Debemoscalcularahoraelcaudalvertidomáximo.Paraellodebemoscalcularelvolumen laminado.Éste, como se recordará,eselquequeda transitoriamentealmacenadoentrelacotadelfondodelvertederodemáximas(2.04m)ylamáxi-maalturaquellegaellago(2.04+0.32=2.36m).EsevolumensedeterminagráficamenteconlascurvasdelaFigura4.Sepuedeestimarmásprecisiónconlaecuaciónpotencialaltura/volumendeltipoy=a*xb,utilizandoelprograma“Balancedeuntajamardeaguada.xls”yaumentandoelvolumenalmacenadohastaquelaalturasea2.36m.

Haciendoesto,conH=2.04m(fondodelvertedero),elvolumenes15.200m3;conH=2.36m,Vol=22.500m3.Porlotantoelvolumenlaminadoes22.500–15.200=7.300m3.

QVmáx=

QVmáx==Valornegativo.

Elcálculodelcaudalvertidodaunvalornegativo,loquenoesracional.¿Porquédioesteresultado?.Porqueelvolumenquepuedelaminarellagoenlos0.32msuperiores(7300m3)esmayorquetodoelvolumendeaguaqueescurreenlatormentadediseño(1213m3).Estoocurre,comoyafuecomentadoenelaparta-docorrespondiente,cuandolasuperficiedellago(1.9hás)esrelativamentemuygranderespectoalasuperficietotaldelacuenca(8hás).

Estarelaciónnospermiteentonces,elegiruntirantemenor,yabaratarlaobra.

Paracontinuarconelejemplo,ahoratomamoslaalturadeaguaenelvertedero

QmÆxVescVl *1

−

94,1*121373001

−

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másbaja;E=0.10m,entoncesV<<1.0(Figura13.),yelvolumenalmacenadoconH=2.04+0.10=2.14mson17.200m3.Porlotantoelvolumenlaminadoes17.200–15.200=2.000m3,quesiguesiendomayorquetodoelvolumenescurrido.

Tenemospuesunasituacióntandesproporcionadaentreáreadellago/áreadelacuenca,enqueellagoescapazdeactuarcomoun“pulmón”quealmacenatransitoriamentetodoelescurrimientogeneradoporlacuencaenunatormentamáxima,aúnconunaalturatanpequeñacomo0.10m.

Enestecasoextremo,seharáentoncesunvertederode10mdeanchoy0.10mdealtura.

A los efectos simplemente de ver el procedimiento de diseño para casos más“normales”,supongamosquelacuencaesmayoraladenuestroejemplo,yquenosproduceuncaudalpicoyunvolumentotaldeescurrimiento10vecesmayoraloscalculados(Qmáx=19.40m3/s,Vesc=12130m3).Mantengamosenton-cesnuestraeleccióninicialdeE=0.32myV=1.2m/s,loquedeterminabaunvolumenlaminadode7.300m3.

QVmáx==7.72m3/s

Elanchodelvertedero(B)secalculacomo

B=QVmáx/q

Siendo“q”elcaudalespecíficopormetrodeanchodelvertedero.

EnelgráficodelaFigura13.vemosqueparaunparámetrodelcanalde9.2yunavelocidadde1.2m/s(ounE=0.32m),elcaudalespecíficovertidoson0.3m3/s/m.

Entonces7.72m3/s/0.3m3/s/m=25.7m.

Enestecasoesvertederodeberíatener25.7mdeanchoy0.32mdealtura.

4,19*1213073001

−

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Borde libre o “revancha”Elbordelibreesladistanciaverticalentreelmáximoniveldelaguaenellagoylacretadelacortina.Debesersuficienteparaprevenirlaalturadelasolasysuefectoalreventarcontralacortina.LaalturadelaolapuedeserdeterminadaporlafórmuladeHawksley:

hola=0.0138*f1/2

hola–alturadelaolaencondicionesdevientomáximo(m)

f–fetch,máximalongitudentrelacoladelalagunaylacortina,medidaenlínearecta(m).(Figura14.).

Figura 14. Fetch para el cálculo de la altura de la ola.

Entajamaresparaaguadaasumimosunbordelibre iguala laalturadelahola(BL=hola).

