PRESAS HIDRAULICAS

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FACULTAD ARQUITECTURA URBANISMO E INGENIERÍA CIVIL – UDCH FACULTAD ARQUITECTURA URBANISMO E INGENIERÍA CIVIL – UDCH

- JAÉN  JAÉN

INTRODUCCION

INTRODUCCION

Mediante este informe, analizaremos y daremos a conocer a detalle sobre las Mediante este informe, analizaremos y daremos a conocer a detalle sobre las estructuras hidráulicas, y específicamente detallaremos lo más

estructuras hidráulicas, y específicamente detallaremos lo más básico sobre lasbásico sobre las presas.

presas.

Como bien sabemos toda estructura hidráulicas, tienen una función que las Como bien sabemos toda estructura hidráulicas, tienen una función que las caracteriza de otras, por lo que como primer punto a tratar es su definición y caracteriza de otras, por lo que como primer punto a tratar es su definición y sus respectivas funciones.

sus respectivas funciones.

Para poder analizar temas relacionados a una presa, básicamente hay que Para poder analizar temas relacionados a una presa, básicamente hay que manejar trminos esenciales que nos ayudarán a entender mejor

manejar trminos esenciales que nos ayudarán a entender mejor la informaciónla información dada, por lo que dentro de

dada, por lo que dentro de este informe se detallara esta terminolo!ía.este informe se detallara esta terminolo!ía.

"n este caso no sólo contamos con un tipo de presas, más bien tenemos que "n este caso no sólo contamos con un tipo de presas, más bien tenemos que se clasifican por dos casos, por su uso y por el tipo de material que se usa, por  se clasifican por dos casos, por su uso y por el tipo de material que se usa, por  lo tanto nosotros analizaremos cada tipo de presa, !enerando información lo tanto nosotros analizaremos cada tipo de presa, !enerando información sobre sus características principales que los diferencia.

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#$%"&'(#)

*"+"-/

0 -nalizar y conocer tanto su definición, como los tipos y terminolo!ías de las presas.

")P"C'1'C#)/

0 'nformar sobre los antecedentes más si!nificativos que tiene esta estructura hidráulica.

0 "2plicar mediante un !ráfico las partes que componen una presa.

0 3iferenciar las características que los diferencian a los tipos de presas.

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1. ANTECEDENTES

"n el Per4 se tienen presas de diferentes usos o propósitos, volumen, diversas alturas asociadas a diversos formaciones rocosas o de depósitos, no consolidados, clima, estación meteoroló!ica, condiciones hidro!eoló!icas, etc.

 - continuación describiremos al!unas presas mayores de 56m construidas en el Per4.

o Gallito Ciego.

ío represado %equetepeque 78,99:; presa de enrocado con n4cleo impermeabilizado, altura 88<m irri!ación=ener!ía, vol4menes de ><? millones de m5, vida 4til @6 aAos.

o Mal paso

io Mantaro 7%unín B 895; tipo enrocado, altura ? m, volumen <9 millones de m5, vida 4til s=l.

o  Yuracmayo

ío blanco 7ima; 8,99@ B presa de tierra, altura  m, uso propósito, ener!ía a!ua potable, su volumen es de >.@ millones de m5, vida 4til @6 aAos.

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. CONCE!TOS GENERA"ES

 " "M$-)"/ "s el volumen de a!ua que queda retenido por la

presa.

 " (-)#/ "s la parte del valle que inundándose, contiene el a!ua

embalsada.

 - C"-3- # $#DE'-/ "s el punto concreto del terreno donde

se construye la presa.

 P")- # C#&'+-/ Propiamente dicha, cuyas funciones básicas

son/ !arantizar la estabilidad de toda la construcción, soportando un empuje hidrostático del a!ua y no permitir la filtración del a!ua.

  -'('-3"#/ (ertedero, conducto, t4nel, canal u otra estructura

diseAada para permitir descar!ar con se!uridad los caudales de las crecientes cuando el embalse está lleno.

 $#3" '$"/ 3istancia vertical entre el nivel normal del embalse y

la cresta de la presa.

 $#3" '$" M#%-3#/ 3istancia vertical entre el nivel normal y el

nivel má2imo del embalse.

