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INTERNATIONAL SOCIETY FOR 
SOIL MECHANICS AND 
GEOTECHNICAL ENGINEERING 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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the International Society for Soil Mechanics and 
Geotechnical Engineering (ISSMGE). The library is 
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This is an open-access database that archives thousands 
of papers published under the Auspices of the ISSMGE and 
maintained by the Innovation and Development 
Committee of ISSMGE. 
 
 
 
 
The paper was published in the proceedings of XVI Pan-
American Conference on Soil Mechanics and 
Geotechnical Engineering (XVI PCSMGE) and was edited 
by Dr. Norma Patricia López Acosta, Eduardo Martínez 
Hernández and Alejandra L. Espinosa Santiago. The 
conference was held in Cancun, Mexico, on November 
17-20, 2019. 
 
 
 
 
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Experiencias en el desarrollo de la 
instrumentación geotécnica y del método 
observacional en las grandes presas 
construidas para generación hidroeléctrica 
en México y la factibilidad de 
implementarse en presas de relaves mineros 
(residuos mineros) 
Antonio VARGAS CAMACHOa,1 
a
 Instructor y asesor en instrumentación geotécnica, Jubilado de la Comisión Federal 
de Electricidad (CFE) México 
Resumen. Se describen los objetivos y la evolución de los sistemas de 
instrumentación implementados dentro del Método Observacional para la 
auscultación de las presas con cortina de tierra y enrocamiento más altas y modernas 
en México. Adicionalmente, se presenta la factibilidad de implementar las técnicas 
ya desarrolladas en la instrumentación y monitoreo de las presas de relaves mineros. 
Finalmente, se presenta la filosofía y los objetivos recomendados para la 
instrumentación de presas de relaves; con base en la experiencia y punto de vista del 
autor. 
Palabras Clave. Presas CFE, presas SARH, presas CNA, instrumentación 
geotécnica en México, Marsal. 
1. Introducción 
En el año 2010, la Comisión Internacional de Grandes Presas (ICOLD) distinguió a dos 
grandes presas mexicanas construidas por la Comisión Federal de Electricidad (CFE) 
dentro de las diez mejores presas construidas en los últimos 100 años en el mundo. Estas 
presas son el Chicoasén, de 265 m de altura con una cortina de núcleo de arcilla y 
materiales graduados, y El Cajón, de 184 m de altura del tipo enrocamiento con cara de 
concreto (CFRD). Tal distinción se debió a que, gracias a su instrumentación instalada, 
ambas presas presentaron un comportamiento de clase mundial durante su construcción, 
primer llenado del embalse y etapa de operación. Además, este reconocimiento es el 
resultado de la vasta experiencia adquirida por los ingenieros y técnicos de la CFE en 
estudios, planeación, diseño, construcción y operación de grandes presas. La CFE ha sido 
 
1 Corresponding Author, Antonio Vargas Camacho, Calle Millet No. 78 Colonia Nochebuena C.P.03720 
CDMX; E-mail: antonio.vargas.camacho01@gmail.com. 
Geotechnical Engineering in the XXI Century: Lessons learned and future challenges
N.P. López-Acosta et al. (Eds.)
© 2019 The authors and IOS Press.
This article is published online with Open Access by IOS Press and distributed under the terms
of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License 4.0 (CC BY-NC 4.0).
doi:10.3233/STAL190250
1918
referencia y vanguardia a nivel nacional e internacional en el desarrollo y aplicación de 
la instrumentación geotécnica y del Método Observacional en sus grandes presas y obras 
civiles al contar con información valiosa para operar de manera segura las centrales 
hidroeléctricas, además de evaluar continuamente su comportamiento y el estado de 
conservación y operación de las mismas. 
La calidad de las presas mexicanas no es producto de la casualidad. El celo, la 
responsabilidad, la ética profesional, la mística de trabajo y la visión técnica de los 
grandes ingenieros, diseñadores y constructores de presas mexicanas emanan de la 
enorme aportación del Método Observacional introducido y comprobado por Karl 
Terzaghi y Ralph B. Peck en la construcción del metro de la ciudad de Chicago en 1939. 
Posteriormente, dichos conocimientos geotécnicos y metodologías de trabajo fueron 
transmitidos a eminentes ingenieros mexicanos que tuvieron la oportunidad de ser 
alumnos, aprendices y posteriormente colegas de los más grandes innovadores de la 
ingeniería geotécnica a nivel mundial, incluyendo al Dr. Arthur Casagrande, quien fue 
profesor de muchos de ellos. Lo anterior permitió aplicar el Método Observacional en 
las grandes presas de México, siendo necesario aplicar un fuerte rigor técnico en todos 
los procesos, realizar abundantes pruebas experimentales para definir el diseño y la 
construcción, implementar la instrumentación geotécnica necesaria y suficiente para 
confirmar las hipótesis de diseño y/o realizar los cambios necesarios durante su 
construcción, y el monitoreo del comportamiento durante toda su etapa de operación y 
vida útil. Entre los eminentes ingenieros que fueron alumnos del Dr. Arthur Casagrande, 
quienes realizaron invaluables aportaciones al desarrollo de las grandes presas de la CFE 
destacan: el Profesor Raúl J. Marsal Córdova, el Dr. Luis Ramírez de Arellano y el Dr. 