Ennuestroejemplo,cuandoellagollegaasumayoraltura(2.14m)enlamáximatormenta,elfetchesde300m(Figura3.),porloqueelbordelibreserá:

BL=0.0138*3001/2=0.24m

49

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Altura definitiva de la cortinaLaalturatotaldelacortinaestarádadaporlasumadelosdistintosfactoresquehemosconsiderado:

a) Altura para almacenar el “Volumen Útil” (incluye 0.50 m de volumen noaprovechable).Máximoremansoestático-enelejemplo,2.00m.

b) Altura“d”entrelabocadelaliviaderodemínimasyelfondodelvertederodemáximas–0.04m.

c) Altura“E”enelvertederoquecorrespondealamáximadescarga.Aestaal-turacorrespondeelmáximonivelquealcanzaráelaguaenellago–0.10m.

d) Bordelibre–0.24m.

Porlotantolaalturatotaldelacortina(H)será2.00+0.04+0.10+0.24=2.38m(Figura15).

Figura 15. a. Vista en planta del lago y el eje de la cortina, b. perfil longitudinal de la cortina y c. detalle del vertedero. Se esquematizan las diferentes alturas desarrolladas en el texto. VNU – volumen no utilizable, MRE – máximo remanso estático, FVM – fondo del vertedero de máximas, MND – máximo nivel dinámico, AC – altura de coronamiento.

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T A J A M A R E S D E A G U A D A

Ancho de la cortina1. Ancho de coronamiento (C)

El“C”eselanchoquetienelacortinaensupartesuperior,ysecalculaconlasiguientefórmula:

C = 1.1 * + 0.91

SiendoHlaalturadelacortinaenmetros.

Comolaalturadelacortinadecrecedesdeelcentroalosextremos,elanchodecoronamientoseguirátambiénesatendencia.Noobstante,esprácticohacerelanchouniformeconladimensiónquecorrespondealamáximaaltura.

Elanchodecoronamientoasícalculadoesunmínimonecesarioparalaestabili-daddelaobra.Encasoquesevayaautilizarparatransitarconrodadossobrelacortina,sepodráincrementarelmismoenlamedidanecesaria.

Ennuestroejemplo:

C = 1.1 * + 0.91 = 2.60 m

2. Ancho de la base

Enlascortinasdetierrasefijaunainclinacióndetaludesde2a1paraeltaluddeaguasabajoyde3a1paraeldeaguasarriba,oseahaciaellago(Figura16).

Figura 16. Perfil transversal de la cortina

Aplicandoesasrelaciones,lasdimensionestotalesyelpesodelacortinaexcedenenmuchoa la resistenciaquedebenofrecerparaasegurar laestabilidadde laobra,perosonnecesariosparalaestabilidaddelostaludes.

Elanchodelabase(B)enunaseccióndeterminada,seráentoncesiguala:

B=2H+C+3H=5H+C

H

38.2

T A J A M A R E S D E A G U A D A

52

Paraelejemplodesarrollado,elanchodelacortinaenelpuntodelamáximaalturaserá:

B=5*2.38+2.60=14.50m

Dentellón de anclajeEsunazanjaquecorrealolargodelejedelacortina.Tieneporfinalidadprevenireldesplazamientodelaparedyminimizarlaspérdidasporfiltración.

Deacuerdoalasdiferentesfórmulasdecálculo,paratajamaresdeaguanuncaseríanecesariasuconstrucción.Apesardeello,ydadalaseguridadquebrinda,serecomiendasuconstrucciónaúnenestoscasos.

Seconstruyenoalolargodetodoeleje,sinosóloenlapartedelacortinaquevaateneralmenos1.50mdeagua(Figura15.b).

Ennuestroejemplo,laalturamáximadeaguaenellagoson2.14m,porloquevanateneralmenos1.50mlos0.64minferiores(2.14–1.50=0.64).

Dadoqueelfondodeltajamarestáenlacota33.90,eldentellóndeberállegarsólohastalacota34.54(33.90+0.64=34.54).

Basadosenlapráctica,serecomiendaundentellónconelsiguienteperfil(Figura17.)

Figura 17. Perfil transversal del dentellón de anclaje.

53

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Cálculo del volumen de tierra1. Volumen de tierra de la cortina

Encortetransversal,unacortinatieneunperfiltrapezoidalconunabasemayorB,unabasemenorCyunaalturaH.ByHsonvariablesalolargodelacortina,decreciendodesdeelcentroalosbordes,mientrasqueCesfijo.

