geología de la presa Ángel cruz

7/22/2019 Geologa de la presa ngel Cruz

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Geologa de la presa ngel Cruz (Aija - Ancash)RESUMENLa presa ngel Cruz (Aija - Ancash) se emplazar en el Can Mellizo del ro Aija,

a 2.5 km al N 85 O del borde oeste de la Ciudad de Aija. Ser una presa de arco

de concreto con convexidad al N 60 E, emplazado en cuarcitas de la Formacin

Chim del Cretceo inferior de 246 m de altura. La parte superior de la presa

tiene como cota 3,257.7 msnm y una longitud en su borde superior de 730 m,

represar 500 millones de metros cbicos de agua del ro Aija, formado por la

interseccin de los ros La Merced, Santiago y Yachn. Las aguas que sern

represadas por esta presa se usar para irrigacin de terrenos ridos de la Costa de

Huarmey y para el abastecimiento continuo de agua para cinco centraleshidroelctricos en el ro Aija. Debe considerarse la geodinmica externa e interna que

afectar a la Presa y al agua represada. Considerar el impacto ambiental que

ocasionar en la zona el represamiento de las aguas.

I. GEOMORFOLOGALa presa ngel Cruz (Aija - Ancash) se emplazar en el Can Mellizo del ro Aija a

2.6 km al N 85O del borde oeste de la ciudad de Aija.

Esta presa represar las aguas del ro La Merced formado por sus tributarios en su

flanco oeste por el ro Yachn, cuya interseccin est a 720 m al N 34 E de la

presa; en su flanco este por el ro Santiago cuya interseccin est a 880 m al N

35E de la presa, el ro Santiago est a 160 m al norte de la ciudad de Aija (Fig.

1). El ro La Merced aguas debajo de su interseccin con el ro Yachn se denomina

ro Aija.

El ro Aija en el tramo de la presa tiene un rumbo de S 30 O (Fig.1).

En el sector del emplazamiento de la presa conocida como Mellizo es angosto con

paredes de gran pendiente de 30 m en su parte inferior tipo can; a mayor cota

de este Can el valle tiene menor pendiente, significa un rejuvenecimiento del valle

inicial por el levantamiento de la zona, una mayor erosin y formacin del Can.


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Los ros referidos a cotas mayores de 3200 msnm son valles fluviales de flancos

amplios en forma de V, sobre los 3800 msnm hubo erosin glaciar en el

Cuaternario antiguo dando lugar a valles glacio-fluviales, los valles glaciares tiene una

seccin transversal en forma de U.

La erosin actual del ro Aija en el sector de la presa es intensa por su mayor

velocidad porque el caon es angosto sin presencia de terraza fluvial o aluvionaly

escaso suelo fluvial en el fondo del ro en el sector de la presa.

II. ESTRATIGRAFALa estratigrafa de la zona est representada por cuarcitas de la Formacin del

Chim del Cretceo inferior, con un espesor de 420 m.

Posterior a la depositacin de la Formacin Chim hubo una inmersin de la zona,

en el fondo marino se depositaron calizas y lutitas de 50 m de espesor de la

Formacin Santa.

En el fondo marino sobre las calizas de la Formacin Santa se depositaron lutitas de

la Formacin Carhuaz con un espesor de 1500 m.

Las Formaciones Chim, Santa y Carhuaz pertenecen al Grupo Goyllarisquizga delCretceo inferior (Figura N. 1). En la superficie de manera parcial se tiene reas

de suelo coluvial en las pendientes de los valles y suelo fluvial en el fondo del ro,

suelo fluvioaluvional enlas terrazas de los ros aguas arriba de la presa, esos suelos

son del Cuaternario reciente.

III. GEOLOGA ESTRUCTURALLa cuarcita Chim forma un anticlinal asimtrico. El eje del anticlinal tiene un

rumbo N 70 O.

En el flanco NE de este anticlinal los estratos tienen un rumbo que varia de N 64

O a N 65 O, un buzamiento de 84 NE. A 260 m al N 30 E del referido eje

del anticlinal en el ro Aija est el contacto de la cuarcita Chim con la Formacin

Santa y ms al N 30 E la Formacin Carhuaz, concordantes a la posicin

estructural de las cuarcitas.