Daniel Reséndiz Núñez entre muchos grandes ingenieros que nos precedieron y 
diseñaron con enorme éxito grandes presas entre las que destacan: Temazcal, Malpaso, 
La Soledad, Santa Rosa, El Novillo, El Infiernillo, La Villita, La Angostura, Chicoasen, 
El Caracol, Peñitas, Aguamilpa, Zimapan, Huites, El Cajón y La Yesca entre otras. En 
todas ellas, la instrumentación geotécnica y el Método Observacional fueron parte 
esencial e imprescindible en todo el proceso. 
2. La instrumentación geotécnica en las presas de la CFE 
A finales de los años cincuenta inició la construcción de grandes centrales hidroeléctricas, 
las cuales se instrumentaron con aparatos diseñados y desarrollados por los ingenieros y 
técnicos de la CFE. Al inicio de los años sesenta, la instrumentación de la presa El 
Infiernillo se enfocó en la medición de deformaciones, desplazamientos, y la presión de 
poro en diversos puntos de la estructura. De tal manera, la CFE iniciaba un programa, el 
cual continúa aún vigente, para analizar el comportamiento de las presas basado en el 
Método Observacional, utilizando los resultados de la instrumentación para la toma de 
decisiones. Posteriormente, con el fin de obtener información más completa sobre el 
comportamiento de los materiales durante la construcción de la presa La Villita, así como 
evaluar los esfuerzos dentro de las estructuras, se utilizaron por primera vez celdas de 
presión diseñadas para registrar esfuerzos totales, además de niveles hidráulicos para 
medir asentamientos en el interior de la cortina. Al evolucionar las teorías y los métodos 
de análisis en el comportamiento de presas, fue necesario aumentar el alcance de las 
mediciones para conocer el estado de esfuerzos y deformaciones en el cuerpo de las 
mismas. Por ejemplo, en la presa La Angostura se agruparon instrumentos en distintas 
zonas de la sección máxima para medir la interacción entre el núcleo y los respaldos y la 
A. Vargas Camacho / Experiencias en el desarrollo de la instrumentación geotécnica. . . 1919
distribución de esfuerzos y deformaciones de la estructura y la cimentación. De igual 
manera, el esquema de instrumentación desarrollado para la presa La Angostura 
(Figura 1) se implementó en las presas como Chicoasén, El Caracol y Peñitas, 
modificando el diseño de algunos instrumentos para superar deficiencias en su 
funcionamiento, así como su distribución dentro del cuerpo de la cortina de dichas presas. 
Al inicio de la década de los 90, en la presa Aguamilpa la ingeniería mexicana 
asimiló, adaptó e implemento la tecnología para la construcciónde grandes presas de 
CFRD. Para su instrumentación, se aprovechó y mejoró toda la tecnología desarrollada 
por la CFE en la instrumentación de presas de tierra y enrocamiento con la finalidad de 
conocer y controlar los parámetros que garantizan la calidad de una presa de este tipo, a 
saber: a) El asentamiento máximo al final de la construcción, b) La filtración total aforada 
al pie de la cortina, c) El movimiento máximo en las juntas de la cara de concreto, y d) La 
deflexión máxima de la losa después del primer llenado, entre otros. Casi una década 
después de terminada la presa Aguamilpa, la CFE reinició la construcción de grandes 
hidroeléctricas con las presas El Cajón y La Yesca empleando el esquema de 
instrumentación desarrollado para Aguamilpa. En ese lapso, nuevos instrumentos 
electrónicos con sensores de cuerda vibrante y Sistemas Micro-Electro-Mecánicos 
(MEMS) fueron desarrollados. 
3. Instrumentación 
La instrumentación desarrollada en la CFE ha sido tradicionalmente exitosa gracias a las 
innovaciones introducidas por la ingeniería mexicana en cada presa instrumentada. 
Aunado a esto, en cada gran proyecto hidroeléctrico existe un Departamento de 
Instrumentación y Mediciones y una Oficina de Instrumentación en sitio, cuyos objetivos 
son: a) elaborar las especificaciones y alcances del Proyecto de Instrumentación, 
b) realizar la ingeniería de detalle para la instalación y puesta en servicio de los 
instrumentos, c) adaptar los instrumentos de fábrica a las necesidades del proyecto, 
d) diseñar la protección de los instrumentos y de los cables conductores de la señal, 
e) automatizar la instrumentación para obtener información en tiempo real y de manera 
remota, f) capturar, revisar y procesar la información para su análisis y evaluación, y 
g) atender las solicitudes de instrumentación de los ingenieros y consultores 
involucrados. Otro aspecto distintivo de la instrumentación desarrollada en la CFE es 
que los ingenieros emplean y adaptan las tecnologías emergentes al instalar los nuevos 
instrumentos junto a aquellos tradicionalmente usados para corroborar su 
funcionamiento. 