Paracalcularelvolumendetierradelacortina,primerosecalculalasuperficiedecadatrapecioencadapuntodealturaconocida(encadacota),ysemideenelplanoladistanciaentreellos(Figura18.).

Figura 18. Cálculo del volumen de tierra de la cortina de un tajamar

T A J A M A R E S D E A G U A D A

54

Elvolumenencerradoentredosdeestostrapecioseslasemisumadesusáreas,multiplicadapor ladistancia entre ellos. El volumen total será la sumatoriadetodoslosvolúmenesparciales.ElprocedimientoparaelcálculodelvolumendetierradelacortinadeltajamardelejemplosedetallaenlaTabla11.

Tabla 11. Planilla de cálculo del volumen de tierra de la cortina del tajamar del ejemplo.

Cota(1)

Altura(m)

(2)Base

mayor (B)(m)

(3)Sección

(m2)

(4)Semisumasecciones

(m2)

(5)Distancia

(m)

(6)Volumenparcial(m3)

(7)Volumen

acumulado(m3)

36.28 0.00 2.60 0.00 0.00 0 0 0

36.00 0.28 4.00 0.92 0.46 5 2 2

35.00 1.28 9.00 7.42 4.17 15 63 65

34.00 2.28 14.00 18.92 13.17 15 198 263

33.90 2.38 14.50 20.35 19.64 10 196 459

34.00 2.28 14.00 18.92 19.64 10 196 655

35.00 1.28 9.00 7.42 13.17 50 659 1314

36.00 0.28 4.00 0.92 4.17 55 230 1544

36.28 0.00 2.60 0.00 0.46 10 5 1548

(1) Altura(i)=Cotadecoronamiento(36.28)–Cotadelpunto(i)

(2) B(i)=C+5*H(i)B(i)=2.60+5*H(i)

(3) Sección(i)=((B(i)+C)/2)*HSección=((B(i)+2.60)/2)*H

(4) Semisumasecciones(i,i-1)=(Secc(i)+Secc(i-1))/2

(5) Distancia(I,I-1)–Semideenelplano

(6) Volumenparcial(i,i-1)=Semisumasecciones(i,i-1)*Distancia(i,i-1)

(7) Volumenacumulado=Volúmenesparciales(i)

Esdecirquequedaunacortinade170mdelongitud,yunvolumende1548m3.

2. Volumen de tierra del dentellón

Comoyafuedichoenelapartadocorrespondiente,eldentellónllegasólohastalacota34.54,porloquetieneunalongitud(medidaenelplano)de55m.

∑=

=

nI

i 1

55

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SusecciónesladeuntrapecioconlasmedidasdadasenlaFigura18.,porloquesusecciónesde((5+3)/2)*0.75=3m2ysuvolumenes55*3=165m3.

3. Volumen de tierra del vertedero

Enellugardondeseconstruiráelvertedero,lapendientepromediodelaladeraesaproximadamente3%.

Comoelvertederodelejemplotiene10mdeancho, ladiferenciadeniveldeunbordealotrodelmismoson0.30m.Comoelfondodelvertederodebeserhorizontalenelsentidotransversal,sedeberáexcavarlasecciónesquematizadaenlaFigura19.

Figura 19. Perfil transversal de la excavación para el vertedero de máximas.

Eláreadeestaseccióntriangulares10*0.30/2=1.50m2.

Elvolumentotaldeexcavaciónseráelproductodeestasecciónporlalongitudqueselevayaadar.

Comoyafuedichoanteriormente,latierraqueseexcavadelvertederosepuedeuti-lizarparalacortina,porloqueenestecasonolaconsideraremosuncostoadicional.

4. Volumen de tierra del desmonte

Antesdecomenzaraconstruirlacortinasedeberemovertodalacapadesuelovegetal(horizonteA)puesesmuyporosa,noimpidelainfiltración,ynohaceunabuenauniónconlatierraqueseráapisonada.

T A J A M A R E S D E A G U A D A

56

Sedesmontará lasuperficiecorrespondientea laplantade lacortina,comosemuestraenlaFigura20.

Figura 20. Planta de la cortina, dimensiones en m.