 $#3" '$" )"C#/ 3istancia vertical entre el nivel má2imo y la

cresta de la presa.

 C")&- 3" - P")-/ Cima o parte más alta de la presa.

 C")&- 3" -'('-3"#/ a parte más alta de la sección de

derrame.

 3")C-*- 3" 1#+3#/ -bertura o conducto más bajo, bien sea a

travs o por los lados de la presa, que permite desa!uar el embalse.

 3")C-*- 3" M"3'# 1#+3#/ '!ual a la anterior, pero ubicada por 

encima de una toma o descar!a más baja.

 ")&'$#/ Material natural no perturbado por debajo de la superficie

de e2cavación, comprendido entre la base de la presa y su cresta, contra el cual son colocados los e2tremos de la presa.

 +'(" +#M-/ +ivel del a!ua cuando el embalse está lleno.  +'(" MFG'M#/ +ivel má2imo del a!ua previsto en el diseAo.

 +'(" MH+'M# 3" #P"-C'I+/ +ivel más bajo hasta el cual puede

descender el embalse y aun se!uir prestando los servicios funcionales previstos.

 +'(" ME"&#/ +ivel mínimo hasta donde puede vaciarse el

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 )#$"C-*-/ (olumen ocupado temporalmente por el a!ua en un

embalse 7creciente;, por encima del nivel normal.

 &#M-/ "structura en la cara a!uas arriba de la presa, o dentro del

embalse, para diri!ir el a!ua a un conducto, t4nel, canal, o tubería.

 (#EM"+ -C&'(#/ (olumen del embalse por encima del

almacenamiento inactivo, que se puede utilizar para, !eneración de ener!ía, rie!o, abastecimiento, etc. +o comprende la sobrecar!a.

 (#EM"+ '+-C&'(#/ (olumen del embalse por encima del

almacenamiento muerto que no es utilizado en la e2plotación normal de la presa.

 (#EM"+ ME"&#/ (olumen de a!ua y=o sedimento almacenado

por debajo de la toma o descar!a más baja, y que no puede ser  e2traído del embalse por !ravedad 7no confundir con el volumen de sedimentos;.

 (#EM"+ &#&-/ )uma de los vol4menes activo, inactivo y muerto

en un embalse.

 ")C-- # ")C-"- 3" P"C")/ permite la mi!ración de los

peces en sentido ascendente de la corriente 7en al!unos casos se instalan ascensores para peces;.

 C'M"+&-C'I+/ es la parte de la estructura de la presa, a travs de

la cual se transmiten las car!as al terreno, tanto las producidas por la presión hidroestática como las del peso propio de la estructura.

 C#MPE"&-)/ son los dispositivos mecánicos destinados a re!ular 

el caudal de a!ua a travs de la presa.

#. DE$INICION

)e denomina presa a una barrera fabricada con piedra, hormi!ón o materiales sueltos, que se construye habitualmente en una cerrada o desfiladero sobre un río o arroyo.

%. $INA"IDAD

&iene la finalidad de embalsar el a!ua en el cauce fluvial para su posterior aprovechamiento en abastecimiento o re!adío, para elevar su

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nivel con el objetivo de derivarla a canalizaciones de rie!o, para laminación de avenidas 7evitar inundaciones a!uas abajo de la presa; o para la producción de ener!ía mecánica al transformar la ener!ía potencial del almacenamiento en ener!ía cintica y sta nuevamente en mecánica al accionar la fuerza del a!ua un elemento móvil.

a ener!ía mecánica puede aprovecharse directamente, como en los anti!uos molinos, o de forma indirecta para producir ener!ía elctrica, como se hace en las centrales hidroelctricas.

&. CUA"IDADES DE "AS !RESAS

•  -cumulación de !randes presas de a!ua.

• 'nfluencia de estructura del a!ua en el embalse. • )e emplazan siempre en un valle.

'. USOS DE "AS !RESAS

• 'rri!ación

•  -bastecimiento de a!ua potable. • *eneración de ener!ía elctrica. • Control de 'nundaciones

• +ave!ación •  -cuacultura • ecreación

(. !ARTES DE UNA !RESA

 P--M"+&#), C--) # &-E3")

)on las dos superficies más o menos verticales principales que limitan el cuerpo de la presa, el interior o de a!uas arriba, que está en contacto con el a!ua y el e2terior o de a!uas abajo.