A continuación, se menciona de forma general el principio de funcionamiento de los 
principales instrumentos diseñados e instalados por ingenieros y técnicos especializados 
de la CFE, así como comentarios del Autor sobre la factibilidad de adoptar e implementar 
la instrumentación descrita en presas de relaves mineros. 
 
 
A. Vargas Camacho / Experiencias en el desarrollo de la instrumentación geotécnica. . .1920
 
Figura 1. Configuración de la instrumentación en la presa La Angostura, de 145 m de altura (1972-1974). 
Figura cortesía de CFE [2]. 
 
3.1. Referencias superficiales 
Las mediciones llevadas a cabo en las numerosas referencias superficiales instaladas en 
las presas de la CFE han proporcionado información útil al permitir conocer la evolución 
de los desplazamientos verticales a largo plazo. Están constituidas en general por un 
bloque de concreto armado cuya parte superior tiene empotrada una referencia de acero 
inoxidable dentro de una protección metálica. Las referencias se han instalado en líneas 
longitudinales paralelas y transversales al eje de la corona de la presa, generalmente 
espaciadas entre 20 y 30 m. La cota topográfica se traslada desde bancos de nivel 
desplantados en roca a cada una de las referencias superficiales utilizando un nivel 
topográfico de precisión con micrómetro y miras invar. Los asentamientos pueden 
determinarse en condiciones de campo con un error promedio del orden de ± 3 mm/km. 
Se ha observado que las mediciones son confiables salvo en algunos casos por 
movimientos locales de los bancos de apoyo que se traducen en desviaciones de los datos. 
Por lo anterior, es fundamental ubicar los bancos de referencia profundos desplantados 
A. Vargas Camacho / Experiencias en el desarrollo de la instrumentación geotécnica. . . 1921
en roca. A partir de la presa Aguamilpa, los ingenieros de la CFE desarrollaron diferentes 
tipos de referencias superficiales para la cara de concreto y para el parapeto en la corona 
de la cortina, así como el diseño de los accesos temporales y permanentes para su 
instalación y medición periódica. 
3.2. Deformómetros Cross-arm 
Los deformómetros Cross-arm del tipo U.S. Bureau of Reclamatión fueron instalados en 
la presa El Infiernillo para medir los asentamientos en puntos específicos sobre un 
alineamiento vertical, tanto en posición vertical (presa Infiernillo) como inclinados 
(presas Chicoasén, El Caracol y Peñitas [8]). Cada tubo del deformómetro lleva montado 
un brazo de arrastre de ángulo metálico fijado a la tubería mediante abrazaderas. Estos 
tubos se unen mediante coples galvanizados para absorber el asentamiento y la 
deformación del terreno. Para la medición de asentamientos, se utiliza un torpedo tipo 
CFE con aletas retráctiles, compacto y sin ruedas que se hace deslizar dentro de los tubos 
y coples telescopiables. Para realizar la medición, el torpedo se baja dentro del ademe 
unido a una cinta metálica con graduación al milímetro montada sobre un adaptador 
especial con contrapesos de tensión constante y regla metálica. Al llegar a la parte 
inferior de cada tubo, las aletas se abren y se engarzan firmemente en su base, se tensa 
la cinta de profundidades y se registra la lectura en la regla cuando el contrapeso entra 
en equilibrio al tensionar la cinta. Al utilizar en El Infiernillo y El Caracol tubos de 3” 
de diámetro (7.5 cm), se logró introducir una sonda más grande y robusta que la original 
que mejora la precisión de las lecturas obtenidas con los deformómetros. Después de 40 
años de instalados, los cuatro deformómetros de la presa El Infiernillo se siguen 
observando en toda su longitud. En las presas de Chicoasén y Peñitas se utilizaron tubos 
de 1 ½” con coples de 2” de diámetro por lo cual se ha dificultado rescatar algunos 
torpedos que han quedado atrapados en el fondo de los aparatos. Las mediciones 
realizadas con este instrumento son consistentes y confiables al presentar una precisión 
de ±3 mm. Los deformómetros aportan excelente información respecto a la interacción 
de los materiales de la cortina [2]. 
