Calculadora de represas online: vertedero, filtración y estabilidad

Qué calcula

El módulo reúne tres cálculos de una presa: el caudal de vertedero, la filtración a través del cuerpo o la fundación, y la estabilidad de una presa de gravedad. Cada cálculo parte de los datos de la estructura (geometría, carga de agua, permeabilidad, pesos específicos, fricción en la base) y devuelve el resultado con la referencia normativa aplicada y un semáforo de riesgo.

Caudal de vertedero (Francis)

El caudal de descarga sobre el vertedero se calcula con la fórmula de Francis, donde el coeficiente empírico ya incorpora el efecto de la gravedad:

• Cd: coeficiente de descarga (valor habitual 1.84 para vertedero de cresta ancha).
• L: longitud del vertedero (m); H: carga hidráulica sobre la cresta (m).
• Se obtiene además la velocidad y el número de Froude para clasificar el régimen (subcrítico, crítico o supercrítico).
• Referencia: USACE EM 1110-2-1603; caudal de diseño según ICOLD Bulletin 58.

Filtración (Ley de Darcy)

El caudal de filtración por metro lineal se calcula con la Ley de Darcy a partir del gradiente hidráulico:

• i: gradiente hidráulico (adimensional); k: permeabilidad (m/s); d: espesor del estrato (m).
• El gradiente se compara contra un gradiente admisible de diseño, tomado con factor de seguridad 2 sobre el gradiente crítico de Terzaghi (aproximadamente 1.0).
• Referencia: USACE EM 1110-2-1901, Ley de Darcy y criterio de Terzaghi.

Estabilidad de presa de gravedad

Para una sección triangular con cara vertical aguas arriba, el módulo calcula el empuje hidrostático, el peso propio, la subpresión (uplift) en la base, el factor de seguridad al deslizamiento, la excentricidad de la resultante y las tensiones en la base.

• Deslizamiento: FS mínimo 2.0 cuando la resultante cae en el tercio medio de la base (condición de carga usual, USACE EM 1110-2-2200 Tabla 4-1).
• Vuelco: se verifica por la ubicación de la resultante dentro de la base; el módulo además reporta un FS de vuelco como criterio conservador de plataforma, no como requisito de USACE.
• Tensiones: se controla que la tensión mínima en la base no resulte de tracción (regla del tercio medio).

Normas aplicadas

• USACE EM 1110-2-1603 e ICOLD Bulletin 58 — caudal de vertedero (Francis).
• USACE EM 1110-2-1901 y criterio de Terzaghi — filtración (Darcy), con gradiente admisible FS 2 sobre el crítico.
• USACE EM 1110-2-2200 — estabilidad de presa de gravedad, FS mínimo deslizamiento 2.0 con resultante en el tercio medio.

Informe sellado y exportación

Cada cálculo se puede exportar como PDF sellado con hash SHA-256 y código QR de verificación pública, como planilla Excel con parámetros y resultados, y como archivo DXF con los datos de diseño para uso en CAD.