 C##+-C'#+

"s la superficie que delimita la presa superiormente.

C#&'+-"structura de una presa que cierra el paso al a!ua de la corriente para provocar su almacenamiento.

 ")&'$#)

)on los laterales del muro que están en contacto con la cerrada contra la que se apoya.

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 C'M"+&-C'#+

"s la parte de la estructura de la presa, a travs de la cual se transmiten las car!as al terreno, tanto las producidas por la presión hidrostática como las del peso propio de la estructura.

  -'('-3"#

"s la estructura hidráulica por la que rebosa el a!ua e2cedentaria cuando la presa ya está llena. 3estinada a permitir el pase, libre o controlado, del a!ua en los escurrimientos superficiales. "2isten diversos tipos se!4n el uso que se ha!a de ellos, a veces de forma controlada y otras veces como medida de se!uridad en caso de tormentas en presas.

 C#MPE"&-)

)on los dispositivos mecánicos destinados a re!ular el caudal de a!ua a travs de la presa.

 3")-*E" 3" 1#+3#

Permite mantener el denominado caudal ecoló!ico a!uas abajo de la presa y vaciar la presa en caso de ser necesario.

 -) &#M-)

)on tambin estructuras hidráulicas, pero de menor entidad, y son utilizadas para e2traer a!ua de la presa para un cierto uso, como puede ser abastecimiento a una central hidroelctrica o a una ciudad. (ertedero de la presa 1eraday 0 #re!ón

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). CARACTERISTICAS DE UNA !RESA

a. 3ebe ser lo más impermeable posible, !eoló!icamente óptima.

b. 3ebe poseer un sitio adecuado para colocar la presa, es decir, una !ar!anta y un suelo resistente.

c. 3isponibilidad de materiales de construcción pró2ima a la presa. d. *eoló!icamente estable para fundar estribos.

e. $uena capacidad de almacenamiento, es decir, que se almacenen !randes vol4menes de a!ua, con costos relativamente bajos.

f. -!ua de buena calidad.

!. )itio apropiado para la colocación de aliviaderos u obras de toma. *. ANA"ISIS !ARA "A SE"ECCI+N DE" TI!O DE !RESA

 -. -ltura de la presa/

0 Menores a 56 metros, el :6J son de presas de tierra. 0 Mayores de 8@6 metros, el 6J son presas de hormi!ón.

$. *eomorfolo!ía de la cerrada, valles amplios 7presas de tierra;, valles estrechos 7presas de hormi!ón;.

C. Condiciones !eoló!icas !eotcnicas de la cimentación, es decir, cuando el macizo de cimentación es muy deformable 7rocas blandas o suelos; o de baja resistencia se construyen presas de tierra.

3. disponibilidad de los materiales de construcción. 0 Fridos para las presas de hormi!ón.

0 Materiales sueltos para las presas de tierra. 1,.TI!OS DE !RESAS

o Presas de tierra

0 )ecciones homo!neas 0 )ección !raduada o zonada

0 )ección de enrocamiento con corazón impermeable. 0 Presas de pantalla.

o Presas de concreto u hormi!ón

0 Presas de !ravedad 7mayor volumen de hormi!ón sin estribos;. 0 Presas de contrafuerte 7presas de !ravedad ali!eradas con

elementos estructurales transversales;.

0 Presas de arco B !ravedad 7con estribos y planta en arcos;. 0 Presas de arco 0 bóveda.

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os diferentes tipos de presas responden a las diversas posibilidades de cumplir la doble e2i!encia de resistir el empuje del a!ua y evacuarla cuando sea preciso. "n cada caso, las características del terreno y los usos que se le quiera dar al a!ua, condicionan la elección del tipo de presa más adecuado.

"2isten numerosas clasificaciones, dependiendo de/ )e!4n su estructura/

0 3e !ravedad 0 3e contrafuertes 0 3e arco simple

0 $óvedas o arcos de doble curvatura.