3.3. Inclinómetros 
En las presas de la CFE se han instalado ademes de inclinómetro con tubos telescópicos 
para medir tanto asentamientos como desplazamientos horizontales. Dejando un espacio 
de 0.15 m entre los tramos de tubo de aluminio de 1.52 m, el cual se cubrió con un cople 
de aluminio para que los tubos sean telescópicos y permitan medir desplazamientos 
verticales utilizando una sonda mecánica tipo CFE. La tubería de ademe utilizada en las 
presas El Infiernillo, Villita y Angostura son tubos y coples de aluminio fabricados en 
media caña de 5 ft de longitud y 3” de diámetro con cuatro ranuras guía por donde corren 
las ruedas de la sonda para la medición de desplazamientos verticales u horizontales. 
Debido a la gran altura de la presa Chicoasén, la CFE diseño e instaló una tubería de 
ademe de aluminio extruido de pared gruesa. En las presas subsecuentes, incluidas las de 
CFRD, se ha utilizado con éxito tubería extruida de aluminio de pared delgada. 
La técnica para la prolongación de los tubos de ademe de los inclinómetros dentro 
del cuerpo de la cortina, desde su desplante en la cimentación hasta sobresalir en la 
superficie conforme se colocan las capas de material durante su construcción, ha 
distinguido a la instrumentación de presas en México a nivel mundial, ya que es el único 
país en el mundo donde se ha logrado desarrollar esta técnica de prolongación para 
A. Vargas Camacho / Experiencias en el desarrollo de la instrumentación geotécnica. . .1922
inclinómetros y deformómetros. Hasta las presas El Caracol y Peñitas8 la técnica de 
instalación de cada tubo de inclinómetro en la zona de enrocamiento consistió en limitar 
una zona circular de aproximadamente 3m de diámetro alrededor de la tubería de ademe 
mediante un apilamiento de rocas acomodadas y rellenando el espacio anular en capas 
de 0.3 m a medida que aumentaba la elevación del terraplén. En los inclinómetros 
instalados en el núcleo de arcilla y materiales granulares, se utilizó una perforadora 
rotatoria “Caldweld” para descubrir una pequeña caja metálica que protegía la boca del 
ademe del inclinómetro, retirarla temporalmente para unir y prolongar un nuevo tubo 
antes de colocar y cubrir nuevamente la caja metálica. A partir de la presa Aguamilpa 
los ingenieros de la CFE desarrollaron cajas metálicas en forma de pirámide truncada 
invertida para la prolongación de los inclinómetros, permitiendo así avanzar en la 
prolongación al ritmo constructivo de la cortina al mismo tiempo que se protege al ademe 
del inclinómetro de la maquinaria de construcción. En las presas de CFRD, los 
inclinómetros también han sido fundamentales para definir con exactitud la 
configuración de asentamientos durante la etapa de construcción y operación de la presa, 
ya que, después de instalar un tubo adicional, inmediatamente se realiza el sondeo de 
todos los tubos de la columna de ademe instalado sin que se pierda el historial en el 
hundimiento del material monitoreado [6]. 
Para la medición de asentamiento en los tubos de ademe telescopiables se utiliza una 
técnica similar a la medición de asentamientos en deformómetros. En este caso, se utiliza 
una sonda mecánica con cuatro ruedas guía; dos de ellas montadas en la parte superior 
de la sonda sobre aletas retráctiles. Las observaciones de asentamientos recabadas por 
los inclinómetros durante la construcción, primer llenado y operación de las presas, 
muestran resultados consistentes y confiables con una precisión de ± 3 mm. Para la 
medición de los desplazamientos horizontales en las presas de la CFE, los ademes de 
inclinómetro se empotraron un mínimo de 3 m mediante un barreno perforado en la roca 
basal de la cimentación; lo cual comprueba que los desplazamientos de los tubos 
inferiores sean iguales y pueda ser utilizado como datum en el cálculo de los 
asentamientos y desplazamientos horizontales. Algunas dificultades al realizar la 
medición a largo plazo de los inclinómetros son atribuibles a diversos factores que 
afectan a la tubería de ademe, entre los ellos: a) el desgaste por el uso prolongado o por 
la diferencia entre la dureza de la tubería de aluminio y las ruedas de acero de las sondas, 
b) incrustación en el interior de la tubería por depósito de sales, c) deformaciones de la 
tubería de pared delgada debido a cargas laterales, d) desacoplamiento de la tubería, e) 
inclinación diferencial por deformación mayor a 3° en tramos consecutivos de la tubería, 
f) tubos consecutivos a tope por deformación vertical excesiva, y g) tubos azolvados en 
el fondo de la columna de la tubería [2]. 