Siasumimosqueseremoveránlos0.30msuperioresdelsuelo,queellargototaldelacortinason170m,yqueelanchomáximodelamismason14.50m,elvolumenaproximadoserá:

(170 * 14.50) / 2 * 0.30 = 370 m3.

5. Volumen de tierra por la compactación

Pormejorqueseapisonelacortinaalmomentodesuconstrucción,alpasareltiemposevacompactandomás.Estacompactaciónserámayorcuantomayorsealaalturadetierra.Esasíquesiseterminalaobraconelcoronamientohorizontal,luegodeuntiempoenelcentrodelacortinaéstaestarámásbaja,corriéndoseelriesgoqueenunatormentaelaguapaseporestadepresión,queestájustamenteensupartemásdelicada.

Paraevitaresteproblema,seterminalacortinaconun10%másdealturaenelcoronamiento,comosemuestraenlaFigura21.

Figura 21. Volumen de tierra extra para compensar la compactación

57

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Estevolumenextrasecalculacomo(C*L*0.1H)/2.

Conlosdatosdenuestroejemplo:(2.60*170*0.1*2.38)/2=53m3.

6. Volumen total de tierra

Eslasumadetodosloscomponentesreseñados.

Volumentotaldetierra=Volumendelacortina+Volumendeldentellón+Volu-mendelvertedero+Volumendeldesmonte+Volumenextraporcompactación.

Siguiendoconnuestroejemplo:

Volumentotal=1.548+165+0+370+53=2.136m3.

Cálculo de la eficiencia del TajamarComo ya fue discutido en el apartado correspondiente, se define la eficienciacomo:

Volumendeaguaalmacenada(m3)/Volumendetierramovidoyapisonado(m3).

Entonces,recordandoqueelvolumenalmacenadodeaguaenelMREson14.300m3,

Eficiencia=14.300/2.136=6.7

SisecomparaconlosvaloresdelaFigura2.,seveque6.7esunaeficienciabuenaparauntajamardeestetamaño.

Obras complementarias1.Tubería de descarga de fondo

Ocasionalmenteesnecesariovaciareltajamarpordosmotivos:

a. Removerelmaterialquecolmataellago.Elaguadeescurrimientotraema-terialesensuspensión.Alllegarallagopierdevelocidadylosmaterialesde-cantan.Estaacumulacióniráhaciendoperderpaulatinamentecapacidaddeembalseallago.Lamayoromenorvelocidadconqueocurraestefenómenodependerádelascaracterísticasdelacuenca(tamañorelativoallago,tipode

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58

suelo,pendiente,peroprincipalmentesisonpasturasoserealizanlaboreos).Elgastosólidosepuedeestimar,enpromedio,en1tmha-1año-1.

b. Repararlacortina.Elefectodeloleajeeneltaluddelacortinavaerosionán-dolopaulatinamente.Despuésdecierto tiempo,se formaunescalóneneltaluddellago.Pararepararlo,primerohayqueexcavarelmismohastallegaralatierrafresca,yluegosobreéstacomenzaraapisonarnuevatierra,igualquesehizoenelmomentodelaconstrucción.Otrassolucionestécnicas,comoelenrocadooelusodegeotextilessobreeltaluddellago,sonmuchomáscarasqueestasreparacionesperiódicas.

Paravaciareltajamarseprecisaentoncesladescargadefondo.Éstaesunatube-ríade200a250mmqueatraviesalacortinaensupuntomásbajo.

Laexistenciadeunatuberíatiendeaprovocarfiltracionesalolargodelamisma.Elaguacirculapreferencialmenteporlaunióndelatuberíaconelsuelo,arras-trandolosmaterialesmáslivianos.Estoasuvezfacilitaaúnmáselflujodeagua,aumentando su velocidad y arrastrando por lo tanto materiales cada vez máspesados.Finalmentelatuberíaquedaseparadadelatierra,formandounverda-derotúnel,porloquelaobrasecomienzaaerosionardesdeabajo,colapsandofinalmente.Esteprocesoseconocecomotubificación.

Paraevitarlo,seconstruyencollarinesantifiltrantes,talcualsediscutióenelapar-tadodelaliviaderodemínimas.

Enelcasode tajamaresdeaguada,noes imprescindible laconstrucciónde ladescargadefondo.

