INTRODUCCIÓN. El agua es vital para todos los procesos de la supervivencia y el desarrollo de la humanidad. De allí la importancia de las estructuras hidráulicas, que correctamente proyectadas, diseñadas y construidas permiten el mejor aprovechamiento de los recursos hídricos poniéndolos en función de las necesidades del hombre y su entorno. Los aliviaderos son estructuras que tienen como función evacuar el excedente de agua no regulable que se encuentra en los embalses asegurando la integridad física de la presa y garantizando que no ocurran daños admisibles aguas abajo de la presa. Los aliviaderos de las presas son uno de los elementos fundamentales de esta obra hidráulica lo que hace que a veces la tipología de muchas presas venga condicionada al tipo de aliviadero. La problemática de diseño del mismo se basa en los siguientes aspectos: evaluar la avenida máxima previsible, establecer unas características adecuadas del conjunto embalse-aliviaderocauce aguas abajo para hacer frente a la avenida y a otras más frecuentes y selección del tipo idóneo de aliviadero. Existen diversos tipos según la forma y uso que se haga de ellos, a veces de forma controlada y otras veces como medida de seguridad en caso de tormentas en presas. Ellos pueden ser a superficie libre o a presión o de funcionamiento mixto. En este trabajo se esboza de forma general las funciones de los aliviaderos; la crecida del proyecto; los tipos de aliviaderos de acuerdo a la tipología de las represas y se describe algunas represas o embalses de Venezuela.
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1.- Aliviaderos en Presas. Para el diseño de este tipo de estructuras, cuya finalidad recae en contener o almacenar agua que luego será usada tanto en regadío como para consumo masivo de los habitantes de las comunidades conectadas al sistema, y en algunos casos para producir electricidad (hidroeléctricas), se debe tener en cuenta ciertos factores para el buen desempeño y construcción de las mismas.
1.1.- Concepto de aliviaderos. Los aliviaderos de presas son uno de los elementos más importantes dentro de las obras hidráulicas., para comenzar su estudio se presenta las definiciones de algunos autores: En la página electrónica Soluciones Prácticas definen a los aliviaderos como " estructuras de regulación y de protección que sirven para evacuar caudales de demasías o caudales superiores a los del diseño. Si estas aguas excedentes ingresarán a las diferentes obras que componen el sistema, podrían ocasionar daños de imprevisibles consecuencias. " Villarino nos dice "El aliviadero es la obra más propiamente hidráulica de la presa, pues su misión es derivar y transportar el agua sobrante, anulando o reduciendo su energía al reintegrarla nuevamente al cauce, para evitar perjuicios a la propia presa y a los bienes y personas situados aguas abajo. " Para la Mancomunidad de los Canales del Taibilla "El aliviadero es el elemento de los embalses que permite la evacuación de los caudales de avenida. Los aliviaderos cumplen siempre la misma función (...) la de evitar que el agua del embalse se vierta por la coronación (la parte superior) de la presa
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cuando se presenta la máxima avenida. Esta situación podría provocar el derrumbe de la presa y (...) podría poner en peligro terrenos, bienes y vidas". El autor Alegret (2005) expresa "Es aquella obra que se construye para evacuar el agua excedente o de avenida que no caben el espacio destinado para el almacenamiento."
Silva comenta "Los aliviaderos son elementos de las presas que tienen la misión de liberar parte del agua retenida o embalsada evitando su paso por la sala de máquinas. Pueden ir dotados o no de compuertas. "
Los autores anteriormente nombrados coinciden en que los aliviaderos son necesarios para descargar el excedente de agua para que este no dañe la presa, la central eléctrica o la ribera del río delante de la presa ni afecte a las poblaciones vecinas a las mismas. En algunas presas, los excedentes de agua son tan grandes que hay aliviaderos en todo el ancho de la presa, de forma que la estructura es una sucesión de pilares que sujetan compuertas levadizas.
1.2.-Funciones de los aliviaderos. Los aliviaderos tienen como función evacuar los excesos de agua no regulables de los embalses, sin que esta pase por la sala de maquinas de tal forma que se cumpla las siguientes pautas: • Garantizar la seguridad de la estructura hidráulica, al no permitir la elevación del nivel, aguas arriba, por encima del nivel máximo. • Garantizar un nivel con poca variación en un canal de riego, aguas arriba. • Constituirse en una parte de una sección de aforo del río o arroyo.