3.4. Niveles hidráulicos de asentamiento (NHA) 
Los NHA se utilizan para medir asentamientos en puntos internos de la presa a lo largo 
de un alineamiento. Su principio de funcionamiento consiste en trasladar 
hidrostáticamente la posición vertical de un punto dentro de la cortina a un lugar fuera 
de la estructura mediante un nivel de manguera, el cual tiene adaptado en su extremo un 
dispositivo de derrame (vertedor). Es necesario construir una caseta de medición en el 
talud exterior en donde se realizan las lecturas de los niveles hidráulicos y llevar un 
registro de la cota de la caseta respecto a los bancos de nivel de referencia desplantados 
en la roca. La operación del nivel hidráulico se basa en el principio de los vasos 
comunicantes. El diseño del aparato es simple y permite realizar mediciones de ± 3 mm 
A. Vargas Camacho / Experiencias en el desarrollo de la instrumentación geotécnica. . . 1923
de precisión. Cabe mencionar que, para lograr mediciones confiables, es indispensable 
que el conjunto de mangueras y válvulas estén libres de aire. Además, la altura de la 
bureta de medición debe ser suficiente para cubrir el asentamiento esperado del vertedor. 
Como la caseta también se hunde junto con la cortina, es necesario trasladar el nivel 
desde los bancos de referencia para definir la cota de la caseta en el momento de la 
medición. La canalización metálica utilizada protege las mangueras del aplastamiento. 
La tubería de protección es un tubo de aire, el cual también funciona como tubo de 
drenaje, que conecta la misma presión en las dos superficies de agua a la vez que permite 
desalojar el agua que se derrama del vertedor. En las presas La Villita, Angostura, 
Chicoasén, Caracol y Peñitas, se instaló tubería hermética telescópica en los niveles 
hidráulicos ubicados en el núcleo de arcilla, filtros y en las transiciones. El resto de la 
tubería de protección fueron tubos galvanizados de 3” y coples de 3 ½” de diámetro, por 
lo que fue necesario devanar todas las mangueras de los niveles por dentro de todos los 
tubos y coples para instalar. En las presas Aguamilpa, El Cajón y La Yesca, se instaló 
tubería hermética en el material 2 colocado detrás de la cara de concreto. Mientras tanto, 
aguas abajo se instaló un canal metálico galvanizado con tapa desmontable lo cual 
facilitó su instalación. Además, se adaptó al diseño un nivel hidráulico con tubería de 
protección a base de canal tipo MonTen. Los niveles hidráulicos también han permitido 
definir con exactitud la configuración de asentamientos y calcular los módulos de 
deformación, ya que inmediatamente después de instalar cada nivel se realizan las 
pruebas de funcionamiento y se registra la medición inicial de toda la línea de niveles 
instalados, sin perder el historial en el hundimiento desde construcción del material 
monitoreado [6]. 
En la presa Chicoasén se llevaron las terminales de medición de los niveles 
hidráulicos a galerías en ambas márgenes; las mangueras se cizallaron por el 
asentamiento diferencial entre la cortina y la ladera. La conducción de las mangueras a 
galerías excavadas en las laderas provocó problemas de mangueras rotas u obstruidas por 
asentamientos diferenciales importantes2. En las presas de La Angostura y El Caracol, 
algunos niveles instalados en el núcleo de arcilla se hundieron más que los instalados en 
los filtros de protección, por lo que la línea de conducción quedó funcionando con 
“sifones y curvaturas”, lo que provoca acumulación de aire en las mangueras que afecta 
la lecturas en estos instrumentos. En las presas de CFRD, el nivel hidráulico es el único 
instrumento que ha permitido recabar con éxito información del asentamiento ocurrido 
debajo de la proyección vertical de la cara de concreto. En las presas Aguamilpa, El 
Cajón y La Yesca se han instalado los niveles hidráulicos en ejes transversales a 
diferentes elevaciones. Este arreglo ha sido determinante para el éxito en el cálculo y la 
determinación de los módulos de deformación real en las presas de CFRD construidas 
en México [6]. En la presa El Cajón se instaló una línea de niveles hidráulicos dentro del 
material 2 detrás de la cara de concreto de manera paralela a las losas, lo cual demostró 
que se puede instalar toda una línea completa detrás de la cara de concreto de una presa 
de este tipo. Adicionalmente se instalaron varias celdas eléctricas de asentamiento al lado 
de esta línea de niveles hidráulicos tipo CFE. Los resultados indicaron un excelente 
funcionamiento de los niveles hidráulicos tradicionales, mientras que en las celdas 
eléctricas los resultados fueron erráticos e inconsistentes debido a la dificultad del 
purgado del sistema producto de su gran longitud. Lo anterior demuestra que los niveles 
hidráulicos pueden tener un funcionamiento satisfactorio, inclusive en líneas de 
conducción que llegan a tener más de 500 m de longitud. Por último, los ingenieros de 
la CFE diseñaron, desarrollaron e instalaron por primera vez en la presa La Yesca 18 
niveles hidráulicosde asentamiento automático (NHAA). Estos instrumentos permiten 
A. Vargas Camacho / Experiencias en el desarrollo de la instrumentación geotécnica. . .1924
conocer los desplazamientos verticales absolutos en tiempo real siendo posible su 
instalación en las presas ya construidas que cuenten con niveles hidráulicos con medición 
manual. 
