MARCO TEORICO: REPRESA: Se llama represa o presa en general a una construcción que se levanta en el lecho del río para atajar el agua, produciendo una elevación de su nivel que permite la derivación de ella, o bien para almacenar el agua regulando el caudal del río. Las Las pres presa as per permite miten n cont contrrolar olar y disp dispon oner er de agua gua con con los los siguientes fnes: •
Consumo humano
•
Consumo industrial
•
iego
•
!avegación
•
"eneración #l$ctrica
•
•
%urismo, %urismo, #sparcimiento #sparcimiento y ecreació ecreación n &iscicultura
#n ingeniería se denomina presa o represa a un muro 'abricado con con piedra piedra,, horm hormigó igón n o mater material iales es suelto sueltos, s, que se const construy ruye e habitualmente en una cerrada o desfladero sobre un río, arroyo o canal con la fnalidad de contener el agua en el cauce (uvial para su posterior aprovechamiento en abastecimiento o regadío, para elevar su nivel con el objetivo de derivarla a canali)aciones de riego, o para la producción de energía el$ctrica, como se hace en las centrales hidroel$ctricas. *tra *tra 'unc 'unció ión n de algu alguna nas s pres presas as es cont conten ener er las las aven avenid idas as produ producid cidas as por lluvias lluvias torre torrenci nciale ales s que podrí podrían an inunda inundarr +reas +reas rurales o agrícolas aguas abajo. #l embalse: es el volumen de agua que queda retenido por la presa. #l vaso: es la parte del valle que, inund+ndose, contiene el agua embalsada. La cerrada: es el punto concreto del terreno donde se construye la presa.
La presa: propiamente dicha, cuyas 'unciones b+sicas son, por un lado garanti)ar la estabilidad de toda la construcción, soportando un empuje hidrost+tico del agua muy 'uerte, y por otro no permitir la fltración del agua hacia abajo. 1.
2.
ESTUDIOS PREVIOS •
#stadísticas de caudales medios mensuales
•
#studios de crecidas
•
#studios de sedimentación y de arrastre sólido
•
#studios geológicos
•
&erfles sísmicos
•
Sondajes
•
&o)os de reconocimiento
•
anjas y calicatas
•
#studios de mec+nica de suelos
CONSIDERACIONES GENERALES: Elementos onst!t"t!#os $e "na presa -o represa #st+ constituido
principalmente por
la presa
misma,
apoyada en el terreno. / #l embalse que contiene cierto volumen de agua, aguas arriba de la presa. / La obra de toma y su conducción hacia aguas abajo, que permiten tomar y conducir el agua hacia el uso que esta tiene asignado. / #l aliviadero o vertedero, que permite evacuar sin da0os por erosión los e1cesos de agua, evitando que el nivel del embalse suba m+s de lo permitido e impidiendo con ello el sobrepaso de la presa.
Deman$a a sat!s%aer &ara iniciar el proyecto
de una presa
en
primer
lugar se debe defnir el tipo de demanda de agua a satis'acer, y sus características y cantidades estimadas en 'unción del tiempo. #l agua puede ser utili)ada para satis'acer una gran variedad de necesidades, por ejemplo, la demanda de consumo humano o animal, el riego, la recreación, la producción de energía hidroel$ctrica, la producción de peces, la protección contra incendios, el control de erosión, el uso paisajístico y la protección contra inundaciones. de todos estos posibles usos la irrigación es el que involucra el mayor n2mero de obras. Sele!&n $el s!t!o $e la represa !o es conveniente ubicar la represa en lugares donde e1istan
viviendas
permanentes
o
instalaciones
de
importancia junto al cauce dentro del +rea a'ectada ante una eventual 'alla de la estructura. si no hubiera otra alternativa, la selección de un sitio así obligar+ a reali)ar un dise0o m+s cuidadoso y a e1tremar las precauciones y controles durante la construcción, la operación y el mantenimiento de la obra, lo que en defnitivaredundar+ en
un
La misma
mayorcosto. represa ubicada en otro lugar con menores
consecuencias dentro del +rea potencialmente a'ectada podría ser proyectada, construida, operada y mantenida con menores requerimientos t$cnicos. Se deben evitar sitios que generen grandes +reas de embalse de poca pro'undidad porque se produce una e1cesiva evaporación y benefcia el posible crecimiento de plantas acu+ticas
que
son
perjudiciales para la calidad de las aguas. 3esde el punto de vista del volumen de obra, un buen sitio para
una
represa es generalmente una sección estrecha de un valle, de pendientes laterales 'uertes, donde se puede disponer de un gran volumen embalsado con un dique de peque0o volumen, optimi)ando la efciencia de la inversión. '.