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• Disipar la energía para que la devolución al cauce natural no produzca daños. •Descarga de demasías, permitiendo la salida del exceso de agua de las represas, ya sea en forma libre, controlada o mixta.
1.3.-Tipos de aliviaderos. Los aliviaderos pueden ser clasificados de acuerdo con varios criterios como su funcionamiento, su ubicación con respecto a la presa, su forma entre otros. A continuación se detalla algunos criterios aclarando que no son universales: Tipo de flujo. Un aliviadero puede funcionar a superficie libre o a presión. También existen aliviaderos de funcionamiento mixto, aunque en la práctica éstos se incluyan dentro de los de funcionamiento a presión, pues en la realidad el tipo de flujo se refiere al que ocurre en la estructura de conducción, ya que siempre existirá alguna parte que funcione a superficie libre. En los aliviaderos de grandes presas se evita en lo posible el funcionamiento a presión. Ubicación del aliviadero. Se distinguen dos tipos: los independientes y los integrados. Los primeros están fuera del cuerpo de la presa, como una estructura y los segundos forman una sola unidad con la presa. Los independientes son comunes en las presas de tierra y enrocado, y los integrados, en las de concreto.
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Regulación de los gastos o cargas. Se dividen en dos tipos: los regulados con mecanismos de control (compuertas) y los llamados libres sin compuertas. En los primeros, los operadores manejan a voluntad los desagües de los aliviaderos y pueden controlar el nivel de los embalses. Función primordial. Existen aliviaderos cuya función es la operación normal de la evacuación de los excesos. Pero hay otros aliviaderos cuyo funcionamiento sólo ocurre en situaciones muy excepcionales, éstos se llaman aliviaderos de emergencia, como pueden ser los tapones fusibles que actúan cuando las aguas alcanzan niveles no admisibles. En algunas situaciones es conveniente dividir el aliviadero de operación normal en dos: uno de funcionamiento frecuente, que se complemente con otro llamado auxiliar, para crecidas por encima de un determinado pico. Tipo de estructuras de conducción. Por el tipo de conducción también se han clasificado los aliviaderos en: canales a cielo abierto o en conductos cerrados (túneles o tuberías). Los primeros funcionarían con superficie libre; pero los segundos lo pueden hacer con ambas modalidades de flujo. Algunos autores, clasifican los aliviaderos de acuerdo con el tipo de estructura de control. Ha sido usual utilizar la siguiente clasificación general: - Tipo lámina vertiente. La estructura de control tiene la forma de la lámina inferior del chorro proveniente de un vertedero de pared. Este tipo de control con o sin compuertas
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es el más utilizado, por sus bondades tanto de tipo hidráulico como estructural. La cresta es por lo general recta o con una curvatura muy pequeña y está colocada normal al eje longitudinal del aliviadero. Este tipo de control es versátil y se adapta bien a casi cualquier tipo de conducción (abierta o cerrada). - Tipo caída libre. La estructura de control es básicamente un vertedero vertical de pared angosta o ancha. El agua, luego de pasar sobre la cresta, cae libremente hasta el lecho del río receptor. En algunas ocasiones, al borde superior del vertedero se le da una forma de lámina vertiente o se redondean. Su empleo es, por lo general, para alturas pequeñas (presas bajas) o para presas de concreto de arco o contrafuerte, donde el pie de presa receptor del impacto del chorro sea roca sana. Puede utilizarse con o sin compuertas. - Tipo abanico. Es una variación del tipo lámina vertiente, con la modificación de que la cresta tiene una curvatura apreciable. Su principal ventaja radica en que puede suministrar una mayor longitud de control en los casos donde hay poco espacio disponible. No se adapta bien al funcionamiento con compuertas, pero sí a cualquier tipo de estructuras de conducción. - Tipo canal lateral. En esta clase de aliviaderos el agua del embalse penetra al aliviadero a través de un vertedero de lámina vertiente, cayendo a un canal situado aproximadamente paralelo a su cresta; por lo tanto, el agua cruza en un ángulo cercano a los 90°. Este cruce los hace ineficientes desde el punto de vista hidráulico. El canal paralelo, llamado lateral, casi siempre tiene al final, justo antes de conectarse a la estructura de conducción, un control de altura crítica
