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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE 
MÉXICO 
 
 
FACULTAD DE INGENIERÍA 
 
 
Construcción del Vertedor en el Proyecto 
Hidroeléctrico “El Cajón”. 
 
 
 
T E S I S 
 
 
 
 
QUE PARA OBTENER EL TITULO DE: 
 
 
I N G E N I E R O C I V I L 
 
 
P R E S E N T A N: 
 
 
Carlos Roberto Aquino de la Cruz 
 
Benjamín Dávila Hernández 
 
 
 
 
 
 
DIRECTOR DE TESIS: ING. CARLOS MANUEL CHAVARRI MALDONADO 
 
 
 
MEXICO, D.F. CIUDAD UNIVERSITARÍA 2005 
 
 
UNAM – Dirección General de Bibliotecas 
Tesis Digitales 
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FACULTAD DE INGENIERÍA APROVACIÓN 
 
 
 
 
 
 Universidad Nacional Autónoma de México 
 
 Construcción del Vertedor del Proyecto Hidroeléctrico “El Cajón” 
FACULTAD DE INGENIERÍA AGRADECIMIENTOS 
 
 
 
AGRADECIMIENTOS. 
 
 
 
 
 
 
 
 Hemos terminado una etapa más en nuestras vidas, mas sin embargo, aseguramos y 
prometemos que esto no va a ser el fin, si no el comienzo de algo grande que viene para los dos y 
queremos dar las gracias a todo aquello que tuvo que ver para que pudiéremos emprender el vuelo en 
esta nueva gran aventura. 
 
Queremos agradecer al Ingeniero Carlos Manuel Chavarri, por ser nuestro maestro y nuestro director 
de tesis, al Ingeniero Luís Zarate, por brindarnos su apoyo, al Dr. Humberto Marengo, que nos ha 
cumplido un sueño, el de estar en la construcción de una presa. Y que no conformándose con este 
apoyo brindado a cada uno, también se han esmerado en ser nuestros amigos, gracias Ingenieros. 
 
A dos grandes Instituciones: A CFE por darnos la gran oportunidad de vivir la más grande experiencia y 
cumplido uno de nuestros mas grandes sueños, el darnos la oportunidad de participar en la 
construcción del P. H. El Cajón. A CIISA, que a apostado por seguir con la tradición de la buena 
Ingeniería Civil arriesgándose en sus obras con jóvenes ingenieros, gracias a ambas instituciones. 
 
A la División de Ingeniería Civil Topográfica y Geodésica, al Dr. Alberto Jaime por sus consejos, a sus 
maestros, gracias por brindarnos mucho de sus conocimientos, espacio y tiempo. Tememos decirles 
que han logrado su propósito, el habernos preparado bien, gracia. 
 
Por último queremos agradecer a la gran institución que nos cobijo por 8 años, nos trato como uno más 
de sus millones de hijos, y que se dejo ser, lugar de estudio, de juego, de fiesta, que soporto triunfos y 
fracasos, que esta y siempre estará con las puertas abiertas para que regresemos, gracias a nuestra 
Universidad, gracias UNAM, nuestra alma mater, por siempre nuestro hogar. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Carlos Roberto Aquino de la Cruz. 
Benjamín Dávila Hernández. 
 
 
 
 
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FACULTAD DE INGENIERÍA AGRADECIMIENTOS 
 
 
 
 
AGRADECIMIENTOS. 
 
 
 
 
Quiero agradecer en primer lugar a dos personas que apostaron por mi, poniendo en juego sus vidas y 
muchisisisisisimo mas, que crecieron conmigo, corrigieron mis errores y agrandaron mis logros, 
aguantaron mis malos ratos y que también recibieron todo mi amor, fueron villanos en algunas 
ocasiones y en muchas mas fueron mis héroes, que son mi mas grande ejemplo de grandeza y también 
la más clara definición de amor de pareja, y que aunque con canas y arrugas también tendrán mi 
infinito respeto, sin más, quiero agradecer a mis PAPITOS, gracias por hacer de mi lo que soy. 
 
A mis hermanos, que están y han estado en mis grandes momentos, hayan sido buenos o malos, y que 
se que compartimos la misma sangre y el mismo corazón, y que por esa razón nunca nos 
separaremos, gracias hermanos por darme cada uno una estrella que alumbra mi camino. 
 
A una persona que se metió en mi camino, sin alguna razón, sin algún motivo, y por extraño que 
parezca, en un segundo lleno toda mi vida, que cree en mi sueños y me ha invitado a formar parte en 
los suyos, que le dio un sentido inesperado y que sin embargo me gusta, que ha volteado mi mundo de 
cabeza y que ha querido arriesgar su vida estando a mi lado y que para mi es parte fundamental de mi 
vida, gracias amor, y gracias por darle otra estrella mas a mi camino y hacerme participe junto a ti de la 
mas grande aventura de la vida, gracias jorgito. 
 
A Oris, por llevarte a mi hermano y haber estado en los momentos que te necesite y que voy a 
necesitarte, gracias. 
 
A una gran cantidad de personas que me enorgullesco nombrar como mis amigos, a Jorge por una vida 
con el, al Enano por sus consejos, al Robert, a Yadira, Karina, entre tantas que personas que se han 
llevado mi respeto y mi admiración por el simple hecho de llenar la palabra amigos y claro a mi gran 
amigo de las mil batallas, Benjas. Gracias a todos. 
 
A todas esas personas que se hicieron cómplices para que yo llegara a esta etapa de mi vida, tíos, a 
mamas y papas de amigos, que no por no citarlos en nombre restan de importancia en mi vida, si no 
que son la base de ella, gracias a todos. 
 
A la UNAM, a la Facultad de Ingeniería, a la DICTyG, gracias por brindarme un espacio. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Carlos Roberto Aquino de la Cruz. 
 
 
 
 
 
 
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FACULTAD DE INGENIERÍA AGRADECIMIENTOS 
 
 
 
 
AGRADECIMIENTOS. 
 
 
 
 
 
A Dios por darme éste magnifico sueño. 
 
A mis Padres, Paula Graciela Hernández Arriaga y Jorge Dávila Pineda, por darme el regalo de vivir en 
esta magnifica familia, por enseñarme a ser una buena persona, por apoyarme y ayudarme a conseguir 
todos mis objetivos y sobre todo, por todo el amor y paciencia que me han tenido siempre. 
 
A mis hermanos, Israel y Eric Dávila Hernández, por ser mis grandes ejemplos, por cuidarme y ser mis 
mejores maestros y amigos. A Xime y Karla bienvenidas, se les quiere. 
 
A Emiliano, por darle un nuevo brillo a nuestra familia. 
 
A mi tía Raquel y a mis hermanas Mónica, Raquel, Celeste y Laura por quererme, cuidarme e “ir por mi 
a la escuela”, desde el primer día que existí. Ceci y Cami, las amo muchísimo. 
 
A mi abuelo Enrique y a mis abuelas Cata y Tere. Gracias por cuidarme y por sus oraciones. 
 
Gracias por ser mí Luz, mi Fuerza y mí mejor Presente, Gracias por ayudarme a creer y sentir, Gracias 
por tu apoyo y por darme tu confianza, Eres mi dualidad, Te amo FLA-K. (De nada) 
 
Gracias Carlos por dejarme ser tu amigo, gracias por tu lealtad, por tu inigualable forma de ser y por 
alentarme a ser una mejor persona. Eres grandioso, amigo. 
 
A mis Súper-Cuates y hermanos, José Luís, Jorge, Ricardo, Gabo y Raúl, por darme siempre su apoyo, 
su hermandad y por ser auténticos y magníficos amigos. 
 
A mis Cuates y Amigos de la Facultad, Edgar, Robert, Felipe, Hector, Roldan, Miguel, y a todos, por 
compartir conmigo esta gran etapa de nuestras vidas, y que seguramente nuestro futuro será aun 
mejor. 
 
A Nancy, Jenny, Yibeth, María E, Anís, Douglas, Jaime, Alejo, David, Marce y Daniel, por hacerme 
sentir como en casa. Muchas Gracias. 
 
A mis Maestros, porsus enseñanzas, por ser un increíble ejemplo e inspiración. 
 
A mi segundo hogar, mi Alma Mater, la Universidad Nacional Autónoma de México, a la que le debo 
mucho de lo que soy ahora, para la cual solo tengo un enorme agradecimiento y la responsabilidad de 
ser un profesionista que la enaltezca. 
 
 
 
 
 
Benjamín Dávila Hernández. 
 
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 Construcción del Vertedor del Proyecto Hidroeléctrico “El Cajón” 
 
FACULTAD DE INGENIERÍA INDICE 1
 
INDICE 
 
Introducción. 6
 
I. Generalidades del Proyecto Hidroeléctrico “El Cajón”. 13
 I.1 Proyecto Hidroeléctrico El Cajón, Nayarit. 14
 I.1.1 Obra de Desvío. 17
 I.1.2 Obra de Contención. 19
 I.1.3 Obra de Generación. 21
 I.1.4 Casa de Máquinas. 21
 I.1.5 Obra de Control y Excedencias 22
 I.2 Datos Generales del Proyecto. 24
 
II. Características del Vertedor del Proyecto Hidroeléctrico “El Cajón”. 30
 II.1 Tipos de Obras de Excedencias. 31
 II.1.1 Vertedor de Caída Libre. 32
 II.1.2 Cortinas Vertedoras con Caída Rápida. 33
 II.1.3 Vertedor con Tiro Vertical. 33
 II.1.4 Vertedores con Descarga Directa en canal. 33
 II.1.5 Vertedor con Canal Lateral. 33
 II.1.6 Tipos de Vertedor Según su Uso. 34
 II.1.6.1 Vertedores de Servicio. 34
 II.1.6.2 Vertedores Auxiliares. 34
 II.1.6.3 Vertedor de Emergencia. 35
 II.2 Vertedor del Proyecto Hidroeléctrico “El cajón”. 35
 II.2.1 Datos Técnicos. 36
 II.2.2 Descripción General y Planeación de la Obra de Excedencias. 37
 II.2.2.1 Canal de Llamadas. 37
 II.2.2.2 Estructura de Control. 39
 II.2.2.3 Canal de Descarga. 40
 II.2.2.4 Cubeta Deflectora. 42
 
III. Antecedentes Geológicos del Vertedor. 44
 III.1 Antecedentes. 45
 III.2 Localización y Acceso. 45
 III.3 Volumen de Obra. 46
 III.4 Geología General. 48
 III.4.1 Fisiografía. 48
 III.4.2 Estratigrafía. 49
 III.5 Geología Estructural. 50
 III.5.1 Fallas Principales. 50
 III.5.2 Fracturas. 53
 III.5.3 Seudoestratificación. 53
 III.5.4 Análisis Estructural. 54
 III.6 Geología del Banco del Vertedor. 54
 III.6.1 Zoneamiento del Banco en cuanto a Calidad de Roca. 55
 III.6.2 Zonas Alternativas. 60
 III.7 Geofísica. 62
 III.7.1 Métodos Utilizados. 62
 III.7.1.1 Refracción Sísmica (TRS). 62
 III.7.1.2 Sondeo Eléctrico Vertical (SEV). 62
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INDICE TABLAS Y FIGURAS. 
 
