presas introduccion
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PRESAS Y EMBALSES
Ing. Carlos Gaspar Paco
Introducción:
En ciertos países el agua no es abundante, estas requieren regular y si bien el agua es abundante ésta es irregular; es necesario llegar a un equilibrio entre lo que se tiene (oferta) y lo que se necesita (demanda), nos orienta a disponer de sistemas de almacenamiento por medio de azudes o presas de embalse.
El propósito principal de una Presa es la de retención y el de almacenar agua de manera segura y darle uso para varios fines, siendo esta una solución específica para un lugar, y cuyo diseño represente un equilibrio óptimo entre las consideraciones técnicas y económicas de ese momento para su construcción.
INTRODUCCION HISTORICA;El origen de las presas viene de miles de años atrás, entre ellas tenemos la presa de mampostería hace 4000 A.C.Una de las presas es la presa Kaffara (2600 a.c)-Egipto, que existe como indicio hasta la fecha y que Falló en algún tiempo.
Se aprecia el paramento aguas arriba de la presa Kaffara; que fue construido en los años 2600 a.c. y falló a los pocos años de servicio.
La presa de Marib - Yemen, que viene del año 750 a.c. que funcionó por más de 1000 años y se utilizó para fines de riego.
En el periodo posterior a 1,000 d.c., se propagó la construcción de presas adoptando audacia en la forma y con mayores alturas a nivel de toda Europa, como ejm. la presa de Tibi (España) del año 1,594 con 46 m de altura y 65 m de corona, hasta la fecha en servicio.
La Presa de Elche del año 1,640 con 23m de altura y 120m de corona, es una presa en Arco, sobre el río Vinalopó-España.
Las presas modernas se construyen de concreto, en la actualidad se tiene presas cuyas alturas sobrepasan los 300 m y los diesños se sustentan con la aplicación del método de los elementos finitos y el de diferencias finitas.
La presa de Nurek en Tajikistan, con 300 m. de altura – es la mayor del mundo.
La presa de Grande Dixence en Valais, Suiza, con 285 m. de altura.
La presa Inguri en Georgia, cuya forma es del tipo arco, con 272 m. De altura
La presa Chicoasén en México. Con 262 metros de altura esta presa hidroeléctrica es la más alta de toda América; está ubicada en el río Grijalva en el municipio de Chicoasén, Chiapas (México).
La presa Theri en la India. Situada en el estado de Uttarakhand en la India, tiene 261 m. de altura, es un proyecto para generación de energía.
En nuestro medio, tenemos la presa de Tablachaca – sobre el Río Mantaro, con una altura de 80 m. – 1,973
EL OBJETIVO DE LA PRESA VIENE DE LAS NECESIDADES Y EXPECTATIVAS.
Una presa se construye básicamente con dos fines:
-Elevar el nivel para poder derivar a través de un sistema de conducción.-Formar un depósito que, al retener lo necesario, permita suministrar el líquido en los momentos de escasez o para amortiguar las crecidas.
Permite orientar para:
- Generación de energía - Riego- Abastecer las poblaciones - Regulación de aguas, etc.
TIPOLOGIA DE PRESAS Y EMBALSES
Tipos de PresasLos 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.
Presas, con distintas formas y las que se adaptan mejor al medio.
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.
- 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 arco bóvedas o arcos de doble curvatura de contrafuertes mixta, si está compuesta en partes de diferente tipo.
Dependiendo del material se pueden clasificar en:de hormigón (convencional o CCR) de mampostería de materiales sueltos.
Básicamente esta clasificación orientaremos en base a tres aspectos:
a) Función.b) Características hidráulicas.c) Materiales empleados en su construcción.
a) Según su Función:
Presas de Embalse; retiene agua de las épocas de avenida y se usa ya sea en abastecimiento, pesca, energía, riego, recreo, etc.
Presa de Derivación; se crea un nivel para conducir a través de un canal para su uso.
