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TIPOS DE PRESA
Las presas se clasifican según la forma de su estructura y los materiales empleados. Las grandes presas pueden ser de hormigón o de elementos sin
trabar. Las presas de hormigón más comunes son de gravedad, de bóveda y de contrafuertes. Las presas de elementos sin trabar pueden ser de piedra o de tierra.
También se construyen presas mixtas para conseguir mayor estabilidad. La
elección del tipo de presa más adecuado para un emplazamiento concreto se determina mediante estudios de ingeniería y consideraciones económicas ( el costo de la presa depende de la disponibilidad de los materiales para su
construcción y de las facilidades para su transporte).
Las características también son factor determinante a la hora de elegir el tipo
de estructura.
Presas de gravedad
Las presas de gravedad son estructuras de hormigón de sección triangular; la base es ancha y se va estrechando hacia la parte superior; la cara que da al
embalse es prácticamente vertical. Vistas desde arriba son rectas o de curva suave.
La estabilidad de estas presas radica en su propio peso. Es el tipo de construcción más duradero y el que requiere menor mantenimiento. Su altura
suele estar limitada por la resistencia del terreno.
Un ejemplo de este tipo de presas es la presa Grande Dixence, en Suiza
(1962), la cual tiene una altura de 284 m y es una de las más grandes del mundo.
Presas de bóveda
Este tipo de presa utiliza los fundamentos teóricos de la bóveda. La curvatura
presenta una convexidad dirigida hacia el embalse, con el fin de que la carga se distribuya por toda la presa hacia los extremos.
En condiciones favorables, esta estructura necesita menos hormigón que la de gravedad, pero es difícil encontrar emplazamientos donde se puedan construir.
Presas de contrafuertes
Las presas de contrafuertes tienen una pared que soporta el agua y una serie de contrafuertes o pilares, de forma triangular, que sujetan la pared y
transmiten la carga del agua a la base.
Hay varios tipos de presa de contrafuertes: los más comunes son de planchas uniformes y de bóvedas múltiples.
En las de planchas uniformes el elemento que contiene el agua es un
conjunto de planchas que cubren la superficie entre los contrafuertes.
En las de bóvedas múltiples, éstas permiten que los contrafuertes estén más espaciados.
Estas presas precisan de un 35 a un 50% del hormigón que necesitaría una de gravedad de tamaño similar aunque a pesar del ahorro de hormigón las presas
de contrafuertes no son siempre más económicas que las de gravedad, ya que el costo de las complicadas estructuras para forjar el hormigón y la instalación de refuerzos de acero suele equivaler al ahorro en materiales de construcción.
Este tipo de presa es necesario en terrenos poco estables.
Presas de elementos sin trabar
Las presas de tierra y piedra utilizan materiales naturales con la mínima transformación, aunque la disponibilidad de materiales utilizables en los
alrededores condiciona la elección de este tipo de presa.
El desarrollo de las excavadoras y otras grandes máquinas ha hecho que este tipo de presas compita en costos con las de hormigón.
La escasa estabilidad de estos materiales obliga a que la anchura de la base de este tipo de presas sea de cuatro a siete veces mayor que su altura. La
cuantía de filtraciones es inversamente proporcional a la distancia que debe recorrer el agua; por lo tanto, la ancha base debe estar bien asentada sobre un terreno cimentado.
Las presas de elementos sin trabar pueden estar construidas con materiales
impermeables en su totalidad, como arcilla, o estar formadas por un núcleo de material impermeable reforzado por los dos lados con materiales más permeables, como arena, grava o roca, el núcleo debe extenderse hasta
mucho más abajo de la base para evitar filtraciones.
Represa
Presa Gordon en Tasmania,Australia, del tipo presa en arco.
La Represa de Yacyretá, entreArgentina y Paraguay.
En ingeniería se denomina presa o represa a una barrera fabricada de piedra,hormigón o
materiales sueltos, que se construye habitualmente en una cerrada o desfiladero sobre
un río o arroyo. Tiene la finalidad de embalsar el agua en el caucefluvial para elevar su
nivel con el objetivo de derivarla, mediante canalizaciones de riego, para su
aprovechamiento en abastecimiento o regadío, laminación de avenidas (evitar
inundaciones aguas abajo de la presa) o para la producción de energía mecánica al
transformar la energía potencial del almacenamiento en energía cinética y esta
nuevamente en mecánica y que así se accione un elemento móvil con la fuerza del agua.
La energía mecánica puede aprovecharse directamente, como en los antiguos molinos, o
de forma indirecta para producir energía eléctrica, como se hace en las centrales
hidroeléctricas.
