ENSAYO DE REPRESA
junio 21
2016
UNIVERSIDAD AUTONOMA JUAN MISAEL SARACHO
ING. MAURO MOREIRA
ENSAYO DE UNA REPRESA INTRODUCCION En nuestro planeta el 71% de su superficie es agua y en su mayor parte en los océanos. El agua es un elemento esencial para la vida en la tierra sin ella no estaríamos vivos. En la tierra hay mucha agua unos 1.365 millones de kilómetros cúbicos, pero la mayor parte de esta agua es agua salada no apta para la mayoría del ecosistema terrestre menos para el consumo del humano. La mayor parte del agua dulce e n estado líquido renovable se encuentra en los lagos naturales que forman grandes e impresionantes embalses y represas con ayuda de una presa para su contención. En el presente trabajo se da a conocer lo que es una represa o presa así como también algunos procesos constructivos esenciales para su desarrollo.
1. ¿QUE ES UNA REPRESA? En ingeniería se denomina presa o represa a una barrera fabricada con piedra, hormigón o materiales sueltos, que se construye habitualmente en una cerrada o desfiladero sobre un río o arroyo. Tiene 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 riesgo, 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. La energía mecánica puede aprovecharse directamente, como en los antiguos molinos, o de forma indirecta para producir energía eléctrica, como se hace en las centrales hidroeléctricas.
Tipos De Represa 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 1
De arco
Bóvedas o arcos de doble curvatura
Mixta, si está compuesta por partes de diferente tipología
Dependiendo del material se pueden clasificar en:
De hormigón (convencional o compactado con rodillo)
De mampostería
De materiales sueltos (de escollera, de núcleo de arcilla, con pantalla asfáltica, con pantalla de hormigón, homogénea)
Las presas hinchables, basculantes y pivotantes suelen ser de mucha menor entidad o han caído en desuso, por lo que no se consideran aquí.
2. PROCESO CONSTRUCTIVO DE UNA REPRESA 2.1 Procedimientos Constructivos De Presas Hidroeléctricas En las plantas hidroeléctricas los conductos a presión están constituidos por túneles y tuberías con mucha frecuencia con estructura denominada pozo de oscilación. Dada la importancia de estas estructuras tienen instalaciones hidroeléctricas y de bombeo se considera conveniente dar algunas ideas generales acerca de sus características se puede construir muy diversos tipos de pozos de oscilación pero a continuación se ilustran las más comunes.
Dimensiones De Túneles A Presión En el caso de los túneles a presión es usual limitar la velocidad máxima de valores del orden de 4 metros sobre segundo a 6 metros sobre segundo. Desde el punto de vista constructivo la sección más conveniente es circular y el diámetro interior mínimo con valores del orden de 2 metros con el fin de que pueda trabajar e n equipo en construcción. Su longitud debe ser la más corta posible y evitar la construcción de codos innecesarios, los que siempre se presentan perdidas de carga.
Resistencia E Impermeabilidad De Túneles A Presión Entre las obras humanas, los túneles quizás son las que requieran de la más amplia y directa aplicación de la geología, el estudio de la geología en el túnel se desarrolla entre dos tipos. a) En la fase de proyecto antes de iniciar la obra b) Durante la ejecución de la excavación
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Casa De Maquinas La central o casa de máquinas consta de dos partes principales, una subestructura para apoyar el equipo hidráulico y eléctrico, y una superestructura para alojar y proteger este equipo. Para las plantas equipadas con turbinas de reacción, la subestructura por lo general consiste de un bloque de concreto que se extiende desde los cimientos hasta el piso del generador y conductos para el agua formado dentro de una masa. La elevación de la turbina con respecto al nivel del agua con el conducto de desfogue está definido por la necesidad de evitar la cavitación, los detalles de los conductos para el agua en la subestructura depende del tipo de turbina y del tipo de instalación seccionada. La cámara es espiral y el tubo en espiral puede colocar íntegramente junto a la subestructura sirviendo como forma una placa de acero.
