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Reconstrucción histórica, estructural, hidrológica, hidráulica y socioeconómica de la catástrofe de Ribadelago (rotura de la presa de Vega de Tera)

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Reconstrucción histórica, estructural, hidrológica, hidráulica y socioeconómica de la catástrofe de Ribadelago (rotura de la presa de Vega de Tera)

Prieto Calderón, José Luis
 
DATE : 2014-11-21
UNIVERSAL IDENTIFIER : http://hdl.handle.net/11093/368
UNESCO SUBJECT : 2505.03 Geografía de Los Recursos Naturales ; 5401.01 Distribución de Recursos Naturales ; 3305.15 Ingeniería Hidráulica
DOCUMENT TYPE : doctoralThesis

ABSTRACT :

No resulta sencillo analizar un suceso cuyo resultado es la pérdida de vidas humanas. Menos aún cuando se concluye que un fallo de la técnica, universalmente aceptado hasta ese momento, fue el origen de la rotura de la presa de Vega de Tera y se llevó por delante la vida de 144 personas en la medianoche del 9 de enero de 1959. Y es que 7,8 Hm3 de agua desplazándose a gran velocidad por el angosto valle del río Tera, representan una amenaza difícilmente evitable, y capaz de producir un daño de dimensiones proporcionales a esa amenaza. En este trabajo de investigación, una vez caracterizado estructural e hidrológicamente el escenario de la rotura de la presa y la posterior avenida, a partir de toda la información disponible del suceso, desde el proyecto de la presa, hasta los informes periciales realizados para esclarecer las causas del desastre, se ha elaborado un modelo conceptual que ha definido el comportamiento de un sistema tremendamente complejo. A partir del modelo conceptual se han caracterizado: la estructura de la presa (de gravedad aligerada con contrafuertes de ... [+]
No resulta sencillo analizar un suceso cuyo resultado es la pérdida de vidas humanas. Menos aún cuando se concluye que un fallo de la técnica, universalmente aceptado hasta ese momento, fue el origen de la rotura de la presa de Vega de Tera y se llevó por delante la vida de 144 personas en la medianoche del 9 de enero de 1959. Y es que 7,8 Hm3 de agua desplazándose a gran velocidad por el angosto valle del río Tera, representan una amenaza difícilmente evitable, y capaz de producir un daño de dimensiones proporcionales a esa amenaza. En este trabajo de investigación, una vez caracterizado estructural e hidrológicamente el escenario de la rotura de la presa y la posterior avenida, a partir de toda la información disponible del suceso, desde el proyecto de la presa, hasta los informes periciales realizados para esclarecer las causas del desastre, se ha elaborado un modelo conceptual que ha definido el comportamiento de un sistema tremendamente complejo. A partir del modelo conceptual se han caracterizado: la estructura de la presa (de gravedad aligerada con contrafuertes de mampostería y pantalla plana de hormigón), las características geomecánicas de la cerrada y la zona afectada, desde la propia presa hasta la población de Ribadelago. Una vez definido y analizado el modelo, con los medios informáticos que nos brinda la técnica actual, se ha pretendido corroborar y validar todo aquello que se dijo e hizo en los años posteriores a la catástrofe. Para ello se han desarrollado dos modelos informáticos avanzados. Uno ha permitido hacer todo tipo de simulaciones del proceso de rotura de la presa. Y el otro, basado en los modernos métodos de cálculo aplicados al estudio del comportamiento hidráulico del cauce de un río, nos ha permitido caracterizar la avenida que destruyó, prácticamente por completo, la población