Tablas. 
 
Tabla 1. Desarrollo de la capacidad instalada y de la generación. 8
Tabla 2. Clasificación por Altura de Cortina. 9
Tabla 3. Potencial Hidroeléctrico en Ríos. 10
Tabla 4. Proyectos en el Río Santiago. 11
Tabla 5. Camino Definitivo. 15
Tabla 6. Bermas. 37
Tabla 7. Volumen de Obra de Geofísica. 47
Tabla 8. Barrenos perforados en el área del Banco el Vertedor. 48
Tabla 9. Potencialidad del Banco de Roca El Vertedor, a la cota 395. 60
Tabla 10. Potencialidad del Banco El Vertedor, a la cota 375. 60
Tabla 11. Subunidades Geofísicas. 64
Tabla 12. Longitud al Banco de Almacenamiento. 68
Tabla 13. Longitud al Banco de Desperdicio. 68
Tabla 14. 70
Tabla 15. Excavación Canal de Llamada. 75
Tabla 16. Factores de Carga. 82
Tabla 17. Clasificación de Materiales. 85
 III.7.2 Procesamiento de Datos. 63
 III.7.3 Objetivos. 63
 III.7.4 Trabajos de Campo. 63
 III.7.5 Interpretación. 64
 III.8 Integración GEOLÓGICO-GEOFÍSICA. 64
 
IV. Proceso Constructivo del Vertedor. 66
 IV.1 Plan General de Construcción. 67
 IV.2 Procedimiento de Construcción del Canal de Llamada de la Elevación 476.00 a la 
396.00. 
75
 IV.3 Excavación y Tratamientos de Taludes en el Vertedor. 79
 IV.3.1 Procedimiento para Excavaciones a Cielo Abierto. 79
 IV.3.2 Procedimiento para Concreto Lanzado. 87
 IV.3.3 Procedimiento para la Colocación de Anclas. 90
 IV.3.4 Procedimiento para la Colocación de Drenes. 92
 IV.4 Procedimiento para la Colocación de Concreto en Estructura de Control. 94
 
V. Cambios Significativos en el Proyecto, Muro Alabeado. 113
 V.1 Antecedentes. 114
 V.1.1 Geológicos. 114
 V.1.2 Datos de Instrumentación. 117
 V.2 Soluciones a la problemática del Muro Alabeado. 127
 
VI. Conclusiones y Comentarios. 138
 
Anexos 140
 
Bibliografía 173
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Tabla 18. Características Plantas de Concreto. 97
Tabla 19. Capacidad Nominal. 97
Tabla 20. Capacidad Estimada. 97
Tabla 21. Colados en el Cimacio. 101
Tabla 22. Colado en Pilas y Muros. 108
Tabla 23. Dosificación de Concreto en Cimacio. 110
Tabla 24. Mezcla de Inyección. 112
 
Figuras. 
 
Figura 1. Central Hidroeléctrica 7
Figura 2. Sistema Hidroeléctrico Santiago. 8
Figura 3. Generación por Fuente 9
Figura 4. Generación por Recursos. 9
Figura 5. Cuenca Río Santiago. 14
Figura 6. Ubicación del P.H. El Cajón. 15
Figura 7. Características del Camino Definitivo. 16
Figura 8. Obra de Desvío. 17
Figura 9. Túnel de Desvió. 18
Figura 10. Pantalla Impermeable. 19
Figura 11. Obra de Contención. 20
Figura 12. Casa de Maquinas. 21
Figura 13. Obras de Generación. 22
Figura 14. Obra de Excedencias. 23
Figura 15. El Cajón. 29
Figura 16. Cubeta Deflectora. 43
Figura 17. Localización del Banco del Vertedor. 46
Figura 18. Panorámica del Banco el Vertedor. 47
Figura 19. Columna Litológica. 40
Figura 20. Aspecto de la Falla Árbol Grande. 51
Figura 21. Aspecto de parte de la Falla Cantera. 52
Figura 22. Estereógrama. 54
Figura 23. Detalle de un Horizonte Masivo. 54
Figura 24. Zoneamiento del Banco del Vertedor. 56
Figura 25. Densidad del fracturamiento en La Pedrera,. 58
Figura 26. Falla normal expuesta. 59
Figura 27. Sitios Alternativos 61
Figura 28. Caminos de Acceso Principales y Auxiliares a la Est. Del Vertedor y Obra de Toma. 67
Figura 29. Sondeos Geológicos Zona de Vertedor. 69
Figura 30. Esquema de Ataque. 70
Figura 31. Etapa 1 Esquema de Ataque. 71
Figura 32. Etapa 2 Esquema de Ataque. 71
Figura 33. Etapa 3 Esquema de Ataque. 71
Figura 34. Etapa 4 Esquema de Ataque. 72
Figura 35. Etapa 5 Esquema de Ataque. 72
Figura 36. Etapa 7 Esquema de Ataque. 73
Figura 37. Etapa 8 Esquema de Ataque. 73
Figura 38. Excavación de Canal de Descarga. 74
Figura 39. Excavación de galería y dentellón en cubeta. 74
Figura 40. Cargador. 76
Figura 41. Canal de Llamada. 77
Figura 42. Muro Alabeado en el Canal de Llamada. 79
Figura 43. Tractor sobre Orugas. 80
Figura 44. Personal de Barrenación y Carga de Explosivo. 81
Figura 45. Plantilla 3 x 3 m. 81
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Figura 46. Plantilla 2.5 x 2.5 o 3 m. 82
Figura 47. Plantilla de Precorte. 82
Figura 48. Material de Carga. 83
Figura 49. Partes del Barreno. 83
Figura 50. Proceso de Carga del Barreno. 83
Figura 51. Taco del Barreno. 84
Figura 52. Precorte (Izquierda) y Conexión de la Carga(Derecha). 84
Figura 53.Cargador 988G Cat. 85
Figura 54. Tractor D8R (Izq.) y Motoconformadora (Der.). 85
Figura 55. Terex 60 (Izq.) y Camión Fuera de Carretera 773 (Der.). 86
Figura 56. Acomodo de Materialen Bancos. 86
Figura 57. Concreto Lanzado en Taludes. 88
Figura 58. Concreto Lanzado en obras subterráneas. 88
Figura 59. Robojet Autopropulsado. 89
Figura 60. Concreto Lanzado con Malla. 89
Figura 61. Track-Drill. 91
Figura 62. Colocación de Ancla. 91
Figura 63. Ancla. 92
Figura 64. Acceso a la elev. 367. 94
Figura 65. Grúa Torre. 95
Figura 66. Rampa de Acceso a la 367. 95
Figura 67. Reposición de Concreto. 96
Figura 68. Limpieza en Tapete de Consolidación. 96
Figura 69. Localización Planta de Concreto. 98
Figura 70. Excavación del Cimacio. 98
Figura 71. Tratamientos en Cimacio. 99
Figura 72. Etapas del Colado del Cimacio. 99
Figura 73. Construcción en Cimacio. 101
Figura 74. Secuencia de Colado en el Cimacio. 102
Figura 75. Plan de Colados de Muros y Pilas. 103
Figura 76. Secuencia de Colados en Pilas y Muros 1. 103
Figura 77. Secuencia de Colados en Pilas y Muros 2. 105
Figura 78. Secuencia de Colados en Pilas y Muros 3. 105
Figura 79. Secuencia de Colados en Pilas y Muros 4. 106
Figura 80. Secuencia de Colados en Pilas y Muros 5. 106
Figura 81. Acero listo en el cuerpo del cimacio . 107
Figura 82. Estructura de Control Final. 109
Figura 83. Cimbra Tipo Cantiliver. 109
Figura 84. Falla IV en el Muro Alabeado. 114
Figura 85. Grieta en el Muro Alabeado. 115
Figura 86. Desnivel en la Plataforma de la Elev. 396. 115
Figura 87. Fallas en el Muro Alabeado. 116
Figura 88. Discontinuidades mayores que afectan el muro alabeado. 116
Figura 89. Actividad en inclinómetros y estensómetros. 118
Figura 90. Deformaciones Inclinómetro I-7. 119
Figura 91. Deformación Inclinómetro I-8. 120
Figura 92. Ficha Técnica de Instalación I-7. 121
Figura 93. Ficha Técnica de Instalación I-8. 122
Figura 94. Deformación Extensometro EB-CL1. 123
Figura 95. Deformación Extensometro EB-CL2. 124
Figura 96. Deformación Extensometro EB-CL3. 125
Figura 97. Ficha Técnica de Extensometro EB-CL1. 126
Figura 98. Ficha Técnica de Extensometro EB-CL2. 126
Figura 99. Ficha Técnica de Extensometro EB-CL1. 127
Figura 100. Línea de Anclaje en Muro Alabeado. 128
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FACULTAD DE INGENIERÍA INDICE 5
Figura 101. Falla visible en la plataforma 396. 128
Figura 102 .Fisura de 2.5 mm en Muro Alabeado. 129
Figura 103. Grafica del Inclinómetro I-7 al 13 de agosto. 129
Figura 104. Sistema de Anclaje en Muro Alabeado. 129
Figura 105. Anclaje en elev. 368.5 a 377.25 en Muro Alabeado. 130
Figura 106. Corte Transversal Anclaje en 396. 130
Figura 107. Anclaje Vertical en Plataforma 396. 131
Figura 108. Anclaje Vertical 2 en Plataforma 396. 131
Figura 109. Localización de Extensómetros en Muro Alabeado. 132
Figura 110. Corte Transversal Anclaje en Plataforma 396. 132
Figura 111. Plantilla de Concreto en la 396. 132
Figura 112. Localización de Zanjas Exploratorias. 133
Figura 113. Excavación Primera Etapa. 133
Figura 114. Sección Transversal de la Excavación. 134
Figura 115. Excavación Medios Mecánicos. 134
Figura 116. Excavación en Muro Alabeado. 135
Figura 117. Excavación a la 386. 136
Figura 118. Vista de Muro Alabeado. 136
Figura 119. Tratamientos en Taludes del Muro Alabeado. 137
 