Conducto De Desfogue El conducto de desfogue es aquel en que el agua es descargado después de pasar por las turbinas si la casa de máquinas está situada cerca de la corriente descarga puede hacerse directamente a ella mientras que en otras situaciones puede haber un canal artificial de longitud considerable entre la casa de máquinas y la corriente. Un desfogue sin revestir puede perder su pendiente ósea que la elevación del nivel de agua en este conducto se abate en la erosión de la plantilla a fondo del canal en algunos casos este proceso ha llegado hasta el punto en el que el nivel de agua en el desfogue quede por debajo del extremo superior de la salida del tubo de aspiración y redujo gradualmente la eficiencia de la turbina. Debido a las características propias de las plantas hidroeléctricas en que se aprovecha la energía de posición del agua, las estructuras de distribución en las instalaciones modernas son siempre conductos a presión. En todos los casos los conductos a presión se inician en una obra de toma localizada en un vaso de almacenamiento, ya sea para regulación horaria o anual, y terminan en la brida de la válvula de admisión a la turbina, o a la entrada de la turbina misma cuando no exista válvula. La distribución del agua se puede efectuar desde el vaso regulador hasta las turbinas, por uno o varios conductos, de acuerdo con las condiciones particulares de cada caso de las que se puede señalar.
a) Localización y longitud del conducto o el conducto de presión b) Potencia total del salto y potencia posible por c ada unidad. c) Número de unidades en función de la potencia y la velocidad específica de cada turbina.
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Una planta hidroeléctrica puede constar de las partes siguientes:
Vaso de almacenamiento
Obra de toma
Conductos de presión
Poso de oscilación
Casa de máquinas o central
Desfogue
2.2 PROCEDIMIENTOS CONSTRUCTIVOS DE PRESAS DE ALMACENAMIENTO Presas De Almacenamiento: Son obras de embalse de almacenamiento que viene a ser una obra de almacenamiento o embalse de agua superficial que tiene la característica de poder ser desfogada parcial o totalmente por medio de gr avedad o por aspiración. Estas obras se dividen en distintas partes como lo son:
Presa: La presa, dique o represa, es la estructura de retención de las aguas y resiste un empuje. Debe ser por lo tanto, impermeable y estable. Este elemento es lo más conocido como las cortinas que son las que retienen todo el elemento que contienen además dentro de estas esta subdividido en distintas partes como centro de m áquinas, túneles, etc.
Aliviadero: Sus características más importante es la de evacuar con facilidad las máximas crecientes que llegan al vaso de almacenamiento. Este elemento viene a ser lo más conocido como las compuertas o elementos de desfogue que son los que eliminan el exceso de agua en dichas obras.
Obras De Toma: Son un conjunto de estructuras formado por una estructura de entrada o toma, un túnel o conducto a través de un estribo o de la presa y una estructura de salida. Este conjunto permite tomar las aguas del embalse y pasarlas al canal principal. Las funciones principales de este tipo de obras que almacenan agua pueden ser: Irrigación Suministro de agua Generación Hidroeléctrica Regulación de ríos Control de inundaciones Todas estas vienen a dar un servicio necesario hacia las personas o seres humanos con el objetivo de satisfacer sus necesidades y mejorar la calidad de vida.
Obras De Desvío: El propósito es llevar por dos túneles, construidos ex profeso, las aguas del rio. Este desvió es temporal y mantiene seco un tramo del cauce original para permitir la construcción de la cortina.
Ataguías: De manera simultánea a la construcción de los túneles de desvió del rio, se construyen las ataguías aguas arriba y aguas abajo. Son represas que desvían el agua hacia los túneles de desvió.
Túneles De Desvío: Son conductos que se excavan mediante explosivos a través del macizo rocoso. Esto ayuda a conducir el agua mientras la presa e s construida. 4
Elementos De Retención: Estos básicamente son la cara de concreto y la cortina. Cortina: Se trata de la estructura más conocida de la presa, la cual contiene y embalsa el agua. Su componente principal es un terraplén que se construye en varias etapas, de acuerdo a su estabilidad y con las condiciones requeridas para poder colocar el concreto. Los materiales principales de este terraplén son rocas obtenidas de bancos o del mismo cauce del rio.