Índice
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1 Términos usados en presas
2 Tipos de presas
o 2.1 Según su estructura
o 2.2 Según sus materiales
o 2.3 Según su aplicación
3 Elementos constructivos
o 3.1 Planta de generación de energía
o 3.2 Aliviaderos
4 Impacto humano y social
o 4.1 Riesgo que supone la construcción de una presa
5 Véase también
6 Referencias
o 6.1 Bibliografía
o 6.2 Notas
7 Enlaces externos
Términos usados en presas[editar]
Presa de Asuán.
El embalse: es el volumen de agua que queda retenido por la presa.
El vaso: es la parte del valle que, inundándose, contiene el agua embalsada.
La cerrada o boquilla: es el punto concreto del terreno donde se construye la presa.
La presa o cortina: propiamente dicha, cuyas funciones básicas son, por un lado
garantizar la estabilidad de toda la construcción, soportando un empuje hidrostático del
agua, y por otro no permitir la filtración del agua. A su vez, en la presa se distingue:
Los paramentos, caras o taludes: son las dos superficies más o menos verticales
principales que limitan el cuerpo de la presa, el interior o de aguas arriba, que está en
contacto con el agua, y el exterior o de aguas abajo.
La coronación o coronamiento: es la superficie que delimita la presa superiormente.
Los estribos o empotramientos: son los laterales del muro que están en contacto con
la cerrada contra la que se apoya.
La cimentación: es la parte de la estructura de la presa, a través de la cual se
transmiten las cargas al terreno, tanto las producidas por la presión hidrostática como
las del peso propio de la estructura.
El aliviadero o vertedero: es la estructura hidráulica por la que rebosa el agua
excedente cuando la presa ya está llena.
Las compuertas: son los dispositivos mecánicos destinados a regular el caudal de
agua a través de la presa.
El desagüe de fondo o descargador de fondo: permite mantener el denominado caudal
ecológico aguas abajo de la presa y vaciar la presa en caso de ser necesario (por
ejemplo, durante emergencias por posible falla de la presa).
Las tomas: son utilizadas para extraer agua de la presa para un cierto uso, como
puede ser abastecimiento a unacentral hidroeléctrica o a una ciudad.
Las esclusas: permiten la navegación "a través" de la presa.
La escala o escalera de peces: permite la migración de los peces en sentido
ascendente de la corriente (en algunos casos se instalan ascensores para peces).
Tipos de presas[editar]
Los diferentes tipos de presas responden a las diversas posibilidades de cumplir la doble
exigencia de resistir el empuje del agua y evacuarla cuando sea preciso. En cada caso, las
características del terreno y los usos que se le quiera dar al agua, condicionan la elección
del tipo de presa más adecuado.
Existen numerosas clasificaciones, dependiendo de:
si son fijas o móviles (hinchables, por ejemplo)
su forma o manera de transmitir las cargas a las que se ve sometida
los materiales empleados en la construcción
Dependiendo de su forma pueden ser:
de gravedad
de contrafuertes
de arco simple
bóvedas o arcos de doble curvatura
mixta, si está compuesta por partes de diferente tipología
Dependiendo del material se pueden clasificar en:
de hormigón (masivo convencional o compactado con rodillo)
de mampostería
de materiales sueltos (de escollera, de núcleo de arcilla, con pantalla asfáltica, con
pantalla de hormigón, homogénea)
Las presas hinchables, basculantes y pivotantes suelen ser de mucha menor entidad.
Según su estructura[editar]
Sección esquemática de una presa de tipo gravedad.
Presa de gravedad: es aquella en la que su propio peso es el encargado de resistir el
empuje del agua. El empuje del embalse es transmitido hacia el suelo, por lo que éste
debe ser suficientemente estable para soportar el peso de la presa y del embalse.
Constituyen las represas de mayor durabilidad y que menor mantenimiento requieren.
Dentro de las presas de gravedad se puede tener:
Escollera o materiales sueltos: de tierra o suelo homogéneo, tierra zonificada, CFRD
(enrocado con losa de hormigón) y otros.
De hormigón: tipo HCR (hormigón compactado con rodillos) y hormigón convencional.
Su estructura recuerda a la de un triángulo isósceles ya que su base es ancha y se va
estrechando a medida que se asciende hacia la parte superior aunque en muchos casos el
lado que da al embalse es casi vertical. La razón por la que existe una d iferencia notable
en el grosor del muro a medida que aumenta la altura de la presa se debe a que la presión
en el fondo del embalse es mayor que en la superficie. De esta forma, el muro tendrá que
soportar más presión en el lecho del cauce que en la superficie. La inclinación sobre la
cara aguas arriba hace que el peso del agua sobre la presa incremente su estabilidad.
