En España, según referencias oficiales del Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentación - Ministerio de Transición Ecológica de España (MAPAMA) (www.mapama.gob.es), más del 80% de las presas existentes son anteriores a 1990, por lo que son anteriores al "Reglamento Técnico sobre Seguridad de Presas y Embalses" (Ministerio Obras Públicas, Transportes y Medio Ambiente, 1996), y a las guías técnicas "Guías Técnicas del Comité Español de Grandes Presas" (SPANCOLD 1997, 1999, 2005 y 2006). Por lo tanto, muchas de las actuales presas en funcionamiento fueron diseñadas de acuerdo con las directrices de 1967 (Ministerio de Obras Públicas, 1967), en las cuales sólo se consideraba el período de retorno de 500 años.

En los próximos meses se publicarán las Normas Técnicas de Seguridad (NTS) de Grandes Presas y sus Embalses (MAPAMA), las cuales obligarán a considerar periodos de retorno superiores a los 1000 años en todas las grandes presas.

La adaptación de las presas españolas a estas nuevas restricciones implica, necesariamente, la ampliación de las capacidades de desagüe. Además, estos cambios serán obligatorios según NTS (NTS para la Explotación, las Revisiones de Seguridad y la Puesta Fuera de Servicio de Grandes Presas y Embalses, Art. 32; Real Decreto xx/2018).

El proyecto analiza el uso de aliviaderos no convencionales tipo laberinto como medio para mejorar la respuesta hidráulica de presas preexistentes de forma que puedan desaguar caudales más altos que los utilizados para el dimensionamiento, facilitando así su adaptación. De esta forma, es posible adaptar las antiguas presas de gravedad y de materiales sueltos en riesgo de sobrevertido.

Los vertederos no lineales tipo laberinto son estructuras de desbordamiento con forma quebrada en vista en planta. El planteamiento no lineal del labio del vertedero les proporciona una longitud efectiva total mayor que la longitud de un vertedero plano rectilíneo de igual ancho. Por lo general, el trazado del laberinto se repite en módulos o ciclos.

Debido a su forma poligonal, los vertederos tipo laberinto pueden proporcionar una capacidad de descarga más alta que la de los vertederos de pared recta para el mismo ancho y la carga sobre vertedero.

Los vertederos tipo laberinto son de particular interés cuando el ancho de la estructura de control es limitado, como en la rehabilitación de estructuras hidráulicas existentes, cuando es necesario aumentar el caudal de descarga proyectado. A menudo se usan en el recrecido de presas para aumentar el volumen de almacenamiento (Schleiss, 2011).

El proyecto tiene como objetivo avanzar en la caracterización de la capacidad de descarga y de las condiciones aproximación en aliviaderos tipo laberinto de diferentes ángulos, así como en el análisis de la aireación y disipación de energía generada aguas abajo de la estructura. Con este fin, se plantea realizar un análisis mediante técnicas experimentales y numéricas.

En esta propuesta, la infraestructura física actual se modificará para incluir distintos modelos de vertederos tipo laberintos. El diseño de los vertederos tendrá en cuenta las indicaciones de distintos autores (Falvey, 2003; Crookston y Tullis, 2013; Tullis 2018) para reducir los efectos de escala y los errores sistemáticos en la toma de datos en laboratorio.

En paralelo, se emplearán programas de dinámica de fluidos computacional (CFD). Debido a su heterogeneidad, se plantea el uso de diferentes programas libres y comerciales de forma que se pueda analizar sus fortalezas y debilidades para analizar el flujo de vertederos de laberinto.

Considerando que las técnicas CFD están en rápida progresión en la actualidad, este proyecto de investigación puede contribuir de manera sustancial a mejorar diferentes aspectos, parámetros y criterios para el diseño de estructuras hidráulicas.