2.3 PROCEDIMIENTOS CONSTRUCTIVOS DE PRESAS DERIVADORAS Presas Derivadoras: Una presa derivadora es una obra de captación de aguas superficiales y consiste en una construcción permanente en forma de dique vertedor que es interpuesto a todo lo ancho del cauce de un rio o un arroyo, con objeto de remansar las aguas y poder extraer por gravedad por alguna de las márgenes o por ambas. La localización de una presa derivadora está definida primordialmente por la topografía del cauce, así como de la conducción, que definen a su vez las alternativas económicas.
Tipos De Presas Derivadoras Por su eje en la planta, se clasifican en:
a) Rectas b) Curvas De acuerdo a los materiales utilizados, se divide en:
a) Rígidas b) Flexibles c) Mixtas Partes De Una Presa Derivadora Las partes de una presa derivadora se dividen en:
1. Cortina o Dique Derivador 2. Bocatoma 3. Desarenador CONTROL DE INUNDACIONES Estas obras por igual pueden estar construidas de distinto tipo de material y al mismo tiempo hay distintos tipos de ellas. Estas pueden estar construidas de material de concreto o de terraplén estas vienes a ser Presas de relleno (terraplén.) y Presas de concreto.
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Presas De Relleno: Las presas de relleno pueden definirse como una presa construida a partir de materiales naturales excavados u obtenidos en los alrededores: Sus características principales son: Son presas masivas hechas de tierra o roca. Al igual que las presas de gravedad, dependen de su peso para resistir el empuje del agua. Una presa de relleno de tierra se construye principalmente con suelos seleccionados cuidadosamente para la ingeniería, de compactación uniforme e intensiva en capas más o menos delgadas y con un contenido de humedad controlado. Las presas de terraplén suelen tener alguna clase de interior a prueba de agua (llamada núcleo) la cual está cubierta con un lleno de tierra o roca.
Las ventajas en cuestión de presas de relleno son:
Aplicable en distintos tipos de sitio (Valles amplios o gargantas estrechas).
Adaptable a un amplio rango de condiciones de fundación, desde rocas competentes hasta formaciones de suelos blandos y compresibles o permeables.
Usa materiales de la zona minimiza la necesidad de importar o transportar grandes cantidades de material. El diseño es flexible, muchas posibilidades de aprovechar los materiales y las condiciones.
La construcción es mecanizada y continua.
Los costos unitarios del terraplén suben más lentamente que los del concreto.
Bien diseñada se puede ajustar con seguridad a un apreciable grado de asentamiento – deformación.
Sus desventajas son:
Muy vulnerable por sobrevertido.
Hay que garantizar realce para crecidas
Vertedero suficiente
Vertedero separado
Vulnerable filtración y erosión interna en la presa o en la fundación.
PRESAS DE CONCRETO En muchas de las primeras presas se empleó con éxito la mampostería ordinaria o mampostería al azar. En la segunda parte del siglo XIX, la mampostería se utilizó en la construcción de presas altas de a acuerdo con los primeros criterios racionales de diseño. La mampostería ciclópea (es decir de piedras hasta de 10 t de masa individual mezcladas en un mortero) se utilizó generalmente con mampostería ordinaria en las caras por su durabilidad y apariencia. Estas se pueden dividir en:
Presas de gravedad
Presas de arco
Presas de contrafuerte 6
PRESAS DE GRAVEDAD: Tiene un centro de gravedad bastante bajo que la presa no se derribará sino es apoyada en los estribos. Las presas de gravedad requieren cantidades máximas de hormigón para su construcción comparado con otros tipos de presas de concreto, y se resisten a la dislocación por la presión hidrostática del depósito de agua.
PRESAS DE ARCO: Tienen una considerable curvatura aguas arriba, de la cual depende su resistencia. La forma natural del arco (curva) sostiene e l agua en el embalse. Estructuralmente trabajan como un arco horizontal, transmitiendo la mayor parte de la carga a los estribos o laderas del valle y no al lecho del valle.
