La presa

INTRODUCCIÓN

PRESAS

Se denomina presa o represa a una barrera fabricada con piedra, hormigón o materiales sueltos, es simplemente una pared que se coloca en un sitio determinado del cauce de una corriente natural, formando un embalse (lago artificial), que se construye habitualmente en una cerrada o desfiladero sobre un río o arroyo. Teniendo la finalidad de embalsar el agua en el cauce fluvial para su posterior aprovechamiento en abastecimiento o regadío, para elevar su nivel con el objetivo de derivarla a canalizaciones de riego, para 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 ésta nuevamente en mecánica al accionar la fuerza del agua un elemento móvil.

Objetivos de la obra

La presa viene a constituir un elemento clave para aprovechar en forma integral el escurrimiento de esta importante cuenca.

La obra tiene objetivos múltiples:

Controlar avenidas, ya que es posible reducir al mínimo posible los daños en los valles aguas abajo del sitio de la presa.

Generación de energía eléctrica, lo cual permite participar de manera importante en el suministro de energía eléctrica durante las horas pico.

Desarrollo de las áreas de la acuacultura y recreación.

Beneficios

Control de crecientes

En consecuencia, de acuerdo a las condiciones de diseño y operación establecidas, las avenidas históricamente grandes que han ocurrido pueden ser reguladas.

Acuacultura y recreación

Otros beneficios de la presa se refieren al desarrollo de actividades de acuacultura y recreación. Teniendo como proyectos la explotación de especies piscícolas en el vaso de la presa, entre las que se pueden contar con bagre, lobina, carpa y mojarra y llega a ser de importancia económica su comercialización.

TIPOS DE PRESAS

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

• bóvedas o arcos de doble curvatura

• mixta, si está compuesta por partes de diferente tipología

Dependiendo del material se pueden clasificar en:

Presas de Tierra:

•Secciones Homogéneas.

•Sección graduada o zonada, con núcleo impermeable.

•Sección de enrrocamiento (escollera) con corazón impermeable.

•Presas de pantalla.

Presas de concreto u hormigón:

•Presas de gravedad (mayor volumen de hormigón sin estribos).

•Presas de contrafuerte (presas de gravedad aligeradas con

elementos estructurales transversales)

•Presas de Arco gravedad (con estribos y planta en arcos)

•Presas de arco bóveda (estructuras esbeltas, planta y sección curva)

PARTES CONSTITUYENTES DE UNA 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.

•Aliviaderos o vertedor de excedencias.

Esta estructura hidráulica recibe las denominaciones de vertedores, aliviaderos de embalse, vertedores de excedencias, vertedores de demasías; y se constituye en una válvula de seguridad de la presa. Esta estructura tiene por objeto proteger al sistema de almacenamiento, evacuando los excesos de agua a la capacidad normal del vaso de almacenamiento y su descarga aguas abajo.

Tipos de vertedores:

Vertedores de caída libre

Están asociados a presas de arco o de contrafuertes donde el espesor del concreto y la geometría general no sean favorables para guiar la vena liquida desde la 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 energía cinética del agua y amortiguar el impacto

Vertederos con caída en rápido

Se localizan en una sección reducida de la presa de tipo gravedad, sobre la cual se permite el paso del flujo del agua.

La cresta se forma para ajustarse a la vena liquida en las condiciones de descarga máxima. Si la roca de cimentación es compacta y de buena calidad, la parte inferior de la descarga se puede diseñar como un deflector o un salto de esquí; si la cimentación es erosionable se requerirá de la construcción de un tanque disipador de energía.

Vertedores con tiro vertical

Tienen una entrada de embudo que conecta a un túnel en cuyo extremo inferior puede existir un deflector o una estructura disipadora de energía.

Esta forma de vertederos se adapta a presas de embalses muy encañonados, gastos relativamente pequeños y en el que el agua que fluya a través de ellos este libre de objetos que pueda obstruirlos.

Vertederos con descarga directa en canal

Están asociados a presas de tierra, tierra encorvamiento o concreto cuando por alguna razón no conviene que sean vertedoras.

Se considera buena practica de ingeniería no ubicar este tipo de vertederos sobre presas de tierra o tierra enrocado debido a que esta s 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 o 50 m/s dependiendo del desnivel, la pendiente y la rugosidad del canal. Con estas velocidades, cualquier desalineamiento de los planos de revestimiento puede provocar muy altas presiones hidrostática en la cara inferior de la losa y levantarla, trayendo como consecuencia el fracaso de la estructura y de la misma presa.

Vertedero con canal lateral

Estos vertederos tienen la particularidad de que el eje del canal de descarga es paralelo o casi 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 conforman se pueden mencionar como sigue: acceso, sección de control, canal colector, canal de descarga y deflector o estructura disipadora de energía. Generalmente están asociados a presas de tierra o tierra y enrocado construidas en ríos encañonados y con grandes avenidas, o donde se requieren grandes longitudes de cresta.

Descarga de los vertedores

Excepto para los vertederos con descarga en tiro vertical, el que se puede ahogar en ciertas condiciones de trabajo, la descarga de los vertedores de excedencias se efectúa en conductos abiertos, ya sea en canal o en túnel.

En vertederos con descarga directa con frecuencia la longitud de la cresta vertedora tiene la misma longitud que el ancho de descarga y del tanque amortiguador en el extremo inferior.

La longitud de la cresta se determina en función de la operación del embalse, el costo de la cortina y de si se instalaran o no compuertas en la cresta. El ancho del tanque amortiguador se relaciona con los niveles de aguas abajo de la descarga. Y el ancho del canal puede depender de las condiciones topográficas y de la economía.

Si por las condiciones anotadas anteriormente, no son iguales la longitud de la cresta y el ancho del canal y del tanque amortiguador, se debe tener cuidado de que las transiciones se hagan gradualmente, debido a que se pueden desarrollar ondas estacionarias indeseables o incluso brincar el agua fuera de los muros guía laterales.

•Obras de toma.

Se denomina obra de toma al conjunto de estructuras que se construyen con el objeto de extraer el agua de forma controlada y poder utilizarla con el fin para el cual fue proyectado su aprovechamiento.

En el caso de las presas de almacenamiento, la función de la obra de toma depende de los objetivos del almacenamiento y así se tienen tomas para generación de energía eléctrica, para riego, dotación de agua potable, desvío de la corriente durante la construcción y como desagües para el vaciado rápido del vaso.

Las obras de toma pueden también funcionar como reguladoras, para dar salida a aguas temporalmente almacenadas en el espacio destinado al control de avenidas, o para desalojar con anticipación a la llegada de avenidas. Además, las obras de toma en presas pueden servir para vaciar el vaso cuando se hace necesario inspeccionarlo, hacer reparaciones indispensables, o para mantener el paramento mojado de la presa u otras estructuras normalmente inundadas. Las obras de toma pueden también auxiliar para descargar el vaso cuando se desean controlar peces inútiles u otros animales acuáticos en el vaso.

•Vaso de almacenamiento

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.

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