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que garantiza un flujo subcrítico en él. Pueden utilizarse compuertas sin problemas. Este tipo se adapta bien a cualquier estructura de conducción y su mayor utilidad está en aquellas situaciones donde no hay espacio para colocar un aliviadero frontal. - Tipo embudo o vertical. En estos aliviaderos el agua se acerca en forma radial y aproximadamente horizontal y al penetrar en el embudo gira un ángulo de 90° u otro cercano a él. Este tipo sólo es utilizable con estructuras de conducción cerradas que podrían llegar a funcionar a presión. Su funcionamiento hidráulico puede ser problemático, pero son una buena solución donde no hay espacio para colocar otro tipo de vertedero y también cuando existen túneles construidos para obras de desvío que puedan ser utilizados para alivio. No se adaptan al uso de compuertas. - Tipo alcantarilla. Consiste en un conducto cerrado que atraviesa el cuerpo de la presa o uno de sus estribos y que tiene un funcionamiento hidráulico del llamado tipo alcantarilla; es decir, pueden funcionar con superficie libre o a presión, con control a la entrada o a la salida. Pueden utilizarse con compuertas. Son útiles en presas muy pequeñas y en aquellas algo mayores cuyo propósito es el control de crecidas. - Tipo sifón. Este tipo de aliviadero hace uso del llamado efecto sifón; es decir, el agua no supera el punto alto del conducto sino cuando adquiere una carga suficiente. Este punto alto, denominado garganta, es el control y se coloca de manera que su elevación coincida con el nivel normal. Para cargas bajas el aliviadero
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funciona aproximadamente corno uno de lámina vertiente. Estos aliviaderos han sido utilizados en presas de concreto, aunque pueden emplearse en presas de otro tipo. Normalmente no compiten económicamente con los otros tipos y tienen el inconveniente de que pueden atorarse con basura de cierto tamaño. - Tipo rápido disipador. El U.S. Bureau of Reclamation ha desarrollado un aliviadero de tipo lámina vertiente, pero que une en una sola estructura el rápido y el disipador. La disipación se logra mediante la colocación de tacos de impacto en el rápido. Su uso es para caídas y gastos moderados. - Tipo orificio. Este aliviadero se encuentra generalmente ubicado en el fondo de la presa y por ello, son también conocidos como descargas de fondo; su capacidad de descarga representa toda o una proporción sustancial de la capacidad de descarga total. Hay una gran variedad de arreglos de aliviaderos tipo orificio para adaptarse a la capacidad de descarga, carga sobre la compuerta; tipo de presa; frecuencia de operación; condiciones aguas abajo y tecnología disponible.
1.4.- Crecida de Proyecto. La capacidad del aliviadero de un embalse debe ser igual o mayor que el gasto de diseño, entendiendo como este ultimo al caudal máximo de salida. El caudal de diseño provendrá de la amortiguación que sufra la crecida del proyecto que se seleccione, a través de su tránsito en el embalse. Por lo tanto la crecida citada es el dato fundamental para el proyecto de un aliviadero.
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Una crecida es un evento aislado sujeto a una probabilidad de ocurrencia, en consecuencia, determinar la crecida del proyecto es en sí seleccionar un riesgo aceptable. A mayor riesgo resulta más probable que la capacidad del aliviadero sea insuficiente y por lo tanto, la presa sea sobrepasada pudiendo traer su destrucción. Varios factores afectan la selección del riesgo aceptable- período de retorno (Tr) de la crecida de proyecto siendo los principales: • Daños que se pueden ocasionar aguas abajo en caso de ruptura de la presa; especialmente si existe la posibilidad de pérdidas de vidas humanas, como sería el caso de embalses situados aguas arriba de poblaciones. El U.S. Bureau of Redamation recomienda en el último caso señalado elegir la crecida máxima físicamente probable (CMP) como la de proyecto. La misma referencia indica que si el riesgo de pérdida de vidas humanas no se incrementa con una probable falla de la presa, se puede aceptar riesgo; el cual dependería de los daños materiales que se ocasionarán. Este último sería el caso donde la probabilidad, por ejemplo, de que una población se inunde antes de la construcción de la presa es igual o mayor que después de la construcción. •El tipo de presa influye, por cuanto una presa de concreto admite un moderado flujo de agua sobre su cresta, sin poner en peligro su integridad; pero una de tierra no lo admitiría, sin embargo, salvo que se tomen las previsiones en el proyecto de la presa de concreto, este criterio puede ser de difícil aplicación, o tan sutil, que no pueden diferenciarse apropiadamente. • Las funciones o usos del embalse y la importancia del proyecto. Este criterio puede medirse basándose en la magnitud de los daños que ocasionarían por la suspensión de la operación del embalse; como la falta de suministro a una planta hidroeléctrica, a una población o a un sistema de riego.