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FACULTAD DE INGENIERÍA INTRODUCCIÓN 6
 
 
Introducción. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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 Las centrales hidroeléctricas utilizan la energía potencial del agua como fuente primaria para 
generar electricidad. Estas plantas se localizan en sitios en donde existe una diferencia de altura entre 
la central eléctrica y el suministro de agua. De esta forma, la energía potencial del agua se convierte en 
energía cinética que es utilizada para impulsar el rodete de la turbina y hacerla girar para producir 
energía mecánica. Acoplado a la flecha de la turbina se encuentra el generador que finalmente 
convierte la energía mecánica en eléctrica. Una característica importante es la imposibilidad de su 
estandarización, debido a la heterogeneidad de los lugares en donde se dispone de aprovechamiento 
hidráulico, dando lugar a una gran variedad de diseños, métodos constructivos, tamaños y costos de 
inversión. 
 
 
 
 
Figura 1. Central Hidroeléctrica 
 
Las presas de enrocamiento son terraplenes formados por fragmentos de roca de varios tamaños cuya 
función es la de estabilidad y por una membrana que es la que proporciona impermeabilidad. Aunque 
se han construido presas que han tenido éxito con diafragmas interiores, no se recomiendan este tipo 
de construcción para las estructuras dentro del campo. La construcción de diafragmas internos de tierra 
con los filtros necesarios requiere un elevado grado de precisión y control más riguroso y el que es 
posible obtener para presas pequeñas. Los diafragmas interiores de material rígido como el concreto 
tienen la desventaja de que no se pueden inspeccionar fácilmente ni hacer reparaciones de emergencia 
si se rompen por el asentamiento de la presa o sus cimientos. 
 
La membrana impermeable de una presa de enrocamiento debe de construirse en el talud de aguas 
arriba donde se puede observar su condición cuando se vacía, y cuando es necesaria hacer 
reparaciones. Generalmente la membrana consistirá de concreto de cemento Portland, aunque se han 
usado con éxito placas de acero o tablones, de acuerdo a la vida limitada de esos materiales. 
Recientemente se han usado revestimientos de concreto asfáltico, pero no existen registros sobre el 
funcionamiento de este tipo de construcción de presas de enrocamiento. Cualquiera que sea el tipo de 
membrana usada, no se recomienda las presas de enrocamiento cuando la operación normal del vaso 
no permita la inspección periódica de la membrana y su reparación si es necesario. Las presas de 
enrocamiento tienen requisitos que son menos exigentes que los necesarios para las presas de 
gravedad de concreto, pero más que los necesarios para las presas de tierra. Las presas de 
enrocamiento requieren cimentaciones en las que se produzcan los asentamientos mínimos. En las 
cimentaciones que no sean de roca, se deberá consultar un especialista respecto a su bondad. Las 
cimentaciones de roca deben consistir en roca resistente y durable que no se pueda ablandar 
especialmente con el agua que se filtre del vaso. 
 
La Comisión Federal de Electricidad (CFE) es la empresa que genera, transmite, distribuye y 
comercializa energía eléctrica para 22.5 millones de clientes, lo que representa casi 80 millones de 
mexicanos. La CFE ofrece el servicio de energía eléctrica en la mayor parte de nuestro país, con 
excepción del Distrito Federal y algunas poblaciones cercanas a éste, donde el servicio está a cargo 
de Luz y Fuerza del Centro. CFE es un organismo público descentralizado, con personalidad jurídica y 
patrimonio propio, el cual es la responsable de la realización de nuevos proyectos que aseguren el 
servicio de energía, por lo que el Proyecto Hidroeléctrico “El Cajón”, se convierte en el más grande 
proyecto de generación en los últimos años y en la primer presa hidroeléctrica de su tipo, que se 
construye en más de un sexenio. 
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 Construcción del Vertedor del Proyecto Hidroeléctrico “El Cajón” 
 
FACULTAD DE INGENIERÍA INTRODUCCIÓN 8
 
El Proyecto Hidroeléctrico “El Cajón”, cuyo diseño se efectuó en la CFE y es construida por la empresa 
constructora CIISA (Constructora Internacional de Infraestructura S. A.), forma parte de un plan global 
de aprovechamiento Hidroeléctrico del Rió Santiago que comprende27 proyectos con potencial 
hidroeléctrico de 4 300 MW, del cual se ha desarrollado el 32 %. El Cajón ocupa el segundo lugar en 
potencia y generación dentro del sistema; está conceptuado como una planta para suministrar energía 
de pico con potencia total instalada de 750 MW y producción media anual de 1 228 GWh. Además de 
beneficiará a la Central Hidroeléctrica Aguamilpa que se encuentra aproximadamente a 60 km aguas 
abajo, incrementando la energía firme, en el almacenamiento del embalse del Cajón. 
 
 
Figura 2. Sistema Hidroeléctrico Santiago. 
 
La realización del proyecto es la culminación de una gran cantidad de estudios, análisis y evaluaciones 
realizados durante más de 20 años por diversas dependencias gubernamentales. 
 
El crecimiento del consumo de energía eléctrica en el país ha ido creciendo constantemente, es por eso 
que la CFE trabaja para expandir los programas de centrales de generación, el establecimiento de 
estrategias de ahorro de energía eléctrica, administración del agua almacenada en los vasos de las 
hidroeléctricas, mejoramiento de la eficiencia en las termoeléctricas y reducción de las pérdidas en las 
redes de distribución. En la tabla 1 se muestra el incremento de la capacidad y generación de la CFE 
en los últimos años, en donde se incluyen 16 Centrales de Productores Independientes de Energía 
(PIE). 
 
 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 
 CFE 32,166 33,920 33,944 34,384 34,839 35,385 36,236 36,855 36,971 38,422 38,420 
 PIE´S - - - - - 484 1,455 3,495 6,756 7,265 7,751 Capacidad (MW) 
 Total 32,166 33,920 33,944 34,384 34,839 35,869 37,691 40,350 43,727 45,687 46,171 
 CFE 140.82 149.97 159.83 168.98 179.07 190.00 190.88 177.05 169.32 159.53 38.02 
 PIE´S - - - - - 1.21 4.04 21.83 31.62 45.86 11.02 Generación (TWh) 
 Total 140.82 149.97 159.83 168.98 179.07 191.20 194.92 198.88 200.94 205.39 49.04 
Tabla 1. Desarrollo de la capacidad instalada y de la generación. 
 
La generación de energía eléctrica en la Comisión Federal de Electricidad se realiza por medio de las 
tecnologías disponibles en la actualidad, centrales hidroeléctricas, termoeléctricas, eólicas y nuclear. Al 
cierre del mes de marzo del año 2005 la CFE, incluyendo los productores independientes de energía, 
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FACULTAD DE INGENIERÍA INTRODUCCIÓN 9
cuenta con una capacidad efectiva instalada para generar energía eléctrica de 46,171.02* MegaWatts 
(MW), de los cuales: 7,750.90 MW son de los productores independientes (termoeléctricas), 10,258.98 
MW son de hidroeléctricas, 23,234.59 MW corresponden a las termoeléctricas de CFE que consumen 
hidrocarburos; 2,600.00 MW a carboeléctricas; 959.50 MW a geotermoeléctricas; 1,364.88 MW a la 
nucleoeléctrica y 2.18 MW a la eoloeléctrica. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 3. Generación por Fuente 
 
La generación por fuente se divide en termino de porcentaje como sigue: el 50.32% corresponde a 
generación termoeléctrica de CFE, 16.79% a Productores independientes de energía (16 Centrales), 
22.22% a hidroeléctrica, 5.63% a centrales carboeléctricas, 2.08% a geotérmica, 2.96% a 
nucleoeléctrica y 0.005% a eoloeléctrica. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 4. Generación por Recursos. 
 
Clasificación de Centrales Hidroeléctricas por Altura de Cortina. 
 
PRESA RIO ESTADO ALT (m) TIPO DE CORTINA 
CHICOASEN GRIJALVA CHIAPAS 251 MATERIALES GRADUADOS 
ZIMAPÁN MOCTEZUMA HIDALGO 200 ARCO DE CONCRETO 
AGUAMILPA SANTIAGO NAYARIT 187 ENROCAMIENTO Y PANT. DE CON. 
EL CAJÓN SANTIAGO NAYARIT 186 ENROCAMIENTO Y PANT. DE CON. 
INFIERNILLO BALSAS MICHOACÁN 149 MATERIALES GRADUADOS 
ANGOSTURA GRIJALVA CHIAPAS 147 MATERIALES GRADUADOS 
MALPASO GRIJALVA CHIAPAS 138 MATERIALES GRADUADOS 
EL NOVILLO YAQUI SONORA 138 ARCO DE CONCRETO 
COMEDERO SAN LORENZO SINALOA 134 MATERIALES GRADUADOS 
EL CARACOL BALSAS GUERRERO 126 MATERIALES GRADUADOS 
BACURATO SINALOA SINALOA 115 MATERIALES GRADUADOS 
SANTA ROSA SANTIAGO JALISCO 114 ARCO DE CONCRETO 
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Tabla 2. Clasificación por Altura de Cortina. 
 
Ríos con Mayor Potencial Hidroeléctrico en su cauce Principal. 
 