2.Toma de agua

Estotalmenteinconvenienteelaccesodirectodelosanimalesallago.Enlaépocadecalorlosanimalestiendenapermanecerenelmismo,infectandoelaguaconsusdeyecciones.Elpermanentepisoteocontribuyeaformarzonasbarrosas,quedeterioranmásaúnlacalidaddelagua,yenlacuallosanimalesseentierran.Máspeligrosoaúneselpisoteodelosanimalesenelvertederodemáximas,quelodejaenunacondiciónmuyerosionableantefuturastormentas.

Esnecesarioentoncessuministrarelaguaenbebederos.Aquellosqueesténenpotrerosubicadosaguasabajodeltajamarsealimentarándirectamenteporgra-vedad.Para losque esténaunacota superior, sedeberáelevarelaguaaundepósito(p.ej.untanqueaustralianoountanqueelevado),ydesdeéstesedis-tribuiráporgravedadalosbebederos.

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Latuberíadetomaatravesarálacortinaytendrásuextremodentrodellagoaunacota0.50mporencimadelfondo,paramejorarlacalidaddelaguatomada.SerádePVC,deparedgruesa(PN10)paratenermayorresistenciaalaplastamiento.Eldiámetrodependerádelnúmerodebebederosquetengaqueservir,pudiendoserde40,50,63o75mmdediámetronominal.Igualqueenelcasodelastuberíasantesmencionadas,deberállevarcollarinesantifiltrantes.

Parafacilitarlaentradadeagualimpialatomapuedeefectuarseintroduciendolapuntadelatuberíadentrodeuntanqueotarrinade200l.Estetanquesellenadegravade10a20mmyseperforaensumitadsuperiorconagujerosoranurasde5a10cmparafacilitarlaentradadeagua.

Elmismoefectosepuedeconseguiratandolapuntadelatuberíaaunpostecla-vadoenelfondodellago,a50cmdealtura.Enestecasolapuntadeltubodebeestarcubiertaporalgúnaccesorioqueactúecomofiltro.

Aguasabajodelacortina,elextremodesalidadelatuberíasetaparáconunta-pónderoscaaefectosdepoderprocederallavadodelamisma.Untuboverticalderivaráalosbebederos,enloscualessecolocaráunaválvuladeflotadorparapermitirelflujodeagua.Antesdeladerivaciónalosbebederossecolocaráunallavedepasoquepermitacortarelflujoparareparacionesuotrasemergencias(Figura22.).

Figura 22. Vista general de las obras de toma de agua, mostrando detalles constructivos de la entrada y salida.

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3. Alambrados

Paraevitarlaentradadeanimalesyparadefensadelaobra,hayquecercarlamisma,inclusiveelvertederodemáximas.

Construcción1. Fijarunmojóncomocotadereferenciafueradelaobra.Estemojónesconve-

nientefijarlocuandosehaceellevantamientotopográficodeláreadelvaso.Serálareferenciapermanenteparacontrolareldesarrollodelaobra.

2. Marcarelejedelacortina

3. Hacercateosalolargodelejeyenelvasodellago.Éstosseharáncontaladroholandésperforandoalamáximaprofundidadposible,inclusoesconvenienteusaruntaladroconextensión.Esimprescindibledeterminarsipordebajodelsueloelmaterialesimpermeableono(p.ej.arenas,toscas,etc.).Enesteúlti-mocaso,nosedeberemoverelhorizonteBnienelejedelacortinanienelfondodellago.

4. Marcarlaplantadelacortina.Encadapunto(C/2+3H)haciaaguasarribay(C/2+2H)haciaaguasabajo.

5. Desmontardichaplanta,hastatodalaprofundidaddelhorizonteA.(15–30cm)

6. Volcarelmaterialalpieaguasdebajode lacortina (actuarácomofiltro)odespuésdeconstruidalacortinasecubreconelmismoparafacilitarelarrai-gamientodepastosquelaprotejan.

7. Excavareldentellóndeanclajeyvolcarelmaterialarcillosoalolargodelejedelacortina.

8. Determinarlaszonasdepréstamo.Debenestarcercadelacortina,preferen-tementedentrodelvasodellago(sielcateomuestraqueasísepuedehacer),perocontralasorillasynoenlaszonasmásprofundasdelmismo.