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Cuantificar los tres criterios anteriores para establecer las normas numéricas de selección de (Tr) es casi imposible; y es por ello que en la práctica (Tr) se escoge estimando de una manera más o menos subjetiva, de apreciación de los tres puntos anteriores y, en especial, del primero. En Francia, país con una larga experiencia en materia de embalses, la mayoría de las crecidas de proyecto corresponden a valores de (Tr) entre 1.000 y 10.000 años; en EE.UU., la mayor parte de los aliviaderos de grandes e importantes embalses han sido proyectados para evacuar la creciente máxima físicamente probable (CMP) y en ningún caso se han utilizado valores de
(Tr)
menores de 100 años. En Venezuela se han seguido criterios similares a los americanos. Aunque la CMP no tiene sentido probabilístico no se le puede asignar un valor de Tr en teoría, el valor pico correspondiente se le puede, estadísticamente, asignar un valor de Tr en la curva de frecuencia respectiva. Este último valor de Tr es, por lo general, superior a 1.000 años (crecida milenaria). Tomando en cuenta este hecho y enfatizando que cada caso es en sí un caso particular, se dan a continuación unas directrices generales que ayudan a enmarcar la selección final de la crecida de proyecto (Tr): • En ningún caso Tr, debe ser inferior a 100 años y para presas de mediana y gran envergadura (alturas mayores de unos 30 metros) la cifra anterior debe ser al menos 500 años. • Si el embalse está situado aguas arriba de poblaciones de mediana y gran magnitud, el valor de Tr no debe ser menor de 1.000 años y se debe utilizar la CMP preferiblemente. En estos casos, es prudente realizar un análisis hidráulico del efecto de la onda de crecida que generaría la ruptura de la presa con el fin de medir apropiadamente el impacto que ella tendría sobre la ciudad, y establecer así realmente el grado de exposición de la población.
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• Cuando la ruptura de la presa signifique que queda suprimido el servicio prestado, sin existir alternativas mínimas de sustitución a corto plazo, y se afecten áreas y poblaciones importantes, el valor mínimo de Tr, debe ser 1.000 años y preferiblemente la CMP.
1.5.- Localización de aliviaderos. Ubicar el o los aliviaderos de un embalse depende de varios factores, entre los cuales merecen destacarse: a) Tipos de Presas. Las presas de tierra y enrocado, salvo en casos excepcionales, no pueden utilizarse para ubicar los aliviaderos sobre ellas, razón por la cual éstas son estructuras independientes. Las presas de concreto, por el contrario, propician este tipo de solución, particularmente las de gravedad. El tipo de presa influye también en la localización de los aliviaderos a través de su cuerpo; siendo la más recomendada las presas de concreto. En presas de materiales sueltos se presentan los mismos inconvenientes mencionados para la localización de tomas. b) Ubicación de Otras Obras de Embalse. Existe una influencia entre la ubicación de las diferentes obras de embalse (presa, toma, aliviadero y obra de desvío); es decir, la ubicación del aliviadero debe ser hecha en conjunto con las otras obras.
