No es un secreto que una gran cantidad de infraestructura estadounidense está en gran necesidad de actualizaciones, trabajo de reparación o reemplazos. El trabajo de reparación que se necesita desesperadamente vendrá, y vendrán de una de dos maneras. Cualquiera de los trabajos de reparación proactiva se pueden hacer cuando los problemas se descubren por primera vez, o el trabajo de reparación se puede realizar con un costo considerablemente mayor después de que se hayan producido fallas catastróficas. Como fue el caso con el colapso del puente I-35 en Minnesota, a menudo pagamos en vidas también. Parte del problema es que la infraestructura no es muy emocionante o perjudicial para muchas personas fuera de la comunidad de ingeniería civil que conduce a la complacencia y la apatía. Como resultado, es probable que no haya escuchado acerca de la última lucha que se desempeña actualmente en California, aunque involucre la presa más grande de los Estados Unidos y su posible fracaso.
Sorprendentemente, la presa más grande de los Estados Unidos no es la famosa presa de Hoover, sino la presa de Oroville en la base de la Cordillera de Sierra Nevada en California. A 235 metros, es casi 15 metros más alto que la presa Hoover. Puede almacenar más de cuatro kilómetros cúbicos de agua, pero si continuará o no almacenar ese agua en el futuro se encuentra actualmente en cuestión. En febrero de este año, durante un control de la inundación, se observó daños a la operación en el aliviadero de la presa donde se había formado un agujero masivo que solo se hizo más grande a medida que la presa se vio obligada a continuar liberando agua. El agujero creció rápidamente, y las aguas de la inundación erosionaron gran parte de la mitad inferior del terraplén del alivio, formando un cañón.
Daño al porte vía como se ve el 2/2/27/17 [a través del Dale Kolke / CA Depto de los recursos hídricos] La mayor amenaza para la presa en sí no fue simplemente el daño al derrame principal, sino el uso del alivio de emergencia de la presa. Se usó por primera vez después de que el aliviadero principal tuvo que cerrarse, pero una vez que el agua comenzó a fluir, la cantidad de erosión detrás del derramamiento de emergencia era mucho más alto de lo previsto. Se pensó en un momento que la erosión podría socavar la fuerza de la presa, que habría soltado una pared de agua de 9 metros de altura por el río de la pluma, destruyendo muchas comunidades en su camino. Se emitió una orden de evacuación para los residentes del área durante estas series de eventos, pero afortunadamente el shillway principal se estabilizó (aunque muy dañado) y pudo permitir que el lago Oroville se escurte lo suficiente como para aliviar las preocupaciones de un fallo total de presa. Sin embargo, el mimen de nieve en la Sierra Nevada aún no está terminado, por lo que la presa y los ingenieros que trabajan en él no están fuera de los bosques.
A partir de esta escritura, el derramamiento principal dañado se ha reabierto y se espera que maneje 35,000 pies cúbicos por segundo durante unas semanas. Los ingenieros han hecho grandes avances para asegurarse de que el aliviadero pueda manejar el flujo de salida y se les hayan dado algunos regalos de la topología circundante para que sea una realidad. Primero, en lugar de toda la montaña que erosionaba debajo del derramamiento de hormigón dañado, se formó una gran “piscina de salpicaduras” que sirve para disipar gran parte de la energía del agua en movimiento antes de fluir a través del cañón recién creado. Esto ha ayudado a mantener la erosión al mínimo. Curiosamente, lo que aumenta la cantidad de agua que fluye hacia abajo, el derrame, disminuye la cantidad de erosión (a un punto) porque aterriza más allá de la montaña, limitando la erosión bajo la buena sección de la vía del derrame. La adición de Shotcrete a esta área también ha ayudado a estabilizar el aliviadero. Además, la erosión hacia la parte inferior del aliviadero formó un cañón después de que el agua floró el paisaje hasta la roca de fondo desnuda. Esta roca es mucho menos propensa a la erosión y, por lo tanto, ha creado un derrame de trabajo relativamente laboral que pasa por alto la mitad inferior del aliviadero hecho por el hombre.
Los trabajadores reparan el agujero masivo que se formó en el túnel principal del derrame del cañón de Glen como resultado de la cavitación.
Si bien la investigación en cuanto a la causa está en curso, ha habido algunas otras represas estadounidenses que han tenido problemas similares de alivio que los ingenieros han tenido que aprender. La presa más destacada en la presa de Glen Canyon en Arizona, donde, a principios de la década de 1980, los problemas de cavitación en el túnel de aliviadero principal llevaron a la formación de un agujero gigante dentro del túnel que estaba erosionando rápidamente las paredes del cañón y amenazando la integridad de la presa. . La cavitación es un fenómeno donde la presión cambiante en un líquido puede crear burbujas que más tarde se colapsan bajo una presión más alta y generan una onda de choque dañina.
La presa de Glen Canyon se construyó entre 1956 y 1966 antes de la innovación de “ranuras de aire” que eviten daños causados por la cavitación en los flujos de alta velocidad. El trabajo de reparación a la presa de Glen Canyon incluyó estas tragamonedas aéreas y la presa ha estado operativa desde entonces. El trabajo de reparación potencial en Oroville Main Spillway incluye diseños similares para reducir la cavitación, pero se necesita una investigación adicional. Sin embargo, esto probablemente no se completará en cualquier momento, ya que se requiere el aliviadero principal para OPETasa hasta que el riesgo de inundación haya pasado después de que se haya detenido el mimen de nieve de primavera en la Sierra Nevada.
El trabajo de reparación futuro incluye planes para reforzar la parte trasera del aliviadero de emergencia. Durante su primer uso este año, la erosión detrás del derramamiento de emergencia fue mucho más rápido de lo previsto, lo que también aumenta las preocupaciones de que la presa pueda fallar. Este riesgo ha sido mitigado en gran medida por ahora, pero es algo que deberá tratarse en el futuro inmediato. Es probable que las líneas de transmisión que se ejecutan a través del derrame de emergencia probablemente deberán repararse, ya que pueden haber experimentado problemas de fundación a partir de la rápida erosión.
Si bien el trabajo de reparación está en curso, es probable que esta presa esté en el radar para el futuro previsible. Desafortunadamente, este no es un problema aislado para presas o con infraestructura en general. La mayoría de los artículos de la infraestructura de Big-Ticket fueron construidos décadas (o, casi un siglo) y se han mantenido mínimamente en el interino. El futuro de esta infraestructura, y las personas que dependen de ella, se basan en los hombros de los ingenieros dispuestos a probar servicios nuevos e innovadores para mantenerlo todo junto.
Puede mantenerse al día con los problemas en la presa de Oroville a través del Departamento de Recursos Hídricos de California, la Organización responsable del mantenimiento de la presa, o a través de algunos informes fantásticos de Juan Browne a través de YouTube. Si hay otra pieza de infraestructura cerca de usted que no está recibiendo la atención que merece, cuéntenos en los comentarios o envíe un correo electrónico al autor directamente en bryancockfield@hackaday.com.
Imagen destacada de Dale Kolke / California Departamento de Recursos Hídricos (Departamento de Recursos Hídricos de California) [Dominio público], Via Wikimedia Commons