3.5. Piezómetros 
La medición de los niveles de agua y la presión de poro mediante el uso de piezómetros 
es fundamental para analizar el desarrollo del proceso de consolidación y el cálculo de 
los esfuerzos efectivos, combinando las mediciones con celdas de presión total, así como 
para estimar filtraciones y la efectividad de sistemas de drenaje. En la cortina de las 
grandes presas de la CFE los piezómetros instalados hasta la fecha son de tres tipos: 
piezómetros tipo Casagrande, piezómetros neumáticos, y piezómetros de cuerda vibrante. 
Los piezómetros tipo Casagrande instalados en la presa El infiernillo, La Villita y La 
Angostura presentaron problemas de funcionamiento debido a que la tubería vertical se 
deformaba por el hundimiento de la cortina. Por dicha razón, este tipo de piezómetros se 
dejaron de instalar. Los piezómetros neumáticos, instalados en Chicoasén, El Caracol, 
Peñitas8 y Aguamilpa, presentaron problemas por colmatación y obstrucción de sus 
mangueras después de varios años en operación. Finalmente, con la instalación de 
piezómetros de cuerda vibrante en El Cajón y La Yesca, aunado a la tecnología 
desarrollada por los ingenieros de la CFE para proteger los cables dentro de ductos y 
canales metálicos instalados desde la ubicación de los instrumentos hasta las casetas de 
instrumentación donde se llevan a cabo las mediciones, se ha logrado reducir a un 
mínimo los daños en los instrumentos de cuerda vibrante. 
3.6. Extensómetros lineales 
Los extensómetros se adaptaron a la instrumentación de las presas en México para 
conocer las deformaciones en el interior de las presas, midiendo los desplazamientos 
entre dos placas de referencia unidas entre sí por una barra metálica, la cual en uno de 
sus extremos tenía unida una resistencia eléctrica variable contenida dentro de un cilindro 
hermético. El aparato está conectado mediante un alambre trifilar impermeable desde el 
cilindro hermético hasta la caseta de medición protegido a su vez con tubería telescópica 
de fierro galvanizado. La precisión del extensómetro es de 0.01% de la distancia entre 
placas; 2.5 a 10 m. 
Fue notoria la falla de todos los extensómetros instalados en la presa La Villita. El 
fallo se presentó debido al uso de un potenciómetro circular unido a un alambre de acero 
protegido dentro de una tubería telescópica. De tal manera, el agua pasó por el sello 
hermético con el alambre movible. En cambio, se usó con éxito un potenciómetro lineal 
unido a una barra de acero en la presa El Infiernillo. A partir de la presa La Angostura y 
posteriormente en Chicoasén, Peñitas y El Caracol, se utilizaron extensómetros con 
potenciómetro lineal protegido con doble barrera hermética diseñada por los ingenieros 
de la CFE. Las causas principales de daño en estos aparatos se atribuyen a la falla del 
sello de estanqueidad que protege la resistencia eléctrica, y al acabarse la carrera del 
medidor. Para la presa Aguamilpa, los ingenieros de la CFE diseñaron y fabricaron con 
éxito extensómetros con potenciómetro lineal para la junta perimetral, los cuales 
continúan funcionando con éxito a la fecha a más de 150 m bajo el agua del embalse. A 
partir de las presas El Cajón y La Yesca, todos los extensómetros que se instalaron son 
de cuerda vibrante. 2 Actualmente el extensómetro es considerado un instrumento valioso, 
económico, confiable y durable. 
A. Vargas Camacho / Experiencias en el desarrollo de la instrumentación geotécnica. . . 1925
4. Factibilidad de utilización en presas de jales (relaves mineros) 
Debido a los enormes e incalculables daños que ocasiona la falla de una presa de relaves, 
el Autor propone adoptar la siguiente filosofía con la cual se debe instrumentar una presa 
de jales desde su etapa de construcción, operación o abandono: 
“Debido a la variabilidad de las propiedades de los materiales con las que se 
construyen la gran mayoría de las presas de relaves mineros, la forma más eficiente 
de instrumentarlas es instalando ‘cadenas o redes de extensómetros lineales, 
medidores de grietas o juntas’ en todo el perímetro de la represa y sin dejar ninguna 
ventana donde no se pueda obtener información para alertar de manera temprana si 
se está generando un potencial agrietamiento o deslizamiento. A partir de la detección 
de las zonas más críticas se debe complementar la instrumentación con cadenas 
adicionales de extensómetros, referencias superficiales, inclinómetros, deformómetros 
verticales e inclinados, niveles hidráulicos de asentamientos, piezómetros, medidores 
de filtraciones, acelerógrafos y nivel del embalse. Posteriormente, canalizar los cables 
conductores de la señal adecuadamente y automatizar con alarmas en tiempo real para 
la toma de decisiones de la manera más oportuna posible por parte de las autoridades 
de la presa de relaves mineros”. 