9. Selevantalacortinaaplicandocapasfinas(20-30cm),esparciéndolasycom-pactándolas.Serellenaeldentellónconmaterialpesado,losmaterialesmásporosos se vuelcan al pie de cortina. Se tratará de utilizar el material másarcillosoparaelnúcleoenelejedelacortina.Silatierraestáexcesivamenteseca,sedeberáregarparalograrunabuenacompactación.

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10.Cuandosellegaaunaalturaalgosuperioralaquevanlastuberías(descargadefondo,tuberíasdetoma)sehaceunazanjaatravesandolacortina,secolo-calatuberíaconloscollarines,serellenanuevamentelazanjaysecompactaenformamanual.

11.Unaveztapadaslaszanjassecontinúalevantandolacortina.

12.Elmaterialdeexcavaciónparael(los)vertedero(s)demáxima,seutilizaráparalacortinayelbigote.

13.Seterminaconelcoronamiento10%másaltoenelcentroqueenlosextremos.

Informe técnicoElinformetécnicodeestetipodeobra,deberíacontener:

•Dotacióndeanimalesyestimacióndelconsumodeagua.

•PlanocondelimitacióndelacuencadecaptaciónextraídodecartasdelSer-vicioGeográficoMilitar,fotosaéreasuotromaterialbase.

•Planotaquimétricodelembalse,concotasreferidasaunmojóndereferencia.

•Cálculohidrológicodelosaportesdelacuenca(MétododeTemez,programaBalancedeuntajamardeaguada.xls)

•Cálculodelvertedero

•Planostécnicoscon:a)perfiltransversaldelaobraenlaseccióndemáximaaltura;b)característicasdelvertedero(cota,ancho,pendiente);c) trazadodelmismoenelplano;d)característicasdelasobrasdetoma(cotas,diáme-trosdetuberías,zanjeado,etc.).

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AnexoInstruccionesparaelmanejodelaplanillaBALANCEDEUNTAJAMAR-Aguada.XLS

1. En la hoja ALTURA/VOLUMEN

•Ingresarcotasysuperficiesencerradasencadauna(ROJO)Lasgráficasnodebenincluirlosvaloresde0(enlascolumnasdealtura,superficieencerradaovolumenacumulado),porrazonesdeajustedelaecuaciónpotencial.

•Los gráficos dan las ecuacionespotenciales (y=a . xb) de las curvas dealtura/áreadel lago, volumen/alturayaltura/volumen.Loscoeficientesaybdedichasecuacionesse ingresanen lasceldas I2,K2; I3,K3; I4,K4,respectivamente.(AZUL)

2. En la hoja RESUMEN

•IngresarlaUnidaddeSuelo(cartadesuelos1:1.000.000);elaguadisponi-bleenelperfil(M.G.A.P.–D.S.A.);laEvapotranspiraciónmedia(mapa);elnúmerodeanimalesporcategoría;laproduccióndeleche(sóloenelcasodevacaslecheras),eláreadelacuenca;laalturasobreelfondodellagoalaqueestáubicadalatomadeaguayunvalorcualquierainicialdelvolumenmáximoeneltajamar.(ROJO)

3. En la hoja DEMANDA DE AGUA

•Ingresarlatemperaturamediamensual(ºC)promedioparacadames,delazonadondevaatrabajar.(ROJO)

4. En la hoja ESCURRIMIENTO

•IngresarlosvaloreshistóricosdePrecipitación(PP)yEvaporacióndeTanque“A”(EV”A”)paracadamesyañoenlazonadondevaatrabajar.(ROJO)

5. En la hoja RESUMEN

•SecomienzanacambiarlosdatosenROJO(númerodeanimalesporcate-goría,produccióndeleche,tamañodecuenca,volumenmáximo,alturadelatomadeagua),yseobtienenlosdéficitanuales.

•Paraverenquemessedanesosdéficit,sepuedeiralahojaBALANCETAJAMAR

•Precaución–Sepuedecometerelerrordeiniciarelbalanceconunvolumenmáximomuygrande,deformatalquenodedéficitentodalaseriedeaños,peroquelacuencanoseacapazdereponerlosconsumosanuales.Eneste

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caso,añoaañoiríadisminuyendoelvolumenalmacenado.Enunasituaciónreal, estoes imposible,puesesevolumen tangrandeno sepodríahaberalmacenadoenunaño.Laformamásprácticadeasegurarsedenocometeresteerror,esverificandoquetodosocasitodoslosañosdelaserie,existaunciertovolumendeexcedente(ColumnaB,Filas30ysiguientes),loqueindi-caqueelescurrimientodelacuencafuesuficienteparallenarnuevamentelaobra.