RIO POTENCIAL GWH 
GRIJALVA 14413 
USUMACINTA 9156 
BALSAS 9146 
SANTIAGO 8620 
MOCTEZUMA 5006 
YAQUI 3723 
TACOTALPAN 3479 
VERDE 3137 
PAPAGAYO 2906 
TOTAL 59586 
Tabla 3. Potencial Hidroeléctrico en Ríos. 
 
En el presente trabajo se describen las características generales que intervienen en la construcción de 
una de las estructuras con gran importancia, como lo es la Obra de Excedencias del Proyecto 
Hidroeléctrico El Cajón, y en partícula el Vertedor, en donde encontraremos datos y procesos 
constructivos, así como la problemática que se encontró dentro de la estructura de Excedencias: El 
Muro Alabeado. 
 
En Mayo de 2003 se dio inicio a la construcción del Proyecto Hidroeléctrico El Cajón en base al 
programa de obra, el cual concluirá en mayo de 2007 en la obra civil con unos meses más para el 
aseguramiento mecánico. La primera actividad importante fue la excavación de los túneles de desvió, 
en el lapso de Mayo de 2003 a Mayo de 2004 con la conclusión de dos túneles. En estos momentos la 
obra se encuentra en la parte más importante de la obra civil, con el comienzo del colado de las losas 
de concreto, entre otras muchas actividades. 
 
Este Proyecto del tipo Obra Pública Financiada, una parte a precio alzado y otra a precios unitarios, es 
realizado por la empresa constructora CIISA y supervisada por CFE, teniendo un costo total de 748 
millones de dólares y un sobre costo de 6 millones de dólares por cuestiones geológicas, hasta finales 
del año 2004. De esta cantidad, se estima que aproximadamente el 35% se reflejará en el estado de 
Nayarit. 
 
 Hidrológica. 
 
La cuenca del Río Grande de Santiago, que en extensión abarca desde la cortina de Poncitlán 
(estación hidrométrica Corona, a la salida del lago de Chapala) hasta la desembocadura del río Grande 
de Santiago en la boca del Titiritero, Nayarit, comprende un área aproximadamente de 77 185 km2. En 
ella se han desarrollado un importante conjunto de observaciones hidrométricas, acorde con la 
categoría de la corriente principal y sus afluentes. En 1971 la Secretaria de Recursos Hidráulicos, 
contaba con un total de 87 estaciones, 14 sobre el colector general, 53 sobre los afluentes y 20 en los 
canales más importantes. La cuenca del río Santiago cuenta con datos de 154 estaciones 
climatológicas y 26 hidrométricas de las cuales algunas operan desde 1993, la mayoría desde 1952 y 
las que definen los escurrimientos en Aguamilpa desde 1942. 
 
El escurrimiento en el Río Santiago es muy cambiante, el gasto medio en un mes de estiaje puede 
oscilar entre 8 y 180 m3/seg, y entre 95 y 2 000 m3/seg en uno húmedo, el gasto medio anual histórico 
es de 220 m3/seg. 
 
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Con base en la información de las estaciones hidrométricas y climatológicas en la cuenca del río se 
determinan las avenidas máximas para diferentes periodos de retorno, y con el criterio de precipitación 
máxima probable y transposición de ciclones la avenida de diseño para el vertedor. Para la obra de 
desvío se consideró la avenida máxima histórica ocurrida en la construcción de la cortina de la P. H. 
Aguamilpa. 
 
Hidrológicamente a esta región le corresponde el Nº 12 dentro de la clasificación del país, aunque en 
realidad es sólo una parte de ella, lo que podría llamarse el tercio inferior del sistema Lerma-Chapala-
Santiago. En un país semiáridocomo México, el Río Santiago es uno de los más importantes y cuenta 
con un potencial de generación de aproximadamente 11,000 Gwh anuales, con una capacidad 
instalada de 4,300 MW, distribuidos en 12 proyectos principales con más de 100 MW y 15 secundarios; 
de los cuales, sólo seis se encuentran en operación, uno en construcción y el resto en diversas etapas 
de estudio, desde identificación hasta factibilidad, como se muestra en la tabla 4. 
 
Donde VMA es el Escurrimiento Medio Anual, H es la Carga Neta de Diseño, Pins es la Potencia 
Instalada y Fp es el Factor de Planta. (* Son la plantas en operación) 
 
Num. Nombre, Corriente VMA (hm3) H (m) Pins (Mw) GWH Total Fp 
*1 Aguamilpa, Santiago 6,736 144 960 2,131 0.25 
2 El Cajón, Santiago 4,347 157 750 1,496 0.20 
3 La Yesca, Santiago 4,233 117 440 1,042 0.27 
*4 Agua Prieta, Aguas Negras 147 509 480 959 0.25 
5 La Múcura, Santiago 3,280 108 290 807 0.29 
6 San Francisco, Santiago 2,395 124 290 624 0.25 
7 Ocotán, Atenco 1,242 254 240 536 0.25 
8 El Cora, Santiago 7,434 25 150 406 0.25 
9 Arroyo Hondo, Santiago 2,429 67 160 348 0.25 
10 El Ciruelo, Atenco 753 251 150 317 0.25 
11 Apozoloco, Bolaños 795 199 120 269 0.25 
*12 Santa Rosa, Santiago 2,734 71 61 266 0.25 
13 El Tulillo, Atenco 597 245 110 249 0.25 
14 Huaynamota, Jesús María 874 139 90 206 0.25 
15 Popotita, Camotlan 275 416 85 194 0.25 
16 Bolaños, Bolaños 590 180 80 180 0.25 
17 San Luis, Bolaños 399 238 75 161 0.25 
*18 Colimilla, Santiago 1,300 127 51 159 0.36 
19 Jesús María, Jesús María 763 105 60 136 0.25 
20 Ampl. Santa Rosa, Santiago 2,668 73 45 128 0.43 
21 Moyahua, Juchipila 297 202 45 102 0.25 
22 Capistrano, Atenco 413 107 33 75 0.25 
23 Huazamota, Jesús María 335 130 33 74 0.25 
*24 Puente Grande, Santiago 1,023 72 23 71 0.35 
*25 Las Juntas, Santiago 701 63 15 64 0.49 
26 Mezquitic, Chico 113 244 21 47 0.25 
27 Camotlan, Camotlan 185 142 20 45 0.25 
Tabla 4. Proyectos en el Río Santiago. 
 
 Aspectos Sociales y Beneficios Adicionales. 
 
Las condiciones sociales que se manejaron para el desarrollo y puesta en marcha de este proyecto, no 
han representado un obstáculo, debido a que la presa esta en un sitio donde los asentamientos 
humanos no son afectados de forma directa, es decir, solo algunos pocos de estos se verán afectados 
y otros solo en sus extensiones territoriales privadas, las cuales ya han sido cubiertas por CFE con 
montos justos y supervisados por el gobierno del estado de Nayarit y el municipio de Santa Maria del 
Oro. 
 
La principal Actividad económica en la zona del embalse es la agricultura de autoconsumo, 
complementada con explotación ganadera en forma extensiva. La producción agrícola afectable por el 
proyecto se estima en 285 ha, se identifican 12 asentamientos humanos en la zona del embalse, con 
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una afectación a 64 viviendas y 210 habitantes. El origen de la población es 77% mestizo y el resto 
pertenece al grupo étnico Huichol. 
 
En los estudios ambientales se descubre que el impacto ambiental que genera la construcción del 
proyecto, no es significativo, porque en su embalse no existen condiciones únicas o excepcionales y el 
ecosistema está representado dentro y fuera del embalse. Pero esto no exenta a que exista un 
programa de reubicación de flora y fauna que se realiza al mismo tiempo que la construcción del 
proyecto. Esto con el propósito de aprovechar los recursos naturales. 
 
Los beneficios directos del proyecto son: 
 
• Generación media anual de 1191.66 GWh y ahorro de 2 millones de barriles de combustóleo al 
año. 
 
• Importante participación en la regulación del flujo eléctrico en las líneas de transmisión al usar sus 
generadores como condensadores síncronos. 
 
• Acumula energía potencial con el agua de su embalse. 
 
• Creación de 10 000 empleos directos e indirectos durante su construcción estimada en 65 meses 
de duración. 
 
• Importante derrama económica en la región, producida por la demanda de mano de obra, 
materiales y servicios. 
 
• Aumenta la generación firme de la C. H. Aguamilpa por la regulación del río Santiago y sus 
afluentes en la cuenca. 
 
• Mejora de las vías de acceso fluviales y terrestres de la zona. 
 
• Control de Avenidas. No existen almacenamientos con capacidad de regulación importante en el 
Río Santiago, por lo cual con frecuencia se presentan inundaciones en la planicie costera del 
Estado de Nayarit durante los meses de lluvia. Aunque el Río Santiago es el principal causante de 
daños, los ríos de San Pedro, Cañas y Acaponeta también escurren sin control y contribuyen a 
inundar la planicie. 
 
• Aprovechamiento Agrícola. La principal actividad de la región es la agricultura por lo que estando la 
planicie más segura contra inundaciones, se incorpora un riego a las grandes proporciones de 
hectáreas aledañas y así se garantiza 2 ciclos de cultivo al año. 
 
• Controla avenidas hacia la planicie costera del estado de Nayarit. 
 
• Desarrollo de la piscicultura en el embalse. 
 
• Acrecienta el potencial para un mayor desarrollo del estado de Nayarit. 
 
• Camino de acceso definitivo al sitio de proyecto, el cual comunicará en su trayectoria a los 
poblados de Cerro Blanco, Rincón de Calimayo y El Buruato. El diseño de este camino es de 
42.073 km de longitud, se aprovechan caminos y carreteras actualmente en servicio. Este acceso 
tendrá un desarrollo total de 75 km a partir de Tepic. 
 
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I. Generalidades del Proyecto 
Hidroeléctrico “El Cajón”. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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I.1 Proyecto Hidroeléctrico El Cajón, Nayarit. 
 