Presa de Retención; regula las crecidas para almacenar y dar uso, mejorar el nivel freático y retener sedimentos.
b) Según su Características Hidráulicas:
- Presas Vertedoras; pueden verter por el coronamiento.
- Presas No Vertedoras; se vierte fuera del coronamiento.
c) Según los Materiales Empleados:
Presas de Suelo; son los más comunes, utiliza para su construcción material en estado natural, puede ser homogéneos, heterogéneos y de pantalla.
Presas Homogéneas
Las primeras presas seconstruyeron según latécnica que llamamos deESCOLLERA.
* La barrera se forma con materiales de relleno: piedras, grava, arena,arcilla…
Presas Heterogéneas
Presas de pantalla
Presas de Escollera; se usa las rocas para su construcción, la pantalla se impermeabiliza con suelo impermeable, concreto, asfalto o un elemento de recubrimiento impermeable.
Las presas de relave, principalmente mineras, cuya función es retener residuos mineros después de lo procesos químicos, también está comprendido dentro de las presas flexibles.
POR QUE SE CONSTRUYEN PRESAS DE TIERRA o SUELO?
1.Generalmente son más económicas2.Resisten mejor los asentamientos de la cimentación
Presas de Concreto; pueden ser, presas de gravedad, de arco de hormigón, presas de arco gravedad, presas de pantalla, presas de contrafuerte o aligeradas.
PRESAS DE GRAVEDAD•Estas presas se mantienen por su propio peso.•Requieren un suelo muy estable capaz de resistir el peso de la presa y del embalse.
PRESAS DE BÓVEDA O ARCO•Estas presas forman un arco en el plano vertical y horizontal.•De esta manera la presa transfiere una carga muy importante hacia las laderas que deben ser rocas muy resistentes.
PRESAS EN ARCO
PRESAS DE ARCO DE GRAVEDAD•Estas presas forman un arco en el plano vertical y horizontal.
Presa de El Altazar sobre el río Lozoya.134 m de altura.Forma el embalse de mayor capacidad de España
PRESAS DE CONTRAFUERTE
PRESAS MIXTAS
RIESGO Y LA SEGURIDAD DE
LAS PRESAS
La seguridad en las presas adquiere mayor importancia conforme aumenta la altura de las mismas, siendo estas de impacto social, económico, ambientales, etc.
Por lo cual en caso de producirse una falla, se ocasionarían daños irreparables aguas abajo e incluso pérdida de vidas humanas
Investigación Previas de Campo:
Las investigaciones en una obra incluyen muchos conceptos, que llegan influir en la selección del tipo, tamaño, emplazamiento y objeto de la presa.Definido la necesidad de una presa, se realizan los estudios de factibilidad y los reconocimientos para obtener los datos necesarios que determinan los beneficios y el costo de la obra.En esta etapa es donde se hace la selección preliminar del tipo de la presa que mejor se adapta para hacer los estudios definitivos.
Investigación Previas de Campo:
Se estiman los costos iniciales y los beneficios, después se hace una investigación más detallada cuando se aprueban los estudios preliminares.
A partir de esta última se determina el objeto, magnitud, beneficios y costos finales que apoyen la construcción.
Bibliografía Recomendada:
* Saltos de Agua y Presas de EmbalseJosé Luis Gómez Navarro y José Juan AracilTomo II – 3ra. Edición – 1953
* Diseño de Presas PequeñasBureau Of Reclamation
* Tratado Básico de PresasEugenio VallarinoTomo I – 4ta. Edic. – 1998
* Presas de Tierra y EnrocamientoRaúl J. Marsal y Daniel Resendiz Núñez1ra. Edic. – 1975
* Presas de Tierra y EnrrocamientoJorge E. Briones Gutierrez1ra. Edic. – Lima Perú – 1994
* Presas Pequeñas de ConcretoRevista Americana - 1992
GRACIAS POR LA ATENCIÓNIng. Carlos Gaspar Paco