de Ribadelago. La simulación estructural se ha realizado sobre 6 modelos para el caso de estudio en dos dimensiones, es decir utilizando la simplificación de deformación plana, con las consideraciones correspondientes para adaptar los resultados a un presa de gravedad aligerada, otros 6 para el caso en tres dimensiones de un contrafuerte aislado, realizando, a su vez, simulaciones para cada uno de los contrafuertes que colapsaron, lo que supone un total de 204 casos, que sumados a los 6 del modelo completo (contrafuertes del 12 al 28) en tres dimensiones, suponen 210 simulaciones. Esto abarca, prácticamente, todo el espectro posible de supuestos. Los resultados obtenidos han validado los estudios realizados por el equipo técnico que elaboró los informes en los años 60, realizando un estudio científico novedoso. Y es que, desde el Instituto Torroja de la Construcción, no se pudo hacer un trabajo mejor. Enrique Becerril y Antón-Miralles, Raúl Celestino Gómez, Manuel Carrasco Arroyo y José Antonio Torroja Cabanillas, se merecen toda mi admiración y respeto por sus excelentes trabajos. No obstante han sido los resultados del análisis y simulación de los modelos mucho más complejos, los del conjunto de contrafuertes que colapsaron, los que han permitido llegar a un conocimiento más exhaustivo del comportamiento de la estructura ante unas solicitaciones para las que no estaba dimensionada, debido a las enormes diferencias en la estimación del módulo de elasticidad de la mampostería de los contrafuertes. La simulación hidrológica e hidráulica del hidrograma inicial y la propagación de la avenida generada a lo largo del cañón del Tera ha permitido estimar en algo más de 13.000 m3/s el caudal punta inicial producido por la rotura, cuasi instantánea de la presa, con una rama de descenso del hidrograma, hasta el agotamiento, de 25 minutos. La propagación de este inmenso caudal se caracterizó por velocidades altísimas en la zona del cañón (>25 m/s) con gran poder de arrastre de sólidos y un descenso brusco de las velocidades al alcanzar la llanura de Ribadelago. El tiempo de recorrido de la punta de crecida, hasta alcanzar el casco urbano de Ribadelago, se ha estimado en unos 24 minutos desde el inicio, y con un período de agotamiento de la avenida, de algo más de una hora. Todo ello permite imaginar un escenario en el que una onda de choque genera una gran inundación repentina, con un descenso paulatino, durante al menos una hora, del nivel de las aguas, hasta alcanzar valores similares a los que produciría la avenida de periodo de retorno de 500 años. Este escenario hidráulico corrobora el gran poder destructivo que ha tenido esta avenida y la situación catastrófica desencadenada. Concluyo este resumen con unos breves apuntes sobre las conclusiones. Principalmente, la investigación exhaustiva del suceso delata que de ninguna manera la tragedia pudo ser evitable. Cuando se parte de un error de cálculo universalmente aceptado, en una estructura compleja, las consecuencias finales son de una gravedad extrema. Dos llenados parciales rompieron la pantalla de hormigón de la presa, que se tumbó sobre la mampostería. Además, en el último llenado previo a la rotura, la pantalla sufrió una rotura total en la unión con el aliviadero y el estribo derecho de la presa. En estas condiciones, el hundimiento de la parte "suelta" fue inevitable. La avenida que se generó, tenía tal poder destructivo, y el tiempo de respuesta fue tan corto, que ni con los más modernos sistemas y protocolos de alerta temprana, aviso y evacuación de la población, se hubiera evitado la catástrofe. [-]
 