 
 El proyecto hidroeléctrico El Cajón forma parte del Sistema Hidrológico Santiago, que 
comprende a 27 proyectos con un potencial hidroenergético de 4300 MW, del cual sólo se ha 
desarrollado el 32% mediante la construcción de seis Centrales. El Cajón ocupa el segundo lugar en 
potencia y generación dentro del sistema, después de la Central de Aguamilpa-Solidaridad. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura1 
ANTECEDENTES 
Figura 1 
Figura 5. Cuenca Río Santiago. 
 
Los estudios básicos en el sitio demostraron la factibilidad del proyecto y condujeron a la realización de 
estudios específicos para precisar el conocimiento topográfico, geológico, geotécnico, social y 
ambiental del área. 
 
Su embalse contribuirá a regular los escurrimientos de su cuenca y beneficiará a la Central Aguamilpa, 
ya que al recibir su vaso las aportaciones reguladas del río, incrementará su generación firme y se 
reducirán las probabilidades de derrama por el vertedor. 
 
El aprovechamiento permitirá la generación de energía eléctrica mediante dos unidadesde 375 MW 
cada una, se tiene prevista una generación media anual de 1228.64 GWh. 
 
 Localización. 
 
La ubicación de la construcción de las obras del proyecto se encuentra a 47 km en línea recta de la 
ciudad de Tepic, en dirección sureste. En el estado de Nayarit al oriente de la ciudad de Tepic en los 
municipios de La Yesca y Santa María del Oro, en terrenos comunales del poblado Cantiles, sobre el 
GUADALAJARA
TEPIC
DURANGO
ESTADO
DE
O C É A N O 
N
PUERTO
ESTADO
DE
NAYARIT
ESTADO
DE
JALISCO
ESTADO
DE
MICHOACÁN
ESTADO
DE
NAYARIT
ESTADO
DE
AGUASCALIENTES
ESTADO
DE
ZACATECAS
ESTADO
DE
GUANAJUATO
 P A C Í F I C O
SAN LUIS POTOSÍ
DE
ESTADO
VALLARTA
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FACULTAD DE INGENIERÍA CAPITULO I 15
TEPIC
PUERTO
ESTADO
DE
JALISCO
ESTADO
DE
NAYARIT
VALLARTA
O C É A N O 
P A C Í F I C O
TEPIC
PUERTO
TEPIC
PUERTO
ESTADO
DE
JALISCO
ESTADO
DE
NAYARIT
ESTADO
DE
JALISCO
ESTADO
DE
NAYARIT
VALLARTAVALLARTA
O C É A N O 
P A C Í F I C O
P.H. El Cajón 
río Santiago a 60 km aguas arriba de la C.H. Aguamilpa; sus coordenadas geográficas son 21° 25' 41" 
de latitud norte y 104° 27' 14" de longitud oeste. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 6. Ubicación del P.H. El Cajón. 
 
 Acceso. 
 
A partir de la ciudad de Tepic y tomando la carretera federal en dirección a Guadalajara, en el km 30 se 
toma la desviación a Santa Ma. del Oro. Después de recorrer 20 km pavimentados se continúa por un 
camino de terracería de 40 km de longitud hasta el sitio del proyecto. 
 
 Camino de acceso definitivo. 
 
El camino de acceso definitivo de cuarenta y tres kilómetros tiene las siguientes características y sigue 
la ruta que muestra la figura 3. 
 
Tipo “C” SCT 
Longitud 43 km 
Pendiente gobernadora 6 % 
Pendiente máxima 8 % 
Excavación 2 077 938 m3 
Terraplenes 939 472 m3 
Subrasante 107 739 m3 
Sub-base 72 140 m3 
Base 69 204 m3 
Carpeta 34 782 m3 
Acarreos 1 522 698 m3- km 
Puentes 10 
Concretos 20 286 m3 
Tiempo estimado de construcción: 12 meses 
Tabla 5. Camino Definitivo. 
 
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Figura 7. Características del Camino Definitivo. 
 
 Hidrología. 
 
En esta región la Temperatura media mensual máxima de 32°C en el mes de mayo y mínima de 23.2°C 
en el mes de enero. La Evaporación media mensual máxima de 317.8 mm en mayo y mínima de 
129 mm en diciembre. La Precipitación media mensual máxima de 242.1 mm en julio y mínima de 
0.2 mm en abril. El Escurrimiento medio mensual máximo de 852 millones de metros cúbicos en el mes 
de agosto y mínimo de 82 millones de metros cúbicos en febrero. En la zona de las obras, la temporada 
de lluvias se presenta muy marcada entre los meses de junio a octubre y el estiaje entre los meses de 
noviembre a mayo. Durante el invierno se presentan lluvias en un porcentaje ligeramente mayor al 5% 
de la media anual. Otras características hidrológicas son: 
 
- Área de la cuenca aportadora 54 198 km². 
- Volumen de escurrimiento medio anual histórico (1949-1999) 4 026 hm³. 
- Volumen de escurrimiento medio anual menos usos futuros 3 326 hm³. 
- Volumen medio aprovechable 3 166 hm³. 
- Gasto medio anual menos usos futuros 105 m³/ s. 
- Gasto máximo registrado 7 029 m³/ s. 
- Área de la cuenca 54 198 km². 
- VMA menos usos y retornos futuros (1998-2046) 3 326 hm³. 
- Gasto medio aprovechable (1998-2046) 105 m³/s. 
- Gasto de la avenida de diseño para desvío 7 029 m³/s. 
- Gasto de la avenida de diseño para vertedor 14 864 m³/s. 
 
 Geología y Geotecnia. 
 
Existe un profundo conocimiento de la geología del sitio y de las discontinuidades estructurales 
existentes en el macizo rocoso. Han sido abundantes los trabajos geofísicos, geológicos, de 
perforación, permeabilidad y piezométricos. Se han excavado cuatro socavones y varias trincheras en 
STA. MA.
DEL ORO
LAGUNA
STA. MA.
DEL ORO
CERRO 
BLANCO
RINCÓN DE CALIMAYO
RÍO SANTIAGO
P.H. EL CAJÓN
EL BURUATO
A TEPIC
A GUADALAJARA 
TRAMO 1
TRAMO 2
TRAMO 3
SAN JOSÉ DE MOJARRAS
CARRETERA FEDERAL No. 15 
9 0
10 00
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las márgenes como apoyo a los estudios. Adicionalmente, se han llevado a cabo amplios estudios en 
los bancos de materiales (aluvión del río y enrocamiento) y realizado una extensa campaña de 
investigaciones geotécnicas para definir los parámetros de resistencia, deformación y permeabilidad del 
macizo rocoso. 
 
En la actualidad existen suficientes estudios y análisis geológico - geotécnicos que han permitido 
prediseñar las obras civiles estimando las cantidades de obra y costo de las mismas con mayor 
certidumbre. 
 
La boquilla del P.H. El Cajón está enmarcado geológicamente por unidades de diversa litología y edad, 
desde rocas metamórficas del Precenozoico e ígneas del Oligoceno al Cuaternario. Existen rocas 
metavulcanosedimentarias, granitos, andesitas, flujos y emisiones piroclásticas ácidas, derrames 
basálticos, diques de composición granítica, andesítica y diabásica; depósitos vulcanosedimentarios, 
aluviones de paleocauce, depósitos pumicíticos, lacustres, de talud y de aluvión reciente. 
 
Desde el punto de vista geológico estructural, el macizo rocoso del proyecto se encuentra intrusionado, 
basculado y claramente delimitado por fallamiento regional, que permitió la definición de bloques y sub-
bloques. De acuerdo a los estudios realizados, las obras se emplazarán principalmente en roca 
Ignimbrita de composición riodacítica, la cual se diferenció en 3 unidades denominadas TicU1, TicU2 y 
TicU3, entre estas unidades aparecen dos horizontes aglomeráticos, uno de 5 m de espesor entre las 
unidades 2 y 3, y otro de 22 a 25 m de espesor ubicado en la unidad 2. En el macizo rocoso del sitio 
donde se ubican las obras y en especial en la margen izquierda. Esta situación implica que en la 
margen izquierda se prevea tener mayores tratamientos a la roca para la construcción de las obras 
exteriores y subterráneas. Las obras principales se describen en cuatro grupos: Desvíos, Contención, 
Generación y Excedencias, las cuales se describen a continuación. 
 
 
I.1.1 Obra de Desvío. 
 
 Consiste en dos túneles de sección portal, localizados en la margen izquierda del río, 
excavados en roca, revestidos de concreto hidráulico en la plantilla y paredes y concreto lanzado en 
bóveda, diseñados para transitar la avenida de diseño (6481 m3/s). Los portales de entrada y salida 
son excavados en roca, cada túnel cuenta con una lumbrera revestida de concreto para alojar y operar 
los obturadores accionados por malacates estacionarios para el control del flujo de agua. La compuerta 
se desliza a través de una lumbrera vertical revestida de concreto por medio de un malacate; el 
mecanismo instalado estará en la plataforma junto al marco que soporta la compuerta durante el cierre 
final. 
 
 
LUMBRERA PARA 
OBTURADOR DE 
14 X 14 M 
H=38 M 
PERFIL DE TERRENO NATURAL 
EL. 355,000 
CORONAMIENTO 
DEL PARAPETO 
EL. 396,000 
PLATAFORMA 
CIERRE FINAL 
COMPUERTA 7 X 13 
H=170,00 M CORONA DE 
LA CORTINA 
EL. 394,500 
C C
PERFIL LONGITUDINAL POR L TÚNEL DE DESVÍO No. 2C 
200 
300 
400 
440 El
ev
ac
io
ne
s 
en 
m.
n.
s.
m. 
Obra de 
Desvío 
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 Construcción del Vertedor del Proyecto Hidroeléctrico “El Cajón” 
 
FACULTAD DE INGENIERÍA CAPITULO I 18
Figura 8. Obra de Desvío. 
Se complementa con dos ataguías construidas conmateriales graduados, el núcleo impermeable de 
ambas se liga a una pantalla impermeable construida sobre aluvión hasta la roca sana del fondo del 
cauce del río, para evitar filtraciones hacia la zona de construcción de la cortina, garantizando, de esta 
manera, la correcta construcción del núcleo y pantalla impermeables y tener las condiciones adecuadas 
para el desplante del plinto, lo cual consiste en mantener seca dicha zona. Es conveniente realizar la 
construcción de las ataguías antes del período de lluvias. Para la estabilización de las excavaciones, se 
realizan los tratamientos al macizo rocoso, mismos que consisten en: preanclajes, anclajes y concreto 
lanzado; y en los portales de entrada y salida se utilizan ademes metálicos. 
 