PRESAS DE CONTRAFUERTE: Consiste en un paramento continuo aguas arriba soportado a intervalos regulares por un contrafuerte aguas abajo. En otras palabras, en las presas de contrafuerte la cara de la presa está sostenida por un conjunto de soportes que refuerzan la presa en el lado aguas abajo. Las presas de contrafuerte pueden tomar muchas formas: la cara puede ser plana o curva. Las ventajas de utilizar presas de concreto son distintas como principal ventajas se muestran lo siguiente:
No contamina a la atmósfera
No depende de combustibles fósiles
Soporta mayores cargas
Genera electricidad
Uso agrícola
Desventaja:
La construcción de presas es muy costosa
3.-EFECTO DEL IMPACTO AMBIENTAL Las represas constituyen una de las principales causas directas e indirectas de perdida de millones de hectáreas de bosques y muchas de ellas abandonadas bajo el agua y en descomposición. De ahí que todas las represas emiten gases de efecto invernadero que aportan al calentamiento global por la descomposición y putrefacción de biomasa. Las aguas estancadas de las represas ge neran enfermedades como la esquistosomiasis que por medio de los caracoles se producen e n las aguas estancadas o de movimiento lento. Entre otras enfermedades que se asocian con la construcción de las represas están: disentería diarreas, desnutrición, fiebre amarilla, etc.
Impacto humano y social El impacto de las presas en las sociedades humanas es significativo. Por ejemplo, la presa de las Tres Gargantas en el Río Yangtze e n China creará un embalse de 600 km de largo. Su construcción
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implica el desplazamiento de más de un millón de personas, la pé rdida de muchos sitios arqueológicos y culturales de importancia y un cambio ecológico importante. Se estima que hasta el momento entre 40 y 80 millones de personas en to do el mundo han sido desplazadas de su hogar a causa de la construcción de presas. En muchos casos la población afectada por las presas no es debidamente consultada. En agosto de 2 010 la organización en defensa de los derechos de los pueblos indígenas Survival International publicó un informe sobre el impacto de la construcción de presas sobre esos pueblos y su medioambiente, criticando duramente importantes proyectos en fase de planificación o construcción en todo el mundo.
4.- PREVENCIÓN Y MITIGACION Estrategias Para La Prevención Y Mitigación De Impactos Ambientales. Como se mencionó en el capítulo anterior, se consideraron las metodologías orientadas a la predicción y evaluación de los impactos ambientales que cubren un amplio espectro de posibilidades, las cuales varían en complejidad, desde las que son totalmente intuitivas y sustentadas en la experiencia profesional del grupo consultor hasta las basadas en hipótesis sobre el funcionamiento de los procesos ambientales sujetos de evaluación y análisis. VI.1 Agrupación de los impactos de acuerdo a las medidas de mitigación propuestas Se considera que la agrupación de las medidas de mitigación, prevención y compensación propuestas, previstas con base en las diferentes etapas programadas para la ejecución del proyecto Presa El Zapotillo, como son la Preparación del Sitio, Construcción, Operación y Mantenimiento, ya que como se ha señalado en el estudio para este tipo de proyectos, se diseñan para una operación de 50 años y no se contempla su cancelación o abandono. Para mostrar un panorama más preciso de los impactos ambientales descritos en el capítulo anterior, con las correspondientes medidas de prevención y/o mitigación seleccionadas para tal propósito, se determinó la elaboración de una tabla, con dos columnas, en la primera se indica el impacto adverso o benéfico identificado y en la segunda la medida de mitigación, prevención y compensación identificadas.