c) Ubicación de Obras Conexas. La localización, particularmente de centrales hidroeléctricas y quizás de grandes estaciones de bombeo o de patios de transformación, puede afectar la
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ubicación final del aliviadero. Por ejemplo, en una presa de concreto en un sitio estrecho, puede ocurrir que la central hidroeléctrica tenga que ser ubicada al pie de presa y ocupe todo o buena parte del valle; esto impediría o dificultaría la construcción de un aliviadero sobre la presa. d) Topografía. La configuración topográfica del sitio de presa y en general del embalse es un elemento fundamental, en especial cuando no puede colocarse el aliviadero sobre la presa o dentro de ella. Sitios de presa con estribos muy pendientes dificultan y, por lo tanto, encarecen los aliviaderos. Las obras en los límites del embalse son sitios potenciales de ubicación de aliviaderos, sin embargo, puede suceder que el cauce aguas abajo del abra tenga poca capacidad y se encuentre ubicado lejos del río receptor final de las aguas aliviadas, obligando a construir canales de descarga muy largos y costosos. Puede también acontecer que aguas abajo existan poblaciones que se vean afectadas por las descargas del aliviadero. e) Geología Las condiciones geológicas de los posibles sitios de aliviaderos son de capital importancia, como también lo son para el resto de las obras de embalse. La fundación de un aliviadero debe ubicarse preferiblemente sobre roca sana y en principio, no es deseable que la zona del aliviadero esté atravesada por fallas. Esto es todavía más importante si la estructura de conducción es un túnel. La importancia de las características geológicas tiene influencia especial en aliviaderos que requieren de cortes con taludes altos, cuya estabilidad es indispensable para su cabal funcionamiento. Es muy frecuente en presas de materiales sueltos que el material excavado del aliviadero se utilice en la
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construcción de la presa. Esta última circunstancia podría motivar la modificación de la ubicación de un aliviadero, con el propósito de encontrar materiales más propicios, aunque esto no es común. f) Tamaño y Tipo de Aliviadero. Mientras mayores sean las estructuras de alivio (mayores valores de Qd), se requerirá más espacio y posiblemente mejores condiciones de fundación, por lo tanto, afectará la ubicación final de ellas. Aún más, si Qd es muy grande podría darse el caso de que fuese necesario más de un aliviadero. El tamaño también afecta al tipo de aliviadero que debe seleccionarse y éste, a su vez, afecta al tamaño y, en consecuencia, su localización.
1.6.- Selección del Tipo de Aliviaderos. La selección del tipo más conveniente de aliviadero es básicamente un problema de tipo económico, bajo el supuesto de un funcionamiento hidráulico adecuado y de una operación acorde con los fines del embalse. En la práctica la selección está Íntimamente ligada a la localización y, por lo tanto, los factores que influyen en la ubicación de un aliviadero también lo hacen en la selección de su tipo. Los criterios a seguir son: • Por lo general, un aliviadero frontal y con un alineamiento recto y de sección constante de la estructura de conducción, es el más apropiado desde el punto de vista hidráulico, por su funcionamiento simple y franco. Esto favorece a los aliviaderos de caída libre, lámina vertiente y de rápido disipador. Normalmente son aconsejables los aliviaderos que funcionan con superficie libre, pues para las magnitudes de gastos que casi siempre se manejan estas soluciones son más económicas que las de presión, salvo que existan serias
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limitaciones de espacio o haya disponibles túneles. Los aliviaderos a presión rara vez son la mejor solución. • En presas de concreto la solución recomendable es, casi siempre, el aliviadero sobre la presa. Esta solución no debe usarse en presas de materiales sueltos; salvo en presas bajas de enrocado, donde se puede pensar en ellas como alternativas. • Los aliviaderos de caída libre, alcantarilla y de rápido disipador se usan sólo en presas bajas. El de caída libre se puede usar en presas altas de concreto, siempre y cuando exista roca muy sana en el sitio de impacto del chorro. • Los aliviaderos de canal lateral, de abanico o de batea, sólo deben ser considerados, en principio, cuando existen limitaciones de espacio para colocar uno de tipo frontal. En algunas ocasiones, las condiciones geológicas pueden influir en las limitaciones de espacio. • Los aliviaderos de sifón, dada la gran cantidad de arrastres que usualmente se manejan, no son aconsejables, salvo para gastos muy pequeños. La magnitud de los gastos a evacuar y la forma de operar del aliviadero son factores muy importantes en la selección del mismo. • Si el gasto de diseño es muy grande, puede suceder que se haga necesario construir dos aliviaderos, inclusive ambos de operación normal. También podría ocurrir que se pudiesen plantear soluciones mixtas de operación normal con aliviaderos auxiliares o de emergencia. Por ejemplo, el primero maneja hasta la crecida centenaria y de allí en adelante es complementado por uno de emergencia. • Otra decisión importante es la utilización de compuertas. En principio, un aliviadero libre es mejor por cuanto es más simple, opera automáticamente sin
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necesidad de mecanismos y sus costos de mantenimiento son muy pequeños. Sin embargo, existen ocasiones donde el empleo de compuertas es aconsejable; estas ocasiones serían: - Cuando la longitud de la cresta (ancho del aliviadero) debe ser reducida, pues pueden manejarse cargas de agua mayores (bajar cota de la cresta). - Cuando la carga de agua resultante sobre el nivel de alivio es tan grande que no puede ser suplida sino en detrimento de la capacidad normal o útil del embalse y, en consecuencia, de su rendimiento. - Cuando se hace necesario desaguar caudales con niveles de agua por debajo del nivel de operación normal del embalse. Esto puede suceder, por ejemplo, cuando el aliviadero se utiliza como auxiliar del vaciado del embalse. En los primeros años de funcionamiento de un embalse no es necesaria la capacidad útil, pues las demandas son menores que las del horizonte de planificación. - Cuando se quieren mantener lo más estable posible los niveles de agua en el embalse. Esta situación es frecuente en embalses alimentadores de plantas hidroeléctricas. - Para crear capacidad de control de crecidas (CC) adicional. También en presas bajas, para garantizar, por ejemplo, calados para navegación. - Podría también darse el caso de que una gran estructura sólida (cimacio) sea muy pesada para el tipo de fundación disponible, y si se sustituye parte de ella por compuertas se podría obviar esta situación. Los aliviaderos con mecanismos de control son, por lo tanto, más flexibles que los libres y permiten más versatilidad de operación. Su mayor desventaja está en el mantenimiento y operación, especialmente de aquellos de operación automática. Por otra parte, debe recordarse que no todos los tipos de aliviaderos se adaptan al uso de mecanismos.