0 Mi2ta, si está compuesta por partes de diferente tipolo!ía )e!4n su uso/

0 Presas de almacenamiento 0 Presas de derivación

0 Presas re!uladoras

0 -cumulación de !randes presas de a!ua. Por los materiales de construcción/

0 Presas de tierra

0 Presas de enrocamiento

0 Presas de concreto tipo !ravedad."special.

SEG-N ESTRUCTURA  $ORMA DE RESISTIR E" EM!U/E 0IDROSTTICO

11.1. !RESAS DE GRA2EDAD

"s aquella en la que su propio peso es el encar!ado de resistir el empuje del a!ua. "l empuje del embalse es transmitido hacia el suelo, por lo que este 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.

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0 "scollera o materiales sueltos/ de tierra o suelo homo!neo, tierra zonificada, C13 7enrocado con losa de hormi!ón; y otros.

0 3e hormi!ón/ tipo KC 7hormi!ón compactado con rodillos; y hormi!ón convencional.

)u estructura recuerda a la de un trián!ulo 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.

a razón por la que e2iste una diferencia notable en el !rosor 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. 3e esta forma, el muro tendrá que soportar más presión en el lecho del cauce que en la superficie. a inclinación sobre la cara a!uas arriba hace que el peso del a!ua sobre la presa incremente su estabilidad.

11.. !RESA DE CONTRA$UERTES

as presas de contrafuertes tienen una pared que soporta el a!ua y una serie de contrafuertes o pilares, de forma trian!ular, que sujetan la pared y transmiten la car!a del a!ua a la base.

Kay varios tipos de presa de contrafuertes/ los más comunes son de planchas uniformes y de bóvedas m4ltiples.

L "n las de planchas uniformes el elemento que contiene el a!ua es un conjunto de planchas que cubren la superficie entre los contrafuertes.

L "n las de bóvedas m4ltiples, stas permiten que los contrafuertes estn más espaciados.

"stas presas precisan de un 5@ a un @6J del hormi!ón que necesitaría una de !ravedad de tamaAo similar aunque a pesar del ahorro de hormi!ón las presas de contrafuertes no son siempre más

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económicas que las de !ravedad, ya que el costo de las complicadas estructuras para forjar el hormi!ón y la instalación de refuerzos de acero suele equivaler al ahorro en materiales de construcción.

"ste tipo de presa es necesario en terrenos poco estables.

11.#. ARCO SIM!"E

"s aquella en la que su propia forma es la encar!ada de resistir el empuje del a!ua. 3ebido a que la presión se transfiere en forma muy concentrada hacia las laderas de la cerrada, se requiere que esta sea de roca muy dura y resistente.

Constituyen las represas más innovadoras en cuanto al diseAo y que menor cantidad de hormi!ón se necesita para su construcción. a primera presa de arco de la que se tiene noticia es la presa de (allon de $aume, realizada por los romanos cerca de *lanum 71rancia;.

!or su 3orma geom4trica resiste5 y tra5smite5 las cargas a los cimie5tos como a los estri6os.

88.>. 7+2EDAS O ARCO DE DO7"E CUR2ATURA

Curvatura en el plano vertical y en el plano horizontal. a curvatura presenta una conve2idad diri!ida hacia el embalse, con el fin de que

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Para lo!rar sus complejas formas se construyen con hormi!ón 7necesita menos hormi!ón que la de !ravedad; y requieren !ran habilidad y e2periencia de sus constructores, que deben recurrir a sistemas constructivos poco comunes.

!resa GORDON e5 Tasma5ia8 Australia  !resa e5 Arco

88.@. P")- 3" -C# 0 *-("3-3

Combina características de las presas de arco y las presas de !ravedad y se considera una solución de compromiso entre los dos tipos. &iene forma curva para diri!ir la mayor parte del esfuerzo contra las paredes de un caAón o un valle, que sirven de apoyo al arco de la presa.

 -demás, el muro de contención tiene más espesor en la base y el peso de la presa permite soportar parte del empuje del a!ua. "ste tipo de presa precisa menor volumen de relleno que una presa de !ravedad.

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Presa de "mbalse de )anta "ulalia.

88.. P")- PE"+&"

Combina dos características, por un lado está la presa y sobre esta un puente elevado. "ste tipo de Presa0Puente está prevista en el Ma2i Me!a Proyecto de unión de "uropa0Ffrica.