Nota:

•LosvaloresenROJOsondatosaingresar.

•LosvaloresenAZULsoncoeficientesaingresarquesurgendelasecuacionesdelosgráficos.

•LosvaloresenVERDEOSCUROsondatosquelapropiaplanillatraedeotrahoja,porloquenosedebenmodificarallí.

•LosvaloresenNEGROnosedebenmodificar.

•LosvaloresenFUCSIAsonrótulos,sonexplicativosynoafectanloscálculos.

•LosvaloresenVERDECLAROsonparámetroscalibradosquenosede-benmodificar.

De esta forma se puede diseñar un tajamar (altura, volumen) tal que para lacuencaydotaciónanimaldadosgaranticeunsuministrosegurodeaguaparalascondicionesclimáticasdeunaseriehistóricade30años.Sedeberecordarquelaaltura debe ser ≥2 m.

Otrasposibilidadesserían,dadountajamaryaconstruido,definirlamáximado-taciónanimalqueelmismosoportaríacongarantíadesuministrodeagua.

Otra posibilidad es estudiar, dado un determinado tajamar, cuánto se deberíaaumentarlacuencamediantecanalesrobadores,paracumplirconlademandadeunadeterminadadotación.

Bibliografía

BERETTA,V.YBRUNI,M.A.(1998)Manejodelaguadebebidaensistemaslecherosyganaderos.CartillaNº12:8.1998http://www.planagro.com.uy/publicaciones/uedy/Publica/Cart12/Cart12.htm

BIRFyFAO(1951)“RecomendacionesparaeldesarrolloagrícoladelUruguay”,InformedelaMisiónTécnica,Montevideo.

BUREAUOFRECLAMATION(1966)Diseñodepresaspequeñas.CompañíaEditorialContinentalS.A.México

CARÁMBULA,M.yTERRA,J.(2000).Lassequíasantes,duranteydespués.INIA,BoletíndeDivulgación74

CHOW,V.T.(1964)Handbookofappliedhydrology.McGraw-Hill

CHOW,V.T.;MAIDMENT,D.yMAYS,L.(1994)Hidrologíaaplicada.McGraw-HillInteramericanaS.A.

GARCÍA,M.Balancedeuntajamar2.http://www.fagro.edu.uy/dptos/suelos/hidrología

GENTA,J.L.(Coordinador)Directivasdediseñohidrológico–hidráulicodepequeñasrepresas(borrador).MTOP-IMFIA.

GENTA,J.L.;CARBONNIER,F.;FAILACHE,N.yALONSO,J.(2003).Modeloprecipitación-escurrimientodepasomensual,I.M.F.I.A.,FacultaddeIngeniería.

GHIGGIA,R.A.(1976).Tajamares.FacultaddeAgronomía.

KOOLHAAS,M.(2003).Embalsesagrícolas.Diseñoyconstrucción.Ed.HemisferioSur.

MGAP-MVOTMA(2005).PlandeAcciónNacionaldeLuchaContralaDesertifi-

caciónylaSequía.151pp.

MOLFINO,J.H.YCALIFRA,A.(2001)AguadisponibledelastierrasdelUru-guay,Segundaaproximación.DivisiónSuelosyAguas,DirecciónGeneraldeRecursosNaturalesRenovables,MinisteriodeGanadería,AgriculturayPesca.

RODRIGUEZFONTAL,A.(1984)Fórmulaslluvia-duración-retorno-riesgoenlasochosubregionesdelUruguay.(Aplicaciónalaagricultura).Aguaenlaagricul-turaNº2.

SCHWAB,G.O.,FREVERT,R.K.,EDMINSTER,T.W.yBARNES,K.K.(1990)Inge-nieríadeconservacióndesuelosyaguas.EditorialLimusaS.A.

STUTH,J.(1993)GrazingManagement:anecologicalperspective. In:GrazingManagement(ed.byRodneyK.HeitschmidtandJerryW.Stuth).Chapter3.Tim-berPress,Portland,Oregon.

TEIXEIRA,L.Consultoría“EvaluacióndelcomponentededesarrollodelriegodePRENADER”.FAO–FacultaddeAgronomía–FacultaddeIngeniería.