Presa de arco simple: es aquella en la que su propia forma es la encargada de resistir
el empuje del agua. Debido a que la presión se transfiere en forma muy concentrada
hacia las laderas de la cerrada, se requiere que ésta sea de roca muy dura y
resistente. Constituyen las represas más innovadoras en cuanto al diseño y que menor
cantidad de hormigón se necesita para su construcción. La primera presa de arco de la
que se tiene noticia es la presa de Vallon de Baume, realizada por los romanos cerca
de Glanum (Francia).1 2
Sección esquemática de una presa bóveda.
Presa de bóveda, doble arco, o arco de doble curvatura: cuando la presa tiene
curvatura en el plano vertical y en el plano horizontal, también se denomina debóveda.
Para lograr sus complejas formas se construyen con hormigón y requieren gran
habilidad y experiencia de sus constructores, que deben recurr ir a sistemas
constructivos poco comunes.
Presa Hoover, una presa de tipo arco-gravedad.
Presa de arco-gravedad: combina características de las presas de arco y las presas de
gravedad y se considera una solución de compromiso entre los dos tipos. Tiene forma
curva para dirigir la mayor parte del esfuerzo contra las paredes de un cañón o un
valle, que sirven de apoyo al arco de la presa. Además, el muro de contención tiene
más espesor en la base y el peso de la presa permite soportar parte del empuje del
agua. Este tipo de presa precisa menor volumen de relleno que una presa de
gravedad.
Presa-Puente: combina dos características, por un lado está la presa y sobre ésta un
puente elevado. Este tipo de Presa-Puente está prevista en el Maxi Mega Proyecto de
unión de Europa-Africa. [[1]]
Presa de contrafuertes o aligerada.
Presa de bóveda múltiple.
Según sus materiales[editar]
Presas de hormigón: son las más utilizadas en los países desarrollados ya que con
éste material se pueden elaborar construcciones más estables y duraderas; debido a
que su cálculo es del todo fiable frente a las producidas en otros materiales.
Normalmente, todas las presas de tipo gravedad, arco y contrafuerte están hechas de
este material. Algunas presas pequeñas y las más antiguas son deladrillo, de sillería y
de mampostería. En España, el 67 % de las presas son de gravedad y están hechas
con hormigónya sea con o sin armaduras de acero.
Presa de gravedad del embalse de Gabriel y Galán, en Extremadura(España).
La presa de las Tres Gargantas situada en el curso del río Yangzi en China es la planta
hidroeléctrica y de control de inundaciones más grande del mundo. Se terminó en el
año 2009. Una docena de ciudades y miles de pueblos fueron engullidos por las aguas,
obligando a desplazarse a más de un millón y medio de personas.
Artículo principal: Presas de tierra
Presas de materiales sueltos: son las más utilizadas en los países subdesarrollados ya
que son menos costosas y suponen el 77 % de las que podemos encontrar en todo el
planeta. Son aquellas que consisten en un relleno de tierras, que aportan la resistencia
necesaria para contrarrestar el empuje de las aguas. Los materiales más utilizados en
su construcción son piedras, gravas, arenas, limos y arcillas aunque dentro de todos
estos los que más destacan son las piedras y las gravas. En España sólo suponen el
13 % del total.
Este tipo de presas tienen componentes muy permeables, por lo que es necesario
añadirles un elemento impermeabilizante. Además, estas estructuras resisten siempre
por gravedad, pues la débil cohesión de sus materiales no les permite transmitir los
empujes del agua al terreno. Este elemento puede ser arcilla (en cuyo caso siempre se
ubica en el corazón del relleno) o bien una pantalla de hormigón, la cual se puede construir
también en el centro del relleno o bien aguas arriba. Estas presas tienen el inconveniente
de que si son rebasadas por las aguas en una crecida, corren el peligro de desmoronarse
y arruinarse. En España es bien recordado el accidente de la presa de Tousconocido
popularmente como la "Pantanada de Tous".
Presas de enrocamiento con cara de hormigón: este tipo de presas en ocasiones es
clasificada entre las de materiales sueltos; pero su forma de ejecución y su trabajo
estructural son diferentes. El elemento de retención del agua es una cortina formada
con fragmentos de roca de varios tamaños, que soportan en el lado del embalse una
cara de hormigón la cual es el elemento impermeable. La pantalla o cara está apoyada
en el contacto con la cimentación por un elemento de transición llamado plinto, que
soporta a las losas de hormigón. Este tipo de estructura fue muy utilizado entre 1940 y
1950 en cortinas de alturas intermedias y cayó en desuso hasta finales del siglo XX,
cuando fue retomado por los diseñadores y constructores al disponer de mejores
métodos de realización y equipos de construcción más eficientes.
Según su aplicación[editar]
Presa de derivación en el río Mosa. La bocatoma está en la margen derecha del río. La estructura que
atraviesa el río sirve para crear un pequeño represamiento para garantizar el funcionamiento de la
bocatoma.