!OR "OS MATERIA"ES DE CONSTRUCCI+N 88.?. P")-) 3" K#M'*I+

)on las más utilizadas en los países desarrollados ya que con ste material se pueden elaborar construcciones más estables y duraderas. +ormalmente, todas las presas de tipo !ravedad, arco y contrafuerte están hechas de este material.

 -l!unas presas pequeAas y las más anti!uas son de ladrillo, de sillería 7es una piedra labrada por varias de sus caras,

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!eneralmente en forma de paralelepípedo, y que forma parte de las obras defábrica.; y de mampostería.

88.:. P")-) 3" M-&"'-") )E"&#)

)on las más utilizadas en los países subdesarrollados ya que son menos costosas y suponen el ?? J de las que podemos encontrar en todo el planeta. )on aquellas que consisten en un relleno de tierras, que aportan la resistencia necesaria para contrarrestar el empuje de las a!uas.

os materiales más utilizados en su construcción son piedras, !ravas, arenas, limos y arcillas aunque dentro de todos estos los que más destacan son las piedras y las !ravas.

"ste tipo de presas tienen componentes muy permeables, por lo que es necesario aAadirles un elemento impermeabilizante.  -demás, estas estructuras resisten siempre por !ravedad, pues la dbil cohesión de sus materiales no les permite transmitir los empujes del a!ua al terreno.

"ste elemento puede ser arcilla 7en cuyo caso siempre se ubica en el corazón del relleno; o bien una pantalla de hormi!ón, la cual se puede construir tambin en el centro del relleno o bien a!uas arriba.

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)e usan materiales tal y como se encuentran en la naturaleza sin más elaboración artificial que el apisonado o la adición de a!ua para la debida compactación.

"stas presas tienen el inconveniente de que si son rebasadas por  las a!uas en una crecida, corren el peli!ro de desmoronarse y arruinarse. "n "spaAa es bien recordado el accidente de lapresa de &ous conocido popularmente como la Pantanada de &ous. 88.9. P")-) 3" "+#C-M'"+&#

"ste tipo de presas en ocasiones es clasificado entre las de materiales sueltosN pero su forma de ejecución y su trabajo estructural son diferentes.

"l elemento de retención del a!ua es una cortina formada con fra!mentos de roca de varios tamaAos, que soportan en el lado del embalse una cara de hormi!ón la cual es el elemento impermeable.

a pantalla o cara está apoyada en el contacto con la cimentación por un elemento de transición llamado plinto, que soporta a las losas de hormi!ón. "ste tipo de estructura fue muy utilizado entre 89>6 y 89@6 en cortinas de alturas intermedias y cayó en desuso hasta finales del si!lo GG, cuando fue retomado por los diseAadores y constructores al disponer de mejores mtodos de realización y equipos de construcción más eficientes.

SEG-N A!"ICACI+N !resas 3iltra5tes o 9i:ues 9e rete5ci;5

)on aquellas que tienen la función de retener sólidos, desde material fino, hasta rocas de !ran tamaAo, transportadas por torrentes en áreas montaAosas, permitiendo sin embar!o el paso del a!ua.

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!resas 9e co5trol 9e a<e5i9as

)on aquellas cuya finalidad es la de laminar el caudal de las avenidas torrenciales, con el fin de que no se cause daAo a los terrenos situados a!uas abajo de la presa en casos de fuerte tormenta.

!resas 9e 9eri<aci;5

"l objetivo principal de estas es elevar la cota del a!ua para hacer  factible su derivación, controlando la sedimentación del cauce de forma que no se obstruyan las bocatomas de derivación. "ste tipo de presas son, en !eneral, de poca altura ya que el almacenamiento del a!ua es un objetivo secundario.

!resa 9e Deri<aci;5  Rio Mosa

as partes de una presa derivadora se dividen en/

o Cortina o 3ique 3erivador  o $ocatoma

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!resas 9e almace5amie5to

"l objetivo principal de estas es retener el a!ua para su uso re!ulado en irri!ación, !eneración elctrica, abastecimiento a poblaciones, recreación o nave!ación, formando !randes vasos o la!unas artificiales.

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