Datos en la obra de Desvío 
 
- Excavaciones a cielo abierto 937 757 m³ 
- Excavaciones subterráneas 307 446 m³ 
- Terracerías (ataguías) 872 158 m³ 
- Concretos con acero de refuerzo 70 550 m³ 
- Barrenación para drenaje 25 348 m 
- Barrenación para imp. y cons. 6 894 m 
- Anclaje 57 790 m 
- Malla electrosoldada 41 224 m² 
 
Concreto lanzado: 
 
- Concreto lanzado con malla 2 813 m³ 
- Concreto lanzado con fibras 4 119 m³ 
- Marcos metálicos 2 038 t 
- Pantalla plástica 904 m² 
 
 
Figura 9. Túnel de Desvió. 
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FACULTAD DE INGENIERÍA CAPITULO I 19
I.1.2 Obra de Contención. 
 
 
 Consiste en una cortina de enrocamiento con cara de concreto, el cuerpo de la misma se 
compone de materiales graduados que dan apoyo a la cara de concreto formada con tableros de 
aproximadamente 15.0 m de ancho y espesor variable, la cara de concreto se apoya en el plinto, que 
además de esta función, sirve como plataforma para realizar las inyecciones de consolidación y 
pantalla impermeable que, junto con un sistema de galerías excavadas en ambas laderas adyacentes 
al empotramiento de la cortina, forman el plano de estanqueidad. 
 
La cara de concreto incluye un sistema de sellos y juntas de cobre y P.V.C.; que son colocadas en 
todas las juntas de la cara de concreto y en la junta perimetral plinto-cara de concreto, estas 
protecciones deben garantizar que las filtraciones sean mínimas. Para medir estas filtraciones, se ubica 
una galería filtrante al pie de la cortina en la zona aguas abajo, de tal manera que por ella se capten 
todas las filtraciones que ocurran por el cuerpo de la presa y se pueda medir el gasto de filtración en 
cualquier época del año. 
 
 
 
Figura 10. Pantalla Impermeable. 
 
 
 
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FACULTAD DE INGENIERÍA CAPITULO I 20
Obra de contención 
 
 
 
Figura 11. Obra de Contención. 
NAMINO EL.
NAMO EL. 391,00 NAME EL. 394,00 
CARA DE CONCRETO 
EJE DEL PLINTO MATERIAL 
ENROCAMIENTO
TERRENO NATURAL 
ROCA SANA
EL. 267,00 
EL. 396,00 
CORONA 
EL. 394,50 
CHAPA DE CONCRETO 
TERRENO NATURAL 
E
J
E 
D
E 
C
O
R
TI
N
TERRENO NATURAL 
ROCA SANA
EL. 393,00 
EL. 390,50 
EL. 388,50 
200 
250 
300 
350 
390 
MATERIAL ZONA EN LA ESTRUCTURA VOLUMEN (m3) 
2F FILTRO BAJO JUNTAS DE TENSION 7930 
2 SOPORTE DE LOSA 358 651 
3A FILTRO / TRANSICION ENTRE 2 Y 3B 232 496 
3B ENROCAMIENTO PRINCIPAL 3 269 511 
T TRANSICION 3 434 423 
3C RESPALDOS DE AGUAS ABAJO 3 418 466 
4 ENROCAMIENTO DE PROTECCION 159 956 
SUMA TOTAL DE MATERIALES: 
10 881 433 m3 
1.4:1
1.4:1 
MATERIAL 
2F 
MATERIAL 2
MATERIAL 
3B
MATERIAL 
T
MATERIAL 
3A
MATERIAL 
3C
MATERIAL 
4
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FACULTAD DE INGENIERÍA CAPITULO I 21
I.1.3 Obra de Generación. 
 
 
 Se localiza en margen derecha; consiste en una obra de toma de concreto reforzado y rejillas 
metálicas, la estructura de control cuenta con dos compuertas deslizantes de servicio operadas con 
servomotores; la conducción del agua hacia casa de máquinas es mediante 2 túneles circulares a 
presión, de concreto reforzado en su primera parte y posteriormente revestidos con camisa metálica. 
La casa de máquinas es subterránea y su ingreso será por un túnel vehicular. La obra se complementa 
con la galería de oscilación y el túnel de desfogue, ambos excavados en roca. La subestación se 
ubicará en una plataforma exterior y será blindada tipo SF6. 
 
 
I.1.4 Casa de Máquinas. 
 
 
 La casa de máquinas se encuentra alojada en una caverna excavada en roca sus losas, muros 
y bóveda son de concreto reforzado, equipada con dos grupos turbogeneradores, las turbinas son tipo 
Francis de eje vertical. Se ingresa a ella mediante un túnel de acceso vehicular dimensionado de 
acuerdo con las partes más grandes de los equipos que se van a instalar. Cuenta con un sistema 
forzado de ventilación por medio de tres lumbreras verticales y una lumbrera más para contener todos 
los cables de control, fuerza y medición. 
 
En la casa de máquinas se instalarán dos grúas viajeras con la capacidad conjunta para realizar el 
montaje y los servicios de mantenimiento de todos los equipos y sistemas auxiliares de los 
turbogeneradores. También se debe instalar una turbina auxiliar tipo Francis de eje horizontal, para 
suministro de energía eléctrica para los servicios auxiliares de la central en caso de emergencia. La 
energía se conduce a través de lumbreras verticales hasta la superficie, por medio de buses de fase 
aislada a los transformadores que van a elevar el voltaje de 17 a 400 kV. La subestación debe ser del 
tipo blindado, con dispositivos en atmósfera de hexafloruro de azufre (SF6) y se alojará en un edificio 
construido en una plataforma a cielo abierto, de manera similar, se ubican los transformadores de 
potencia, casetas de ventilación, control, baterías y la subestación blindada de servicios auxiliares de la 
central con una tensión 13.8 kV. 
 
 
 
Figura 12. Casa de Maquinas.
 
 
 
 
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Obras de Generación 
 
 
Figura 13. Obras de Generación. 
 
 
I.1.5 Obra de Control y Excedencias 
 
 
 Diseñada para un gasto máximo de 14 864 m3/s; inicia en un canal de llamada excavado a 
cielo abierto en la margen derecha, la zona de control está formada por el cimacio y pilas de concreto 
reforzado para conformar 6 vanos equipados con compuertas radiales operadas por servomotores; el 
canal de descarga, de 95 m de ancho, es de sección rectangular revestido con concreto reforzado y 
aireadores en el piso, está dividido por un muro longitudinal, rematando en una cubeta deflectora tipo 
salto de ski. 
 
 
 
 
 
 
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OBRA DE EXCEDENCIAS 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 14. Obra de Excedencias. 
 
 
 
 
 
 
 
PERFIL DEL TERRENO NATURAL
POR L (MURO CENTRAL) 
NAMO 
EL 391 00
EJE 
CIMACIO 
K.0+000.000 
S= 0,12975
(1er 
AIREADOR)
K.0+242,297
EL. 332,173
(2o. 
AIREADOR)
K.0+342,297
EL. 319,198
S= 0,23549
CAMBIO DE 
PENDIENTE 
PERFIL DEL TERRENO NATURAL
Ñ
C
TRAZA DE EXCAVACIÓN
(PROYECCIÓN) 
PERFIL DEL TERRENO NATURAL
Ñ
MURO LATERAL 
MURO CENTRAL 
S= 0,12975 
PERFIL DEL TERRENO NATURAL 
POR PAÑO INTERIOR MURO 
LATERAL (M. IZQ.) 
PERFIL DEL TERRENO NATURAL POR PAÑO 
INTERIORMURO LATERAL (M. DER.) 
ESTRUCTURA DE CONTROL
200 
250 
300 
350 
400 
410 
El
e
v
a
ci
o
n
e
s 
e
n 
m
NAME 
EL. 394,00 
Cubeta deflectora 
 Tipo salto de ski Vertedor
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I.2 Datos Generales del Proyecto. 
 
 
1. Meteorológicos. 
 
- Temperatura máxima/mínima 46/ 6.5 °C 
- Temperatura de diseño máxima/mínima 46/ 6.5 °C 
- Temperatura de bulbo seco promedio 37.0 °C 
- Temperatura de bulbo húmedo promedio 25.2 °C 
- Humedad relativa verano/invierno 36.4/48.6 % 
- Humedad relativa promedio 38 % 
- Aceleración horizontal máxima del terreno 0.2g Gals 
- Presión barométrica 98 kPa 
- Velocidad del viento 110 km/h 
- Temperatura promedio del agua 27.18 °C 
- Temperatura mínima del agua 23.83 °C 
- Zona climática/Ambiente Cálida subhúmeda/Rural 
 
 
2. Generación. 
 
- Factor de planta 0.19 
- Energía firme 864.390 GWh 
- Energía secundaria 364.250 GWh 
- Generación media anual 1 228.64 GWh 
- Incremento de energía firme en la 
 C.H. Aguamilpa atribuible al P.H. El Cajón. 69.91 GWh 
- Generación media anual total 1 298.55 GWh 
 
 
3. Hidrológicos. 
 
- Área de la cuenca 54 198.00 km² 
- Escurrimiento medio anual 3 326 hm³ 
- Avenida máxima registrada 7 029.00 m³/s 
- Gasto medio anual 105.48 m³/s 
- Gasto medio aprovechable 100.40 m³/s 
- Periodo de registro 51 años 
 
 
4. Vaso de Almacenamiento. 
 
- Elevación al NAMINO 346.00 m 
- Elevación de diseño (corresponde a la carga de diseño de la turbina) 380.07 m 
- Elevación al NAMO 391.00 m 
- Elevación al NAME 394.00 m 
- Capacidad para azolve (El. 319.50) 482.4 hm³ 
- Capacidad útil para generación 1 316.2 hm³ 
- Capacidad de control de avenidas 1 17.5 hm³ 
- Área al NAME 3 982.0 ha 
- Área al NAMO 3 852.0 ha 
- Área al NAMINO 2 087.0 ha 
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5. Obra de desvío. 
 