Presas filtrantes o diques de retención: Son aquellas que tienen la función de retener
sólidos, desde material fino, hasta rocas de gran tamaño, transportadas por torrentes
en áreas montañosas, permitiendo sin embargo el paso del agua.
Presas de control de avenidas: Son aquellas cuya finalidad es la de laminar el caudal
de las avenidas torrenciales, con el fin de que no se cause daño a los terrenos
situados aguas abajo de la presa en casos de fuerte tormenta.
Presas de derivación: El objetivo principal de estas es elevar la cota del agua para
hacer factible su derivación, controlando la sedimentación del cauce de forma que no
se obstruyan las bocatomas de derivación. Este tipo de presas son, en general, de
poca altura ya que el almacenamiento del agua es un objetivo secundario.
Presas de almacenamiento: El objetivo principal de éstas es retener el agua para su
uso regulado en irrigación, generación eléctrica, abastecimiento a poblaciones,
recreación o navegación, formando grandes vasos o lagunas artificiales. El mayor
porcentaje de presas del mundo, las de mayor capacidad de embalse y mayor altura
de cortina corresponden a este objetivo.
Presas de relaves o jales (México): Son estructuras de retención de sólidos sueltos y
líquidos de desecho, producto de la explotación minera, los cuales son almacenados
en vasos para su decantación. Por lo común son de menores dimensiones que las
presas que retienen agua, pero en algunos casos corresponden a estructuras que
contienen enormes volúmenes de estos materiales. Al igual que las presas hidráulicas
tienen cortina (normalmente del mismo tipo de material), vertedero, y en vez de tener
una obra de toma o bocatoma poseen un sistema para extraer los líquidos.
Elementos constructivos[editar] Planta de generación de energía[editar]
Sección transversal de una central hidroeléctrica.
Artículo principal: Central hidroeléctrica
Para 2005 la energía hidroeléctrica, principalmente proveniente de presas, aportaba el
19 % de la energía eléctrica total del mundo, y más del 63 % de toda laenergía
renovable.3 Gran parte de esta energía es producida en grandes presas,
aunque China use generación a pequeña escala, el conjunto total del país representa el
50 % de toda la energía hidroeléctrica producida en el mundo.3
La mayor parte de la energía hidroeléctrica proviene de la energía potencialproveniente del
agua embalsada que es conducida a una turbina hidráulica y ésta a su vez transmite la
energía mecánica a un generador eléctrico. Con el fin de impulsar al fluido y mejorar la
capacidad de generación de la presa, el agua se hace correr a través de una gran tubería
llamada tubería de carga especialmente diseñada para reducir las pérdidas de energía que
se pudieran producir. Existen centrales que son capaces de retornar el agua hacia la presa
mediante bombas, o mediante la misma turbina funcionando como bomba, en los
momentos de menor demanda eléctrica e impulsar posteriormente esta agua en los
momentos de mayor demanda eléctrica. A estas centrales se les denomina centrales
hidroeléctricas reversibles o centrales de bombeo.
Aliviaderos[editar]
Aliviadero en la presa Llyn Brianne, Gales.
Artículo principal: Aliviadero
Toda presa tiene que tener un sistema para evacuar el agua en caso de lluvias torrenciales
que puedan llenarla hasta límites peligrosos.
Impacto humano y social[editar]
El impacto de las presas en las sociedades humanas es significativo. Por ejemplo, la presa
de las Tres Gargantas en el Río Yangtze en China creará un embalse de 600 km de largo.
Su construcción implica el desplazamiento de más de un millón de personas, la pérdida de
muchos sitios arqueológicos y culturales de importancia y un cambio ecológico importante.
Se estima que hasta el momento, entre 40 y 80 millones de personas en todo el mundo
han sido desplazadas de su hogar a causa de la construcción de presas. En muchos casos
la población afectada por las presas no es debidamente consultada. En agosto de 2010 la
organización en defensa de los derechos de los pueblos indígenas Survival
International publicó un informe sobre el impacto de la construcción de presas sobre esos
pueblos y su medioambiente, criticando duramente importantes proyectos en fase de
planificación o construcción en todo el mundo.4
Riesgo que supone la construcción de una presa[editar]
Artículo principal: Rotura de presa
Como en el caso de toda obras estructural, existe el riesgo de que la presa falle e inunde
poblaciones ubicadas cercanas al curso de agua, aguas abajo del cierre. La ingeniería civil
se encarga de reducir al mínimo la posibilidad de la rotura del dique mediante un análisis
exhaustivo del comportamiento de la obra ante situaciones extremas, calculando la
estabilidad de la presa tomando en consideración sismos, lluvias torrenciales y otras
catástrofes.