Referencias superficiales. A criterio del Autor, es factible y valiosa la instalación 
de las referencias superficiales en las presas de relaves mineros (residuos mineros), tanto 
en líneas longitudinales como transversales, así como para medir tanto el asentamiento 
como el desplazamiento horizontal desde puntos fijos instalados fuera de la zona de 
influencia de la presa. Se considera factible su instalación desde la construcción de la 
presa de relaves, como en las ya construidas y abandonadas. También es factible y 
recomendable instalarlas en zonas potencialmente inestables en los empotramientos, 
laderas y cauce donde se sospeche existen movimientos diferenciales en el terreno 
cercanos a la presa de relaves. Este sistema topográfico permite detectar una potencial 
falla de talud, delimitando con exactitud la zona en movimiento y su evolución con el 
tiempo. 
Deformómetros tipo Cross Arms. Respecto a la instalación de deformómetros en 
las presas de relaves mineros, de ser posible deben instalarse desde el inicio de su 
construcción, más precisamente desde su desplante, para que el tubo de fondo quede 
empotrado sobre la roca basal y sirva de datum en la medición de los asentamientos. En 
las ya construidas y abandonadas, es factible instalar una línea de deformómetros 
enterrados bajo el talud exterior con un arropamiento suficiente para que el material que 
lo cubre no sea erosionado. Este sistema permite detectar los asentamientos a 
profundidad y su evolución con el tiempo, además es redundante con otros instrumentos. 
Inclinómetros. Es factible y deseable la instalación de ademes de inclinómetro con 
tubería telescopiable en las presas de relaves mineros, tanto en la etapa de construcción, 
empotrando el tubo de fondo dentro de la roca basal y prolongando la tubería conforme 
se vayan colocando las capas de la presa de relaves. De igual manera, para presas 
concluidas o abandonadas, es factible perforar un barreno de diámetro mayor a 6” hasta 
penetrar la roca basal un mínimo de 3m, siendo necesario durante la instalación utilizar 
tubería de ademe metálico temporal para instalar dentro del ademe el inclinómetro y 
colocar un material similar al extraído para rellenar el barreno conforme se va extrayendo 
el ademe. El inclinómetro permite detectar los asentamientos a profundidad y su 
evolución con el tiempo, además de detectar una potencial falla de talud a profundidad. 
Niveles Hidráulicos de Asentamientos (NHA). Estos instrumentos pueden 
instalarse en presas de relaves mineros, principalmente en líneas longitudinales, 
A. Vargas Camacho / Experiencias en el desarrollo de la instrumentación geotécnica. . .1926
transversales o una combinación de ambas en la presa, tanto en presas en su etapa deconstrucción, en las ya construidas y abandonadas. Es necesario dejar una pendiente 
ascendente en la línea de niveles hidráulicos al instalarse. También es factible y 
recomendable construir las casetas de medición en las laderas para conocer el 
hundimiento de toda la línea de NHA en base a la cota fija de desplante de la caseta y 
para no depender de la cota topográfica en cada medición. 
Extensómetros lineales. Estos instrumentos son óptimos para el monitoreo una 
presa de jales, ya que cuentan con un diseño apropiado, es posible adaptar los 
instrumentos de fábrica con la ingeniería de detalle, son instalados correctamente, en 
cantidad suficiente, y canalizados debidamente hasta las casetas de medición. Los 
extensómetros lineales, también llamados medidores de juntas o medidores de grietas, 
pueden tener el mayor potencial en la instrumentación de las presas de jales y relaves 
mineros para la detección temprana de grietas o potenciales fallas de talud, como su 
instalación lo ha demostrado en la presa La Angostura (figura 1). Los extensómetros 
pueden ser el instrumento principal de una instrumentación estándar para cualquier presa 
de relaves mineros, desde su etapa de su construcción, operación o abandono si se adopta 
la filosofía propuesta por el autor. 
Piezómetros. Estos instrumentos son imprescindibles en una presa de jales desde su 
construcción y en toda la etapa de operación y abandono. Se recomienda que, si son del 
tipo abierto, el diámetro del tubo vertical debe ser mayor a 1 ½” para permitir la 
extracción de muestras de agua. Además, deben estar protegidos con tubería corrugada 
para que no sean dañados por la fricción negativa. Al igual que en el inclinómetro y si 
los piezómetros se instalan perforando un barreno, el diámetro debe ser suficiente y es 
necesario utilizar tubería de ademe metálico temporal para instalar dentro de este ademe 
el piezómetro abierto o eléctrico, además de colocar el material con el que se rellenará el 
barreno conforme se vaya extrayendo el ademe. 