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El flanco SO del eje del anticlinal referido los estratos de cuarcitas tienen un rumbo

N 70 O, un buzamiento de 79 SO. A 160 m del eje del anticlinal al S 40 O del

ro Aija est el contacto de las cuarcitas Chim con la Formacin Santa y ms al S

40 O la Formacin Carhuaz concordantes a la posicin estructural de las cuarcitas(Cobbing, J. et al. 1996).

IV. ASPECTOS GEOTCNICOSLa presa ser una presa de arco de concreto, tendr una distancia vertical de 246

m, una longitud de corona de 730 m, ser una de las presas ms altas en el Per.

Represar 500 millones de metros cbicos de agua.

El ancho del ro en la base de la seccin de la presa es de 30 m, por la fuerte

corriente del agua del ro Aija (al SO de la confluencia de los ros La Merced,

Yactn y Santiago el ro La Merced se llama ro Aija) no se ha depositado mucho

material cuaternario en el fondo del ro en la seccin del emplazamiento de la presa

por la fuerza de la corriente de agua. La parte convexa de la presa de Arco de

Concreto se emplazar en cuarcitas Chim a 40 m al S 30 O del contacto de la

cuarcita Chim con la caliza lutita Santa, su base y estribos estarn en las cuarcitas

Chim.

Las cuarcitas de la Formacin Chim son muy resistentes a los esfuerzos de

compresin y no sufrirn ningn tipo de erosin por los agentes metericos como el

agua, el oxgeno y cambios de temperatura.

Estructuralmente las cuarcitas Chim estn como estratos de espesores

decimtricos, es decir por estratos anchos, la posicin de estos estratos son de gran

inclinacin en el sector de la presa, de 84 a 79 NE respecto a la horizontal, de

rumbo N 60 O, es perpendicular al esfuerzo que ejercer el agua del embalse

represado.

El esfuerzo horizontal del agua tendr un rumbo a S 30 O, su mayor intensidad

estar a 1/3 de la altura de la presa, es decir a 246 m/3 = 82 m de la base del

ro.


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El esfuerzo horizontal se transmitir a los estribos de la Presa que tienen

excelentes condiciones geotcnicas a los esfuerzos que se aplicar sobre dicha

cuarcita.

La presa de concreto ser en forma de arco convexo hacia el N 30 E. El espesorde la presa de concreto en la parte superior ser menor respecto a su espesor en

su base. Las dimensiones y los aspectos ingenieriles de la presa de arco los dar la

Ingeniera Civil.

La base de la presa de arco de concreto se construir en la cuarcita Chim, para lo

cual se determinar el espesor del material cuaternario en el fondo del ro Aija que

no ser de mucho espesor. Este espesor inicialmente se podr determinar con

prospeccin geofsica de resistividad elctrica o por el mtodo de prospeccin

geofsica ssmica, los cuales sern comprobados por excavaciones verticales. La presa

de Concreto de Arco debe estar bien empotrado en la base y en los estribos para

evitar problemas de deslizamientos, la profundidad de la base de la presa lo

determinar la Ingeniera Civil.

Un aspecto sumamente importante en esta presa son las posibles filtraciones que

podran producirse por la base y por los dos estribos de la presa, adems filtraciones

por algn lugar del rea total del agua represada considerado como el rea del

embalse. Si hubiera una falla distrital o regional que cruzar el rea embalsadapodra producirse fuga por dicha falla, no se observa una falla distrital o regional en

el futuro embalse de agua represada.

Respecto a las posibles filtraciones en los estribos y en la base debe realizarse las

pruebas para ver la capacidad de impermeabilidad de los estribos y de la base. La

cuarcita es impermeable como roca, en los estribos y en la base podra producirse

fracturas, fallas; adems, las superficies de los estratos de la cuarcita son superficies

por donde puede producirse percolacin de agua. Para estudiar este aspecto se har

una malla de perforaciones de 20 m de longitud en cada perforacin, en dichasperforaciones se inyectarn agua a una presin de 80 libras/pulgada cuadrada, si el

agua fluyera por alguna de las perforaciones ser un sector permeable.

En la malla de perforaciones, la distancia entre cada perforacin ser de 4 m. La

posicin de las perforaciones ser perpendicular al perfil de los estribos y verticales

en la base horizontal de la presa. Si la base de la presa tuviera ms de 4 m de


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ancho se tendr otras filas de perforaciones separados entre filas 4 m, suceder algo

similar para los estribos si su ancho fuera de ms de 4 m.

Los sectores donde hubiera fuga de agua en las perforaciones sern zonas

permeables; en esas perforaciones se inyectar lechada de cemento, el cual sefiltraren las fracturas en las superficies de los estratos de la cuarcita, la lechada de

cemento al fraguar dar a esos sectores una condicin impermeable.