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1.7.-Ejemplificar con Tipos de Presas en Venezuela, las Características de su Aliviadero, su Capacidad de Descarga y Tipos. a) Embalse Caruachi El Embalse Caruachi de la Represa Generalísimo Francisco de Miranda está situado sobre el río Caroní a unos 59 km aguas abajo del embalse Guri y 25 km aguas arriba de Macagua en el Municipio Autónomo Caroní del Estado Bolívar. Su propósito es generar energía hidroeléctrica. Entró en servicio en abril de 2003. Su vida útil es de 100 años. El
aliviadero
del
Embalse
Caruachi
tiene
una
longitud
de
178,16 m; posee 9 compuertas radiales de 15,24 x 21,66m; el nivel de la cresta es de 70,55 msnm; tiene 18 ductos de fondo para desvío de 5,5 x 9 m; su capacidad máxima es de 30.000 m3/s y tiene un volumen de concreto de 307.000 m3. b) Embalse Guri. El Guri ó Central Hidroeléctrica Simón Bolívar es el embalse de agua más grande de Venezuela, por su extensión y volumen de agua almacenada, y es el segundo cuerpo lacustre del país. Está localizado en la represa sobre el río Caroní en el Cañón de Nekuima 100 km aguas arriba de la desembocadura del río Caroní en el Orinoco en el Estado Bolívar. Aporta más del 60% de la energía que consumen los venezolanos. El embalse Guri posee un aliviadero con compuertas controlado de perfil Creager; con una cresta de longitud de 183,76 m; la elevación de las crestas de ojiva están a 250,20 msnm; tiene 3 canales controlados por 3 compuertas radiales cada uno, con muñones de anclaje postensado de 15,24 m de ancho por 22,26 m de alto; su capacidad sobre carga máxima es de 29.000 m3/s.
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c) Embalse Macagua. La represa de Macagua, también conocida como Antonio José de Sucre forma parte del parque que produce energía hidroeléctrica en el Estado Bolívar. Está integrado por tres etapas: Macagua I, que tiene 6 unidades pequeñas; Macagua II, que cuenta con 12 unidades; y la más nueva Macagua III, que posee 2 unidades. Se encuentra sobre el río Caroní a 10 kilómetros aguas arriba de la confluencia de los ríos Caroní y Orinoco en el perímetro urbano de Ciudad Guayana. Está en funcionamiento desde abril del 2003. La represa de Macagua tiene un aliviadero de perfil Creager, de 6 canales con 12 compuertas radiales
de 22 x 15,60 m
accionado por Winches
hidráulicos; tiene una longitud de 322,5 m; la elevación de la Ojiva es de 39,50 msnm; su nivel de la cresta es de 57 msnm; su caudal de diseño es de 30.000 m3/s y la elevación de la rasante del puente es de 49 msnm. d) Embalse Santo Domingo. La Presa Gral. José Antonio Páez está ubicada a 8,5 km de Santo Domingo, Municipio Cardenal Quintero cuenca alta Santo Domingo Parroquia Las Piedras en el estado Barinas. Su función es generar energía Hidroeléctrica. El aliviadero de este embalse está a nivel de la misma con una descarga libre, siendo la longitud su cresta en los 4 tramos de 9 m cada uno; la
carga
sobre
el
vertedero es de 10,5 m y su descarga máxima es de 3.200 m3/s. e) Embalse Uribante. El Embalse Uribante está localizado en la Presa La Honda al Norte del Estado Táchira generando energía hidroeléctrica. Posee un aliviadero de tipo Cresta vertedora con rápido y lanzador. La longitud de su cresta es de 390 m y su descarga máxima es de 940 m3/s.