PREPARACIÓN DEL SITIO Y CONSTRUCCIÓN El uso de maquinaria y equipo en la limpia y despalme, caminos de acceso y disposición de residuos, uso de explosivos, explotación de bancos de materiales, obra de desvío, excavación y cimentación, cortina, diques, planta de bombeo, tanque de cambio de régimen, trazo y construcción de cepas y planta potabilizadora; generarán la emisión y rebote de ondas sonoras, que en algunos casos podría elevarse por encima de los 68 dB. Si consideramos que el sitio seleccionado para la obra presenta características especiales, debido a que se encuentra parcialmente confinado por encontrarse encañonado, identificando impactos ambientales acústicos. 8
En áreas cercanas a la fuente de emisión de ruido, el personal deberá contar con tapones auditivos para evitar lesiones en oídos. En lo que respecta a los lugareños, se considera que no existirá riesgo de daño auditivo, toda vez que por seguridad ninguna persona ajena a la obra deberá estar cerca de las áreas de trabajo. Se deberá fomentar el riego periódico de caminos, principalmente en la época de estiaje, para evitar la suspensión de polvos. Asimismo, los camiones que transporten los materiales requeridos por la obra, deberán contar con lonas que eviten la emisión de polvos y materiales.
ANALISIS Y CONCLUSION Las represas han sido promocionadas como un importante medio para satisfacer necesidades de agua y energía y también como inversiones estratégicas a largo plazo, capaces de producir múltiples beneficios adicionales. Algunos de esos beneficios son típicos de cualquier gran proyecto de infraestructura pública, otros son propios de las represas o de algunos proyectos en particular. El desarrollo regional, la creación de empleo, y la promoción de una base industrial con potencial exportador, son comúnmente mencionados como justificativos adicionales de la construcción de grandes represas. Otros objetivos incluyen generar ingresos de exportación, mediante la exportación directa de electricidad, o de productos agrícolas o de productos procesados por industrias intensivas en electricidad, como la refinación de aluminio. Claramente las represas pueden jugar un papel importante en la satisfacción de necesidades humanas. Pero en los últimos 50 años también se han destacado los problemas de las grandes represas y sus impactos sociales y ambientales. Las grandes represas han fragmentado y transformado los ríos del mundo, mientras se estima que entre 40 y 80 millones de personas han sido desplazadas por su construcción. En muchos países, a medida que las bases para la toma de decisiónes se han vuelto más abiertas, inclusivas y transparentes, la decisión de construir una gran represa se ha tornado crecientemente controversial, hasta el punto que el futuro de la construcción de grandes represas está hoy cuestionado en muchos países del mundo.
Las enormes inversiones y los impactos generalizados de las grandes represas han inflamado conflictos relacionados con la ubicación y los impactos de las grandes repre sas, tanto las existentes como las propuestas, convirtiendo hoy en día a las grandes represas en uno de los asuntos más controvertidos en materia de desarrollo sustentable. Sus proponentes destacan las demandas de desarrollo económico y social que las represas intentan satisfacer, como irrigación, electricidad, control de inundaciones y suministro de agua. Sus opositores señalan los impactos adversos de las represas, como la carga del endeudamiento, los sobre-costos , el desplazamiento y empobrecimiento de personas, la destrucción de importantes ecosistemas y recursos pesqueros, y la inequitativa distribución de costes y beneficios.
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Conclusión Con todo este análisis puedo decir o llegar a la conclusión que el “fin” que debe alcanzar cualquier proyecto de desarrollo es el mejorar de un modo sustentable el bienestar humano, es decir, producir un avance significativo en el desarrollo humano, sobre una base que sea viable económicamente, equitativa socialmente y ambientalmente sustentable. Si la construcción de una gran represa es el mejor modo de alcanzar este objetivo, merece ser apoyada. Cuando otras opciones son una mejor alternativa, ellas deberían ser favorecidas, y no las grandes represas. Así pues, el debate sobre las represas cuestiona las perspectivas con la que las sociedades desarrollan y manejan sus recursos de agua, en el contexto más amplio de las alternativas del desarrollo.
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Bibliografía CFE. El Cajón, un prodigio entre montañas. García Gutiérrez Héctor. Presas derivadoras. Facultad de Ingeniería UNAM SAGARPA. Diseño hidráulico y estructural de presas derivadoras. FUENTES ELECTRONICAS http://www.endesaeduca.com/Endesa_educa/recursos-interactivos/produccion-deelectricidad/xi.-las-centrales-hidroelectricas http://thales.cica.es/rd/Recursos/rd99/ed99-0226-01/capitulo3.html
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