Análisis dinámico de presas de arco considerando la interacción fluido-estructura.

Resumen

Las consecuencias sociales, económicas y ambientales de la falla de una presa de arco hacen esencial evaluar su respuesta dinámica para mitigar el riesgo de un desastre. Dado que la esbeltez y flexibilidad de estas presas tienden a aumentar la interacción fluido-estructura durante un terremoto, este trabajo compara la respuesta dinámica de una hipotética presa de arco en el río Marañón, en el norte de Perú, tanto para condiciones de embalse lleno como vacío. Se utilizaron tres formulaciones para estimar las presiones hidrodinámicas: masa agregada de Westergaard, euleriana y lagrangiana. Las comparaciones se realizaron para terremotos de distintas fuentes sismogénicas, previamente emparejadas con un espectro de peligro uniforme con un período de retorno de 10.000 años. Se utilizó el método de elementos finitos para derivar las demandas sísmicas del sistema presa-embalse-cimentación en el software COMSOL Multiphysics, realizando análisis tiempo-historia asumiendo un comportamiento elástico lineal de los dominios de la presa y la cimentación y un enfoque de cimentación sin masa, ignorando el efecto de propagación de ondas en la cimentación pero considerando su rigidez. Los resultados muestran que las formulaciones lagrangiana y euleriana producen demandas sísmicas similares, mientras que la formulación de masa agregada de Westergaard es conservadora. La condición de yacimiento lleno generalmente aumenta las demandas sísmicas, pero los resultados dependerán de las condiciones de contorno asumidas para el fluido y las características del terremoto, entre otros factores. Los terremotos que corresponden al mismo espectro de peligro uniforme no necesariamente producen respuestas dinámicas iguales