Es probable, si la condicin geotcnica lo exigiera, que se tenga que perforar tneles

horizontales en cada estribo, unos 20 m de longitud horizontal en cada tnel. En

cada tnel cada 4 m realizar perforaciones radiales al tnel 20m de longitud en el

piso, en el techo y en las dos paredes del tnel; estas perforaciones radiales estarn

en un plano perpendicular al eje horizontal del tnel, en cada perforacin realizar la

prueba de impermeabilidad, e inyeccin de lechada de cemento, si lo necesitara. En

246 m verticales se har 6 niveles de tneles a las cotas 3051.7, 3091.7, 3131.7,

3171.7, 3211.7, 3251.7 msnm, tneles en cada estribo de la presa. Con un total

de 6 tneles en cada estribo, 12 tneles en los 2 estribos. Si cada tnel tiene 20

m, tendremos 240 m de tneles.

Si fuera una sola lnea de perforacin de 20 m, perpendicular al perfil de los

estribos y de la base de la presa, se tiene aproximadamente en cada estribo

246m/4 = 61.5 perforaciones consideremos 62 perforaciones, en los 2 estribos62x2 = 124 perforaciones, en la base de 30 m de ancho se tendr 30/4=7.5

perforaciones, consideremos 8 perforaciones. En total se tendr 132 perforaciones.

Si cada perforacin tiene 20 m de longitud, el total de perforaciones ser de

132x20=2640 m de perforacin. Si el ancho de la presa fuera mayor a los 4 m, el

metraje de perforaciones ser varias veces mayor a lo indicado.

El costo de este trabajo es un gran porcentaje del costo de la presa.

Durante el funcionamiento de la presa debe estudiarse la cantidad en metros cbicosde lodo que llevan los ros durante un ao a la presa y la cantidad en metros

cbicos de lodo que sale de la presa durante un ao, hallando la diferencia de la

cantidad de lodo que entra y que sale de la presa tendremos la cantidad de lodo en

metros cbicos que se quedar en la presa durante un ao. Dividiendo el volumen de


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agua represada por la presa entre la cantidad de lodo en metros cbicos que queda

en la presa durante un ao tendremos la vida de la presa.

Para la construccin de la presa se desviar el curso del ro, el cual se har por un

tnel por cualquiera de los estribos. Dicho desvo se har antes de la presa, digamos50 m antes de la presa, en su inicio el tnel de desvo atravesar calizas y lutitas

de la Formacin Santa, el tnel en las calizas no tendr problemas de estabilidad

por cuanto el tnel atravesar estratos perpendiculares a la direccin del tnel, si

hubiera horizontes de lutita habr problemas de estabilidad en el tnel el cual se

solucionar con shotcrete y arcos de acero, la mayor longitud estar en las cuarcitas

Chim sin problemas.

En el sector final del tnel de desvo estar en cuarcita Chim, se adecuar una

cmara donde funcionar la Primera Estacin Hidroelctrica. Esta cmara en la

cuarcita Chim no tendr ningn problema geotcnico respecto a su estabilidad

porque la cuarcita es una roca muy dura y estable.

V. GEOLOGA DEL MEDIO AMBIENTELas aguas represadas, adems de ser aprovechadas para generar electricidad en cinco

centrales hidroelctricas en el ro Aija, se emplearn para regado de terrenos secosen la costa en Huarmey y terrenos de cultivo aguas abajo de la presa, por lo tanto

debe cuidarse la acidez del agua, pues perjudicar a su utilizacin aguas abajo de la

presa, la acidez del agua debe ser neutra pH 7, o ligeramente bsico mayor de pH

7.

El ro Santiago es temporal, pasa cerca aAija, est ms contaminado con aguas

cidas por la explotacin de las diferentes estructuras mineralizadas polimetlicas

(vetas, cuerpos) que se encuentran en su cuenca, entre ellas las minas de Hrcules,

Coturcn, Huancapet, La Conquista, Washington, San Hilarin, La Recuperada,Santa Cruz, Sarita I y Siempre Rosita.

La cuenca del ro La Merced tiene los yacimientos y prospectos Pilar, Estrella,

Boreal, Cinco Hermanos, Flix III, Flix IV.


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La cuenca del ro Yactn viene desde la zona de Huinac, donde se explora a escala

de pequea minera los yacimientos y prospectos Andes Tres, Cerro Huinac. Este ro

contribuir en la contaminacin del rea represada (Tumialn, P.H. 2003).