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f) Embalse Pao- Cachinche.
El embalse Pao- Cachinche está ubicado en la Presa Sesquicentenario de la Batalla de Carabobo Sobre el Río Pao, a 4 Km aguas debajo de la confluencia de los ríos Paito y Chirgua en el estado Carabobo. Su función es abastecer de agua potable a la ciudad de Valencia y riego a 6.000 Ha.
Tiene un aliviadero en el estribo izquierdo de la presa, de Tipo vertedero curvo en forma de abanico de descarga libre, una sección de control y un canal rápido de 234 m de longitud que descarga al río. La longitud de la cresta es de 32 m; la Carga sobre el vertedero es de 4,52 m y su descarga máxima es de 760 m3/s. g) Embalse Turimiquire El Embalse Turimiquire localizado en la Presa Ing. Armando Michelangelli está sobre el río Neverí, en la Serranía del Turimiquire estado Sucre. Tiene como propósito abastecer de agua potable a las ciudades de Barcelona, Puerto La Cruz, Guanta, Cumaná y la Isla de Margarita. Igualmente sirve para el Riego y control de inundaciones. El Embalse Turimiquire posee un aliviadero en el estribo derecho de tipo tobogán de canal trapecial de concreto, sin control, con lanzador final. La longitud de su cresta es de 25 m; su carga sobre el vertedero es de 5,40 m y su descarga máxima es de 600 m3/s. h) Embalse La Asunción.
El Embalse La Asunción se encuentra en la Presa La Asunción Al Sur- Oeste de la Asunción en el estado Nueva Esparta. Su función es abastecer de agua
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potable a la población de La Asunción, Pampatar y Los Robles. Posee un aliviadero en el estribo izquierdo de la presa, tipo canal de cresta libre, frontal. Su longitud de cresta es de 5 m; la carga sobre el vertedero es de 0,30 m y su descarga máxima es de 4 m3/s
i) Embalse Guatamare.
Ubicado en la presa de su mismo nombre, el embalse Guatamare
está
sobre Río Grande al Sur-Este del Valle del Espíritu Santo, Municipio García del estado Nueva Esparta de donde se abastece de agua potable a la población de Porlamar. Tiene este embalse un aliviadero en el lado derecho de la presa N° 1, tipo frontal en forma de abanico, libre. Su longitud de cresta es de 20 m; la carga sobre el vertedero es de 0,70 m y su descarga máxima es de 20 m3/s.
j) Embalse San Juan.
El embalse de la Presa San Juan está a 2 km al Norte de la población de San Juan Bautista, sobre la Qda. Valle Hondo, en el Estado Nueva Esparta, teniendo como función abastecer de agua potable a las poblaciones de San Juan Bautista, Boquerón, Barrancas, Punta de Piedra, La Guardia, y parte de Juan Griego. Su aliviadero se ubica en el estribo derecho de la presa, tipo canal de cresta libre, frontal. La longitud de cresta es de 8,50 m; su carga sobre el vertedero es de 0,90 m y su descarga máxima es de 44 m3/s.
k) Embalse Agua Fría.
Embalse llamado igual que la presa, se encuentra sobre el río Jarillo, a 30 Km Al Nor-Oeste de los Teques, del estado Miranda, abasteciendo de agua a la ciudad de Los Teques. Posee un aliviadero cerca del estribo izquierdo de la
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presa tipo sifón. Su cresta tiene una longitud de 13 m; su carga sobre el vertedero es de 3,20 m y su descarga máxima es de 380 m3/s
l) Embalse Vílchez
El embalse Vílchez localizado en la presa de su mismo nombre está sobre el río Vílchez a unos 600 metros aguas arriba de su desembocadura en el río Paya, en el Estado Guárico abasteciendo de agua potable y de riego a los acueductos de Ortiz, Parapara, El Toco, y demás caseríos cercanos. Este embalse tiene un aliviadero en el estribo izquierdo de la presa,
tipo
canal a cielo abierto, frontal de tipo abierto; la longitud de su cresta es de 15 m; con carga sobre el vertedero de 2,50 m y descarga máxima de 130 m3/s.
m) Embalse El Palmar.