5. Conclusiones 
1. Durante más de 50 años los ingenieros de la CFE han observado el 
comportamiento de las grandes presas instalando desde su construcción 
instrumentos sencillos, robustos y confiables, de funcionamiento mecánico o 
hidráulico. Muchos de ellos siguen funcionando adecuadamente hasta la fecha 
y aportan información valiosa para estudiar el comportamiento de estas 
importantes estructuras. 
2. Una de las claves del éxito para garantizar la durabilidad de los instrumentos 
que se instalaron desde la etapa de construcción en las grandes presas de la CFE 
ha sido el desarrollo de la tecnología mexicana en instrumentación geotécnica, 
diseñando y adaptando en México los instrumentos a las necesidades de sitio y 
a las variables a estudiar. 
3. A partir del año 2000, se empezaron a instalar gran cantidad de instrumentos de 
cuerda vibrante en la cortina y laderas de las presas más recientes en México. 
Los cables conductores de la señal de todos ellos se canalizaron siguiendo la 
tecnología desarrollada por la CFE en México, lo cual garantiza que los cables 
conductores de la señal no se dañen durante la construcción. 
4. Es recomendables que en cada gran proyecto de instrumentación existe un 
Departamento u Oficina de Instrumentación, entre cuyas funciones se 
encuentran: atender las solicitudes de instrumentación de los ingenieros y 
A. Vargas Camacho / Experiencias en el desarrollo de la instrumentación geotécnica. . . 1927
consultores involucrados, elaborar las especificaciones y alcances del Proyecto 
de Instrumentación, realizar la ingeniería de detalle para la instalación y puesta 
en servicio de los instrumentos, adaptar los instrumentos de fábrica a las 
necesidades del proyecto, diseñar la protección de los instrumentos y de los 
cables conductores de la señal, capturar, revisar y procesar la información para 
su análisis y evaluación, y automatizar la instrumentación para obtener 
información en tiempo real y de forma remota para la oportuna toma de 
decisiones. 
5. A juicio del autor, los extensómetros lineales pueden ser el mejor instrumento 
para vigilar una presa de relaves mineros, al poderse automatizar y configurar 
con alarmas mediante la instalación de “cadenas de extensómetros lineales” en 
todo el perímetro de la represa, sin dejar ninguna ventana donde no se pueda 
tener información para saber si se está generando agrietamiento o deslizamiento 
potencial. 
6. Es recomendable que a partir de las zonas más críticas detectadas con 
extensómetros lineales, se complemente la instrumentación en esas zonas con 
inclinómetros verticales, deformómetros inclinados, referencias superficiales 
tanto transversales como longitudinales, niveles hidráulicos de asentamientos y 
piezómetros. 
Agradecimientos 
El autor agradece el apoyo de las autoridades de la Comisión Federal de Electricidad 
(CFE), de la Gerencia de Estudios de Ingeniería Civil (GEIC) y de la Subgerencia de 
Seguridad de Estructuras (SSE) para presentar este artículo técnico en reconocimiento a 
la calidad de los técnicos e ingenieros que fueron y de los que forman parte actualmente 
de esta gran empresa pública mexicana. 
Referencias 
[1] SRH, CFE, II-UNAM, Comportamiento de Presas Construidas en México Volumen I. Contribución al XII 
Congreso de Grandes Presas, México 1976. 
[2] CFE, Comportamiento de Presas Construidas en México (1974 a 1984) Volumen II. Contribución al XV 
Congreso de Grandes Presas, Lausana Suiza 1985. 
[3] CFE. Experiencias en Proyectos Hidroeléctricos. VII Congreso internacional de Mecánica de Suelos en 
ingeniería de cimentaciones. México, agosto de 1969. 
[4] CFE. Proyecto Hidroeléctrico Aguamilpa, Mesa Redonda, Homenaje al Prof. Raul J. Marsal (1915-1990). 
SMMS México 1991 
[5] CFE. IIE. Manual de Diseño de Obras Civiles, Geotecnia B.2.5. Instrumentación en Suelos, México 1982 
[6] Antonio Vargas C. E. Mena, M. Moreno. E. Glez. H. Galindo. Instrumentación para la obtención de curvas 
de igual asentamiento en el cuerpo de la cortina de las presas de CFE.XXVI Reunión Nacional SMIG 
2012 Cancún México. 
[7] Manual de Presas y Depósitos de Jales. Boletín 45. ICOLD. CIGB. 1982. Versión Autorizada en Español. 
AIMMGM, 1993 
[8] Antonio Vargas Camacho, Aplicación de la Instrumentación Geotécnica en el Proyecto Hidroeléctrico 
Peñitas, Chiapas, Tesis para obtener el título de Ingeniero Civil, Universidad Autónoma del Estado de 
México, Toluca México 1989. 
 
A. Vargas Camacho / Experiencias en el desarrollo de la instrumentación geotécnica. . .1928