- Tipo Túnel (sección portal) 
- Número de túneles 2 
- Sección portal 14x14 m 
- Longitud túnel 1 734.09 m 
- Longitud túnel 2 811.02 m 
- Gasto máximo de la avenida 6 481.00 m3/s 
- Gasto máximo de diseño 5 248.79 m3/s 
- Velocidad máxima de descarga 14.96 m/s 
- Volumen de la avenida 1 930.39 hm3 
- Elevación de entrada t1 223.00 m 
- Elevación de salida t1 220.50 m 
- Elevación de entrada t2 227.00 m 
- Elevación de salida t2 220.50 m 
- Elevación máxima de descarga (río) 233.39 m 
- Obturadores 2 para t1 (ancho x alto) 6X14 m 
- Obturadores t2 (ancho x alto) 14X14 m 
- Carga hidráulica máxima (t1 / t2) 27 / 38 m 
- Masa estimada de cada elemento 86 / 220 t 
- Periodo de retorno (Tr) 50 años 
 
Ataguía aguas arriba. 
 
- Elevación de la corona 268.50 m 
- Ancho de la corona 8.00 m 
- Longitud de la corona 248.00 m 
- Altura (desplante El. 220.00) 48.50 m 
- Volumen 708 532 m3 
 
Ataguía aguas abajo. 
 
- Elevación de la corona 235.00 m 
- Ancho de la corona 8.00 m 
- Longitud de la corona 128.50 m 
- Altura (desplante El. 220.00) 15.00 m 
- Volumen 60 444 m3 
 
6. Cortina. 
 
- Tipo Enrocamiento con cara 
 de concreto (CFRD) 
- Elevación de la corona 394.5 m 
- Elevación máxima del parapeto 396.0 m 
- Elevación máxima de terracerías (aguas arriba) 392.0 m 
- Elevación máxima de terracerías (aguas abajo) 393.0 m 
- Longitud de la corona 550.0 m 
- Altura total al desplante 186.0 m 
- Elevación de desplante 210.0 m 
- Altura bordo libre 2.0 m 
- Talud aguas arriba 1.4 :1 
- Talud aguas abajo 1.4 :1 
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7. Obras de generación. 
 
 Obra de toma 
 
- Tipo En rampa 
- Dimensiones del vano (ancho / alto) 6.244 x 7.95 m 
- Dimensiones de las rejillas 
 (ancho, alto) por conducto 15.38 X 18.89 m 
- Elevación del canal de llamada 322.402 m 
- Elevación umbral de compuerta de servicio 322.87 m 
- Carga hidráulica máxima 71.13 m 
- Masa estimada de cada elemento 75.0 t 
- Mecanismos de cierre Compuertas Rodantes 
- Cantidad 2 pza 
- Mecanismo de izaje Servomotores 
- Mecanismos de cierre auxiliar Compuerta Rodante 
- Cantidad 1 pza 
- Dimensiones (ancho x alto) 6.244 x 7.95 m 
- Elevación umbral de compuerta auxiliar 324.33 m 
- Carga hidráulica máxima 71.13 m 
- Masa estimada de cada elemento 75.0 t 
 
 Tubería a presión. 
 
- Tipo Acero 
- Diámetro 7.95 
- Longitud (concreto) 37.28 m 
- Longitud (blindaje de acero) 222.49 m 
- Gasto de diseño 259.77 m3/s 
 
 Casa de Máquinas. 
 
- Tipo Subterránea 
- Dimensiones (ancho/largo/alto) 22.2 x 97.5 x 49.5 m 
- Elevación piso de excitadores 224.20 m 
- Potencia total instalada (generadores) 789.48 MVA 
- Grúa viajera (cantidad-capacidad) 2 x 350 t 
 
 Galería de oscilación. 
 
- Tipo Subterránea 
- Dimensiones 16.0 x 66.70 m 
- Altura máxima 52.75 m 
- Dimensiones del vano para 
 compuerta (ancho, alto) 7.30 x 9.74 m 
- Nivel del agua con un canal del vertedor en 
 operación (5750 m3/s) y 2 unidades 241.18 m 
- Nivel del agua sin unidades operando 217.00 m 
- Mecanismos de cierre Compuertas Deslizantes 
- Cantidad 4 pza 
- Dimensiones (ancho x alto) 7.30 x 9.74 m 
- Carga hidráulica máxima 42.70 m 
- Masa estimada 60.00 t 
- Mecanismo de izaje (Grúa viajera) 75.00 t 
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 Desfogue. 
 
- Tipo Sección Portal 
- Dimensiones (diámetro) 13.90 m 
- Longitud 310.33 m 
- Nivel del agua en el río con 
 1 Unidad / 2 Unidades (Qdiseño) 220.38 / 222.10 m 
 
 Subestación. 
 
- Tipo SF6 
- Tensión 400 kV 
- Área total en plataforma 15 252 m2 
- Elevación de la plataforma 340 m 
- Arreglo Interruptor y Medio 
 
Líneas de transmisión-subestación. 
 
- Número de líneas 2 
- Longitud hacia la red 18 km 
- Calibre del conductor 1 113 ACSR 
- Tensión 400 kV 
 
Turbinas. 
 
- Tipo Francis (eje vertical) 
- Número de unidades 2 
- Velocidad síncrona nominal (preliminar) 150.00 rpm 
- Altura de succión -7.645 m 
- Carga neta máxima 168.94 m 
- Carga neta mínima 121.80 m 
- Carga neta de diseño 156.54 m 
- Potencia máxima 422.56 MW 
- Potencia mínima 249.19 MW 
- Potencia nominal (a carga neta de diseño) 380.33 MW 
- Gasto de diseño 259.70 m3/s 
- Elevaciónal CL del distribuidor 213.06 m 
- Eficiencia considerada a carga mínima 93.75 % 
- Eficiencia considerada a carga de diseño 95.40 % 
- Eficiencia considerada a carga máxima 94.54 % 
- Eficiencia media pesada a caída de diseño 95.00 % 
- Velocidad específica 167.07 kW-m/s 
- Consumo específico 2.57 m3/kWh 
 
Transformadores de potencia. 
 
- Tipo Monofásaicos 
- Número de transformadores 7 piezas 
- Tensión nominal 17 - 20 / 400 kV 
- Capacidad 88/117/146 MVA 
- Frecuencia 60 Hz 
- Conexión en devanados Delta - estrella 
- Enfriamiento ONAN/ONAF/ONAF 
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FACULTAD DE INGENIERÍA CAPITULO I 28
- Impedancia garantizada 
 (al último paso de enfriamiento) 12 % 
 
Generadores. 
 
- Tipo Síncrono (eje vertical) 
- Número de unidades 2 
- Número de fases 3 
- Capacidad nominal 394.74 MVA 
- Capacidad máxima 438.40 MVA 
- Corriente nominal 13 – 16 kA 
- Conexión Estrella 
- Velocidad nominal 150.00 rpm 
- Tensión de generación 17 – 20 kV 
- Número de polos 48 
- Factor de potencia 0.95 (atrás) 
- Frecuencia 60 Hz 
- Tipo de aislamiento F 
- Eficiencia media pesada 98.6 % 
- Momento volante mínimo (GD2) 57 700.00 t-m2 
 
 
 
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FACULTAD DE INGENIERÍA CAPITULO I 29
 
 
EMBALSE 
Área al NAME 3982.0 ha 
NAME 394.0 m 
Capacidad al NAME 2369.2 Mm³ 
Capacidad útil para generación 1316.2 hm³ 
Capacidad control avenidas 117.5 hm³
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Figura 15. El Cajón. 
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FACULTAD DE INGENIERÍA CAPITULO II 30
 
II. Características del Vertedor 
del Proyecto Hidroeléctrico 
“El Cajón”. 
 
 
 
 
 
 
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FACULTAD DE INGENIERÍA CAPITULO II 31
 
 
II.1 Tipos de Obras de Excedencias. 
 
 
 Como resultado de los estudios de tránsito de la avenida de diseño a través del vaso, se 
obtiene la carga máxima (Hmáx) y el gasto máximo (Qmáx) para el cual deben dimensionarse las 
diferentes estructuras que forman la obra de excedencias, aunque deben revisarse para todo el rango 
de gasto. Estas estructuras son: 
 
Canal de Llamada. Sirve para captar agua del vaso y conducirla a la estructura de control. 
Dependiendo del tipo de obra de excedencia esta parte puede ser requerida o no; por ejemplo en una 
cortina vertedora no se necesita, mientras que en vertedores adosados a las laderas de la boquilla casi 
siempre son necesarias. Las velocidades de entrada, la curvatura del canal y las transiciones deben de 
ser graduales. La longitud del canal debe de ser mínima por razones de economía. Se procura obtener 
una distribución uniforme del flujo en toda la longitud de la estructura de control. Velocidades entre 3 y 
5 m/s y la eliminación de zonas muertas en el canal, por lo general producen resultados satisfactorios. 
 
Zona de Control o de Estructuras. Esta estructura controla y regula los derrames de l vaso y es en 
consecuencia una componente muy importante de la obra de excedencias. Según el tipo de topografía 
y por consecuencia de obra de excedencia, la estructura de control puede ser de varias formas y estar 
libre o controlada. Su selección, en mucho debe depender del factor económico. En particular la del 
Cajón es de cresta controlada con seis compuertas tipo radial. 
 
Conducto de Descarga. Los volúmenes liberados por la estructura de control se conducen al río aguas 
debajo de la presa a través de esta estructura. Los conductos de descarga más usados son: 
 
- Canales a cielo abierto 
- Conductos a través o bajo de la cortina 
- Túneles a través de laderas 
 
Estos conductos deben de estar recubiertos por materiales resistentes a la acción de la socavación de 
las altas velocidad con que funcionan, así como ser estructuralmente adecuados para soportar las 
fuerzas (de presión, empujes de tierra, cargas dinámicas, etc.) a que están sujetos. 
 