It is not simple to analyze an event whose result is the loss of human lives. Let alone when they concluded that a technique failure, universally accepted as the main cause until then, was the origin of the Vega de Tera dam break and the reason why 144 people died during midnight on January, 9, 1959. Also, 7.8 Hm3 of water running down the narrow valley of the river Tera was a threat they couldn’t really avoid and really capable of provoking damages which are equivalent to this menace. In this research, once I have described structurally and hydrologically the setting of the breakage of the dam and the ensuing flood, I have reviewed all the information available from the event, since the dam project and up to the expert reports that were made to clarify the reasons behind the disaster in order to build a conceptual model which has showed the behaviour for a tremendously complex system. From this conceptual model it has been characterized: the dam structure (lightened gravity with buttresses and flat concrete flashboards), geothermal characteristics of the downstream ... [+]
It is not simple to analyze an event whose result is the loss of human lives. Let alone when they concluded that a technique failure, universally accepted as the main cause until then, was the origin of the Vega de Tera dam break and the reason why 144 people died during midnight on January, 9, 1959. Also, 7.8 Hm3 of water running down the narrow valley of the river Tera was a threat they couldn’t really avoid and really capable of provoking damages which are equivalent to this menace. In this research, once I have described structurally and hydrologically the setting of the breakage of the dam and the ensuing flood, I have reviewed all the information available from the event, since the dam project and up to the expert reports that were made to clarify the reasons behind the disaster in order to build a conceptual model which has showed the behaviour for a tremendously complex system. From this conceptual model it has been characterized: the dam structure (lightened gravity with buttresses and flat concrete flashboards), geothermal characteristics of the downstream boundary and affected area, from the own dam to the Ribadelago village. Once the conceptual model has been defined and analyzed with the technological means we have access to nowadays, it has been pretended to corroborate and to validate all what was said and done in the years after the disaster. In order to get it, two advanced computerized models have been developed. One of them enables us to produce any kind of simulation of the breakage of the dam. The other, which is based on the modern methods of calculation applied to the study of the hydraulic behaviour of the riverbed, has helped us to build the flood that destroyed, almost completely, the little village of Ribadelago. The structural simulation has been conducted on six models for the case study in 2 dimensions, in other words, by using the simplification of the plainstrain deformation with the considerations that correspond in order to adapt the results to a lightened gravity dam; another six models have been applied for the case of an isolated buttress in 3 dimensions, doing, at the same time, simulations for each of the buttresses that collapsed, which made a total of 204 cases. All these 204 cases along with the other six from the whole model (buttreses from 12 to 28) in 3 dimensions add up 210 simulations. This, includes virtually the entire spectrum of possible assumptions. The results that were obtained have validated the researches made by the technical team who elaborated the reports in the 1960s, doing a novel scientific study. From the Torroja Institute of Construction, they could not do a better job. Enrique Becerril and Antón-Miralles, Raúl Celestino Gómez, Manuel Carrasco Arroyo and José Antonio Torroja Cabanilla deserve all my admiration for the excellent job they did. However, the analysis results and the model simulations have been more complex. The ones from the set of buttresses that collapsed have made us go deeper into the investigation of the structure behaviour (which did not fulfill the needs it was requested to) due to the enormous differences in the estimation of the modulus of elasticity in the buttress masonry. The hydrological and hydraulic simulation of the first hydrograph and the sprawl of the flood generated along the Tera canyon has enabled us to estimate in more than 13000 m3/s the inicial flow rate produced by the quasi swift breakage of the dam, with a descent in the hydrograph graphic line, getting into almost depletion, in 25 minutes. The spread of this enormous flow rate was characterized for its high speed in the canyon area (>25 m/s) with great power of dragging solids and a sudden descent of the speed when the flow reached the Ribadelago plain. The time between the start of the flow and the entrance in the Ribadelago village is estimated to be of 24 minutes from the beginning with a period of decease of the flood of more than an hour. All of this makes you imagine a scene in which a wave causes a flash flood, with a gradual descent of the water during at least one hour, reaching values that were similar to those that will be achieved by the 500 years returning period flood. This hydraulic scenario verifies the great destructive power that this flood has had and the consequent catastrophe. I would like to sum up with some brief notes on the conclusions. Mainly, the exhaustive investigation of this event reveals that the tragedy could not be avoided. When you are based on a universally accepted miscalculation, inside a complex structure, the final consequences are of great severity. Two partial fillings broke the concrete flashboard of the dam which fell over the masonry. Moreover, in the last previous filling to the breakage, the flashboard suffered a complete rupture in the junction between the spillway and the right abutment of the dam. Under these conditions, the sinking of the “lost” piece was inevitable. The flood that took place was so powerful and the time to react was so short that even with the most modern early warning and evacuation systems and protocols, it would have been impossible to avoid. [-]

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