Presas

A. Definición: Presa es una pantalla o pared artificial construida de piedra, arena o concreto que se coloca en el cauce natural de un río cuyo fin esencial es concentrar agua para posteriormente ser usada en riego, abastecimiento poblacional, generación de energía hidroeléctrica, control de inundación, pesca y actividades deportivas-recreativas.

B. Componentes Básicos.

General:

Dique, cortina o Presa (material de concreto o de tierra): Es la estructura que almacena el agua o deriva el rio. Se usa el término terraplén si es de material de relleno de suelo o pedraplén si es enrocado.

Aliviaderos o vertedor de excedencias: es la parte de la estructura que permite la evacuación de las aguas, ya sea en forma habitual o para controlar el nivel del reservorio de agua. Generalmente se descargan las aguas próximas a la superficie libre del embalse, en contraposición de la descarga de fondo, la que permite la salida controlada de aguas de los estratos profundos del embalse.

Obras de toma: es el 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. De acuerdo con el aprovechamiento se proyectan obras de toma para presas de almacenamiento, presas derivadoras, plantas de bombeo y tomas directas en corrientes permanentes. Las obras de toma para abastecimiento de agua se utilizan en presas para controlar, regular y derivar el gasto hacia la conducción. Además, 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 estructura normalmente inundadas.

Vaso de almacenamiento: es la capacidad de un embalse.

Obras misceláneas: son las obras que complementan la estructura como instalaciones eléctricas, instalaciones hidráulicas y vialidad.

Específicos:

Embalse: es el volumen de agua que queda retenido por la presa.

Coronamiento o Cresta: es la superficie superior de la presa para protegerla contra el oleaje y sismo .Además sirve de acceso a otras estructuras, en ciertos casos, puede alojar un camino o la vía de un ferrocarril.

Núcleo impermeable (de suelo o arcilla): es el elemento de la presa que cierra el valle al paso del agua contenida en el embalse o vaso.

Respaldos permeables: son las masas granulares que integran, con el núcleo impermeable, la sección de la presa y pudiera estar formado por filtros, transiciones o enrocamientos.

Paramento, Cara o talud: Es cualquier plano que constituye una frontera entre los materiales de la presa con el medio circundante, es decir, limitan el cuerpo de la misma. Se diferencian dos: el talud aguas arriba que es la superficie en contacto con el agua del embalse y el de aguas abajo que es la cara opuesta al embalse.

Parapeto: es una pared o baranda para evitar caídas colocadas en la parte superior de la presa.

Cerrada o cierre: es el lugar concreto del terreno donde se construye la presa.

Sección del cierre: en general, es cualquier corte transversal de la presa; o sección de máxima altura del cierre.

Estribos o empotramientos: son los laterales del muro que están en contacto con la cerrada contra la que se apoya.

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.

Depósito aluvial es una masa de sedimentos detríticos que ha sido transportada y sedimentada por un flujo. Usualmente este el término se usa para los depósitos de arena, sedimento, grava y barro arrojado por los ríos y arroyos.

Roca basal: es la roca madre.

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).

Galerías: Son canalizaciones en un túnel que intercepta una corriente de agua que filtra de los drenes. Poseen una salida al exterior suficiente para el paso de un hombre.

Filtros y drenes: Son elementos drenantes o para establecer capas de transición. Evitan el paso de las partículas finas de los materiales contiguos y permiten el drenaje.

Borde libre: es la diferencia entre la elevación de la cresta y el NAME.

Altura de la presa: es la distancia vertical máxima entre el coronamiento y la cimentación, la cual no necesariamente coincide con la medida del cauce del río, por la presencia de depósitos aluviales.

NAME: Es la abreviación del nivel de aguas máximas extraordinarias. Es la elevación del agua en el vaso cuando la presa está llena y además funciona el vertedor a su máxima capacidad. Existe nivel de aguas máximas ordinarias, nivel medio de operación y nivel mínimo de operación.

Fuente electrónica: http://www.efn.uncor.edu/posgrado/rrhh/asignaturas

Figura Nº 1. Componentes específicos de una presa.

1. Cresta o corona

2. Revestimiento de la corona

3. Filtros

4. Corazón o núcleo impermeable

5. Trinchera

6. Transiciones

7. Enrocamientos

8. Deposito aluvial

9. Roca basal

10. Talud aguas arriba

11. Talud aguas abajo

12. Pantalla de inyecciones

13. Galería

14. Drenes

15. Pozos de alivio

16. Embalse

17. Bordo Libre

18. Altura de la cortina

C. Características principales de una presa.

1.- Debe ser lo más impermeable posible.

2.- Debe poseer un sitio adecuado para colocar la presa, es decir, una garganta y un suelo resistente.

3.- Disponibilidad de materiales de construcción próxima a la presa.

4.- Geológicamente estable para fundar estribos.

5.- Buena capacidad de almacenamiento, es decir, que se almacenen grandes volúmenes de agua, con costos relativamente bajos.

6.- Agua de buena calidad.

7.- Sitio apropiado para la colocación de aliviaderos u obras de toma.

8.- Además los usos que se le quiera dar al agua, condicionan la elección del tipo de presa más adecuado:

o Altura de la presa:

Menores a 30 metros, el 80% son de presas de tierra.

Mayores de 150 metros, el 60% son presas de hormigón.

o Geomorfología de la cerrada, valles amplios (presas de tierra), valles estrechos (presas de hormigón).

o Condiciones geológicas geotécnicas de la cimentación, es decir, cuando el macizo de cimentación es muy deformable (rocas blandas o suelos) o de baja resistencia se construyen presas de tierra.

o disponibilidad de los materiales de construcción.

Áridos para las presas de concreto.

Materiales sueltos para las presas de tierra.

D. Tipos de Presas

Los diferentes tipos de presa deben cumplir con dos exigencias fundamentales de funcionalidad:

resistir al empuje del agua

evacuar los caudales sobrantes, dentro de los embalses.

Tomando en cuenta lo anterior se establece la siguiente clasificación:

1. De acuerdo a sus dimensiones:

Grandes Presas: cumple al menos una de las siguientes características:

 Altura superior a 15 m, medida desde la parte más baja de la cimentación hasta la coronación.

 Altura comprendida entre 10 y 15 m, siempre que tenga una longitud de coronación superior a 500 m, capacidad de embalse superior a 1 Hm3 o capacidad de desagüe superior a 2000 m3/seg.

 Aquellas que presenten dificultades especiales en su cimentación o sean de características no habituales.

Pequeñas presas: son aquellas que no cumple con las características de las grandes, es decir, el resto.

2. Según la situación del aliviadero:

Presa Vertedero: es aquella en donde el aliviadero esta sobre la presa y cuya estructura de la presa esta directamente condicionada por el mismo.

Aliviadero Independiente: es aquel donde la estructura de la presa puede proyectarse independiente del aliviadero.

3. Según su aplicación:

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 estas 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

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