Estructura Terminal. La estructura Terminal tiene por función un alto porcentaje de la energía que 
posee el agua al llegar a ella, de forma que la quede no provoque daños, o bien lanzar el agua hacia 
delante para lograr el mismo fin. En el primer caso se emplean los tanques amortiguadores o las 
cubetas disipadoras y en el segundo, las cubetas de lanzamiento. En todos los casos conviene revisar 
la posibilidad de emplear cubeta de lanzamiento, o disipadora de energía ya que en el altísimo 
porcentaje de los casos resulta más económico su empleo que el de las otras estructuras, aún en 
aquellas ocasiones en que el depósito del material socavado por el chorro produzca remansos tales 
que afecten a otras estructuras, como por ejemplo la salida de la obra de toma en las plantas 
hidroeléctricas, en cuyo caso se disminuiría la carga de trabajo y quizá la generación; en este caso 
habría que incluir el costo de la obra la posible remoción del material depositado o bien tomar en cuenta 
el análisis económico para la selección de la estructura Terminal, pero ponía unas limitantes muy 
fuertes al empleo de cubetas de lanzamiento; por lo cual su uso fue muy reducido. 
 
Canal de Salida. El canal de salida es la estructura que capta el agua que sale de la estructura 
Terminal; su función es conducir el agua hasta un lugar donde escurra de forma natural pudiendo ser el 
lecho de un río aunque en ocasiones no requiere construirse el canal de salida ya que se depende de 
las condiciones topográficas calidad de la roca y de la disposición de otras estructuras. Las 
dimensiones del canal de salida y la necesidad de protegerlo con recubrimiento de concreto o 
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 Construcción del Vertedor del Proyecto Hidroeléctrico “El Cajón” 
FACULTAD DE INGENIERÍA CAPITULO II 32
enrocamiento dependerá de la influencia que la erosión que este canal ejerza sobre el remanso que 
regule el funcionamiento de la estructura disipadora de energía. 
 
Aireadores. Son elementos o estructuras por los que se hace entrar aire en una sección de la 
conducción aprovechando la energía cinética del flujo y que protegen la pared de la conducción contra 
los efectos de la cavitación; la protección la dan las burbujas de aire que actúan como colchón 
amortiguador de las implosiones de las burbujas de vapor. 
 
 Diferentes tipos de Obras de Excedencia. 
 
El proyecto de demasías se hace en función de los datos hidrológicos disponibles, ya sea usando 
coeficientes empíricos, métodos de probabilidades o las curvas equivalentes de CREAGER, para definir 
la máxima avenida probable en un periodo determinado. Si pretendemos clasificar los distintos tipos devertedores podemos admitir tres grandes grupos: 
 
- De Cresta libre 
- De compuertas 
- De Sifones 
 
Existiendo por su forma de construcción y de funcionamiento infinidad de clasificaciones de las cuales 
muchas de ellas se pueden combinar entre si: 
 
- Vertedor en el cuerpo de la cortina 
- Vertedor independiente de la cortina 
 
También podemos definirlas como: 
 
Controladas y no controladas. Donde los vertedores de cresta controlada son los más comúnmente 
usados por hidroeléctricas en México. El Cajón no es la excepción ya que para tratar de optimizar la 
operación es indispensable el control de las cargas que se logran con la colocación de compuertas. 
 
Cabe decir sin embargo, que al colocar control al vertedor se corre el riesgo de falla en la descarga de 
una avenida por triple causa: Mala operación de las compuertas, Falla en el sistema de control o por 
ambas. En México las compuertas que más se utilizan son las radiales y las deslizantes aunque existen 
otras como las de bisagra, tambor y las llamadas de agujas. 
 
Aparte de las clasificaciones señaladas, alunas obras de excedencias son conocidas por un nombre 
propio que les viene de un cierto rasgo característico de alguna de sus partes o por su disposición; 
tales vertedores una ves definidos, son fácilmente identificables. Los más conocidos son: 
 
- Vertedores de Caída Libre. 
- Vertedores en Rápida. 
- Vertedores en Embudo o con Tiro Vertical. 
- Vertedores en Descarga Directa. 
- Vertedores de Canal Lateral. 
- Vertedores de Abanico. 
- Vertedores de Medio Abanico. 
- Sifones Vertedores. 
 
 
II.1.1 Vertedor de Caída Libre. 
 
 Los vertedores de caída libre están asociados a cortinas de arco o de contrafuertes donde el 
espesor del concreto y la geometría general no sean favorables para guiar la vena líquida desde la 
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FACULTAD DE INGENIERÍA CAPITULO II 33
cresta hasta la parte inferior, si la roca de cimentación es resistente a la erosión, el agua se puede dejar 
caer libremente sin protección, pero en caso contrario se debe prever alguna estructura para disipar la 
energía del agua y amortiguar el impacto. 
 
 
II.1.2 Cortinas Vertedoras con Caída Rápida. 
 
 
 Este tipo de vertedores se localizan en una sección reducida de una cortina de tipo gravedad, 
sobre la cual se permite el paso de flujo de agua. 
 
La cresta se forma para ajustarse a la vena líquida en las condiciones de gasto máximo. Si la roca de 
cimentación es compacta y de buena calidad, la parte inferior de la descarga se puede diseñar como 
reflector o salto de esquí, si la cimentación es erosionable se requerirá la construcción de un tanque 
disipador de energía. 
 
 
II.1.3 Vertedor con Tiro Vertical. 
 
 
 Los vertedores con descarga en tiro vertical tienen una entrada en embudo que conecta a un 
túnel en cuyo extremo inferior puede existir un reflector o una estructura disipadora de energía. 
 
Esta forma de vertedores se adapta a presas con vaso de almacenamiento muy encañonado, gastos 
relativamente pequeños y en que el agua que fluya a través de ellos esté libre de objetos que puedan 
obstruirlos. 
 
 
II.1.4 Vertedores con Descarga Directa en canal. 
 
 
 Los vertedores con descarga directa en canal generalmente están asociados con cortinas de 
enrocamiento, tierras y enrocamiento o cortinas de concreto cuando por alguna causa no conviene que 
sean vertedoras. 
 
Se considera buena practica de ingeniería no localizar este tipo de vertedores sobre cortinas de tierra o 
tierra enrocamiento, debido a que estas estructuras están sometidas a algún grado de asentamientos 
después de terminada la construcción. Tales asentamientos podrían provocar movimientos verticales y 
agrietamientos en el canal de descarga del vertedor. El agua que fluye en dichas descargas puede 
adquirir velocidades del orden de 40 – 50 m/s dependiendo del desnivel, la pendiente y la rugosidad de 
las paredes. Con tales velocidades cualquier desalineamiento de los planos del revestimiento en ambos 
lados de la fractura puede provocar muy altas presiones hidrostáticas en la cara inferior de la losa y 
levantarla, trayendo como consecuencia el fracaso de la estructura y de la cortina misma. 
 
Esta es la razón por lo que invariablemente los vertedores con descarga en canal se localizan en las 
laderas o en otros sitios apropiados, pero siempre sobre terreno natural. 
 
II.1.5 Vertedor con Canal Lateral. 
 
 
 Estos vertedores tienen la particularidad de que el eje del canal de descarga es paralelo al eje 
de la sección vertedora, la cual a su vez, es paralela o casi paralela al eje de la corriente. Los 
elementos que lo forman se pueden mencionar como sigue: 
 Universidad Nacional Autónoma de México 
 
 Construcción del Vertedor del Proyecto Hidroeléctrico “El Cajón” 
FACULTAD DE INGENIERÍA CAPITULO II 34
 
Acceso, sección de control, canal colector, canal de descarga y reflector o estructura disipadora de 
energía. Generalmente están asociados a cortinas de tierra o tierra y enrocamiento construidas en ríos 
encañonados y con grandes avenidas o donde se requieren grandes longitudes de cresta. 
 
 
II.1.6 Tipos de Vertedor Según su Uso. 
 
II.1.6.1 Vertedores de Servicio. 
 
 
 Los vertedores de servicio son aquellos que se proyectan para que den paso a las avenidas 
que pueden ocurrir frecuentemente. En algunos casos las obras de toma pueden hacerse 
suficientemente grandes para que funcionen como un vertedor de servicio. Se puede preparar un 
proyecto compuesto considerando debidamente los diferentes factores que influyen en el tamaño y tipo 
del vertedor, y correlacionando los elementos elegidos en las alternativas. 
 
Pueden existir muchas combinaciones de los componentes para formar el proyecto completo del 
vertedor. Después de que se han determinado el tamaño hidráulico y las características de descarga de 
un vertedor mediante el estudio de la variación de niveles producida por la avenida de proyecto, se 
pueden elegir las dimensiones generales del sistema de control. Entonces se puede elaborar el 
proyecto específico tomando en cuenta la topografía y las condiciones de cimentación y adaptando la 
estructura de control y los diferentes componentes a las condiciones que imperan. Las condiciones del 
emplazamiento influyen en forma importante en la selección de la localización, tipo y componentes de 
un vertedor. En la selección de los vertedores se deben considerar los factores siguientes: 
 
La inclinación del terreno atravesando por el canal de control y de descarga del vertedor, la clase y 
volumen de la excavación, además de las posibilidades que haya que utilizarla como material para el 
terraplén; las probabilidades de que se erosionen las superficies formadas por la excavación y la 
necesidad de revestirlas, la permeabilidad y la resistencia de la cimentación, y la estabilidad de los 
taludes excavados. También la adopción de un tamaño especial o arreglo para los componentes. Por 
ejemplo, una estructura de control con la cresta en posición normal a la línea central del vertedor 
requerirá una transición larga convergente para unirla a un canal de descarga angosto o a un túnel, una 
alternativa mejor pudiera ser la selección de una estructura de control más angosta con compuertas. 
 
El vertedor puede ser parte integrante de una presa como la sección vertedora de un presa de 
concreto, o puede ser una estructura separada. En algunos casos puede combinarse como una 
estructura de descarga común, con las obras de toma o incluida dentro del plan de derivación del río 
por economía. Así su localización, el tipo y el tamaño de las demás estructuras auxiliares son 
parámetros que pueden influir en la selección de la localización del vertedor o por su disposición. El 
plan final dependerá del estudio económico del conjunto de la