El embalse El Palmer situado en la Presa
El Palmar está Sobre la Qda.
Puchima, en las inmediaciones de El Palmar, a 50 km al Este de la Ciudad de Upata, Estado Bolívar abasteciendo de agua potable a la población de El Palmar y caseríos vecinos.
El embalse El Palmer posee un aliviadero de depresión que forma el cerro en el estribo derecho de la presa de tipo vertedero de caída libre con 110 m de longitud; con una longitud de cresta de 30 m; su carga sobre el vertedero es de 0,50 m y su descarga máxima de 200 m3/s
n) Embalse La Tigra
Embalse localizado en el mismo nombre de la Presa está sobre el Río Uchire, 500 m aproximadamente aguas abajo de la desembocadura de la Qda.
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La Tigra y 5 Km aguas arriba de Boca de Uchire, del Estado Anzoátegui abasteciendo de agua potable para Boca de Uchire, El Hatillo, Boca Chávez y Playa Pintada.
Tiene un aliviadero en el estribo derecho de la presa de tipo lateral, descarga libre; con una longitud de cresta de 20 m; con carga sobre el vertedero de 7,90 m y una descarga máxima de 670 m3/s.
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CONCLUSIONES
Las represas o embalses se diseñan y se construye para aprovechar, con diversos propósitos, las corrientes de los cursos de agua y deben necesariamente disponer de estructuras que permitan evacuar los caudales excedentes en las mejores condiciones posibles. El aliviadero en una presa es fundamentalmente responsable de asegurar que el pasaje de las crecidas no produzca el sobrepaso de la obra de retención, con lo que se transforma en el elemento de seguridad de todas las estructuras componentes. El diseño de los aliviaderos depende directamente de la estimación de parámetros que son definidos aplicando modelos hidrológicos e hidráulicos de distinta complejidad. Normalmente son aconsejables los aliviaderos que funcionan con superficie libre, pues para las magnitudes de gastos que casi siempre se manejan estas soluciones son más económicas que las de presión, salvo que existan serias limitaciones de espacio. Los aliviaderos a presión rara vez son la mejor solución. Como futuros ingenieros civiles es importante el estudio de los aliviaderos en las represas porque se estará conformando equipos disciplinarios donde de forma directa o indirecta se estará proyectando, diseñando, calculando o construyendo obras hidráulicas, las cuales deben ser económicas y seguras.
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BIBLIOGRAFÍA
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www.minamb.gob.ve/files/.../Embalses-adscritos-
(PPTminimizer).ppt Silva,
A.
Aliviaderos
en
Presas
de
Embalses.
Disponible
en
es.scribd.com/doc/141596881/Aliviaderos-en-Presas-de-Embalse Soluciones
Prácticas.
¿Que
es
un
Aliviadero?
Disponible
en
http://www.solucionespracticas.org.pe/contenido.php?id=436&idcate=51 Villarino,A.
Presas.
Tema
5.
Disponible
ocw.usal.es/eduCommons/ensenanzas.../TEMA%205%20-%20PRESAS.pdf
25
en
ANEXOS
Figura 1. Tipos de aliviaderos: frontal, lateral y curvo en planta 26
Figura 2. Aliviadero de lámina vertiente
Figura 3. Aliviadero de descarga libre
27
Figura 4. Aliviadero de sifón
Figura 5. Aliviadero con compuerta Creager
28
Figura 6. Represa Caruachi Edo. Bolívar
Figura 8. Embalse Macagua- Edo. Bolívar
Figura 10. Embalse Uribante - Táchira
Figura 7. Represa del Guri- Edo. Bolívar
Figura 9.Embalse Sto. Domingo- Edo. Barinas
Figura 11.Embalse Pao-Cachinche-Carabobo
29
Figura12. Embalse Turimiquire-Sucre
Figura 13. Embalse La Asunción- Nva. Esparta
Figura 14. Embalse Guatamare- Nva. Esparta Figura 15. Embalse San Juan- Nva. Esparta
Figura 16. Embalse Agua Fría- Edo. Miranda
30
Figura 17.Embalse Vílchez- Edo. Guárico