Por lo tanto la cuenca del ro Santiago producir una mayor contaminacin, seguidoen importancia de contaminacin la cuenca del ro Yactn que viene desde la zona

mineralizada de Hunac, en tercer orden de contaminacin es producido por la

cuenca del ro La Merced.

En las tres cuencas no se tiene plantas concentradoras que sera de un problema

mayor, solo se observa el lavado y oxidacin de los afloramientos de las estructuras

mineralizadas, del agua cida que drenan sus labores mineras y sobre todo la

oxidacin y lavado de sus canchas (ruma de minerales extrados y depositados cerca

de las bocaminas). Una de la remediaciones para disminuir la contaminacin es

colocar calizas trituradas (tamao de un puo cerrado) en las bocaminas (Maguia,

E. 2008). Deber medirse las concentraciones de los elementos metlicos en ppm y

en ppb y determinar si esas concentraciones estn en los rangos permisibles para no

contaminar las aguas de la presa.

Por este problema de contaminacin no hay peces en los tres ros, inclusive han

desaparecido los sapos.

VI. GEODINMICA EXTERNA E INTERNA QUE AFECTARN LA ECOLOGA DE LAZONALa laguna que se crear al represar el agua por la presa cambiar el microclima en

los pueblos cercanos al borde de la Presa como en Aija, La Merced y caseros. Este

cambio del microclima afectar el ecosistema con relacin al reino animal, sobre todo

a las aves y a la vegetacin cerca al borde de la laguna represada.

Como geodinmica externa por el exceso de lluvias se tendr deslizamientos,

desprendimientos del suelo cercano al borde de los ros, con algunos problemas

deasentamientos en los suelos, con consiguiente acarreo de arcilla, limo, arena,

gravilla, grava, cantos angulosos y cantos rodados al fondo de la laguna futura que


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se crear por el represamiento, con lo cual le restar paulatinamente el volumen de

agua represada.

El Per ha sido es y ser un pas con ocurrencia de sismos. En esta zona, uno de

los sismos fuertes registrados fue el sismo ocurrido el 31 de mayo de 1970 degrado VII de la Escala de Richter, con muchos problemas. Por el tipo de roca y su

posicin estructural, la roca sobre la cual se construir la presa es resistente a

futuros sismos.

Un problema importante para la presa es el estudio hidrolgico (rgimen de lluvias,

caudales de los ros) e hidrogeolgico (aguas subterrneas). Se debe construir

artesanalmente con rocas y arcillas en las partes altas de las 3 cuencas un nmero

muy grande de pequeas presas, las cuales almacenarn agua en invierno, en las

pocas de verano sin lluvias, las aguas de estas minipresas aportarn agua que

percolarnpor los suelos y fracturas dando un aporte adicional de agua a la laguna

represada por la presa en verano.

Una vez construida la presa, aguas abajo de esta los manantiales existentes pueden

tener ms caudal de agua o pueden aparecer otros manantiales, por cuanto

desconocemos las interconexiones de pequeas fracturas o fallas que llevarn aguas

abajo parte del agua represada que no se ven.

Se debe construir una estacin metereolgica que dar datos metereolgicos para lapresa (temperatura, direccin y velocidad de viento, humedad, rgimen de lluvia).

Se har un levantamiento topogrfico del fondo de la presa y del fondo del embalse

cada tres aos, con medidas de la profundidad del agua embalsada con un bote

ubicado con GPS, para determinar el suelo que fue transportado a la presa y que

no ha sidoevacuado.

Esta obra es de mucha trascendencia, tanto en laEnerga Elctrica que se generar

como en el regado de reas secas en la Costa (parte de las reas deHaurmey), nosolo merece el apoyo de gobiernos extranjeros como Alemania, sino el apoyo del

gobierno peruano por parte del Ministerio de Energa y Minas y por el Ministerio de

Agricultura.


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El esfuerzo inicial que estn realizando las personas que nacieron en Ajao son

descendientes de personas que nacieron en esa provincia tiene mucho valor y merece

todo apoyo. Sea este trabajo un grano de apoyo al gran esfuerzo que requiere esta

obra.

Simbologa

Contacto de rocas

Eje de Anticlinal

Eje de Sinclinal

U

D

Falla:

U: block levantado

D: block descendido

Lecho del Rio

Nivel superior del agua de la

represa a 3257.7 msnm

Curva de nivel

Ubicacin de la Presa

Centro poblado

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