TIPOS DE PRESAS: Los di'erentes t!pos $e presas responden a las diversas posibilidades de cumplir la doble e1igencia de resistir el empuje del agua y evacuarla cuando sea preciso. #n cada caso, las características del terreno y los usos que se le quiera dar al agua, condicionan la elección del tipo de presa m+s adecuado. #1isten numerosos tipos, comen)ando con que puede hablarse de presas fjas o móviles, pero primero debemos clasifcarlas en dos grandes grupos seg2n su estructura y seg2n los materiales empleados en su construcción. Se()n s" estr"t"ra 4
Presas $e (ra#e$a$: son todas aquellas en las que su propio peso es el encargado de resistir el empuje del agua. #l empuje del embalse es transmitido hacia el suelo, por lo que $ste debe ser muy estable capa) de resistir, el peso de la presa y del embalse. Constituyen las represas de mayor durabilidad y que menor mantenimiento requieren. Su estructura recuerda a la de un tri+ngulo 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 de posición vertical. La ra)ón por la que e1iste una di'erencia notable en el grosor del muro a medida que aumenta la altura de la presa se debe a que la presión en el 'ondo del embalse es mayor que en la superfcie, de esta 'orma, el muro tendr+ que soportar m+s 'uer)a en el lecho del cauce que en la superfcie.
La inclinación sobre la cara aguas arriba hace que el peso
del
agua
sobre
la
presa
incremente
su
estabilidad. 4
Presas $e *&#e$a o presas en aro: son todas aquellas en las que su propia 'orma es la encargada de resistir el empuje del agua. 3ebido a que la presión se transfere en 'orma muy concentrada hacia las laderas de la cerrada, se requiere que $sta sea de roca muy dura y resistente. Constituyen las represas m+s innovadoras en cuanto al dise0o y que menor cantidad de hormigón se necesita para su construcción. Cuando la presa tiene curvatura en el pl ano vertical y en el plano hori)ontal, tambi$n se denomina de bóveda.
&ara
lograr
sus
complejas
'ormas
se
construyen con hormigón y requieren gran habilidad y e1periencia de sus constructores que deben recurrir a sistemas constructivos poco comunes. 4
Presas $e ontra%"erte: 'ormadas por una pared impermeable situada aguas arriba, y contra'uertes resistentes para su estabilidad, situados aguas abajo.
Se()n s"s mater!ales: 4
Presas $e +orm!(&n: son las m+s utili)adas en los países desarrollados ya que con $ste material se pueden elaborar construcciones m+s estables y duraderas5 debido a que su c+lculo es del todo fable 'rente a las producidas en otros materiales. !ormalmente, todas las presas de tipo gravedad, arco y contra'uerte est+n hechas de este material .
4
Presas $e mater!ales s"eltos: son las m+s utili)adas en los países subdesarrollados ya que son menos costosas y suponen el 66 7 de las que podemos encontrar en todo el planeta. Son aquellas que consisten en un relleno de tierras, que aportan la resistencia necesaria para contrarrestar el empuje de las aguas. Los materiales m+s utili)ados en su construcción son piedras, gravas, arenas, limos y arcillas aunque dentro de todos estos los que m+s destacan son las piedras y las gravas. #n #spa0a sólo suponen el 89 7 del total.
Se()n s" apl!a!&n:
4
Presas $e $er!#a!&n: #l objetivo principal de estas es elevar el tirante del agua para hacer 'actible su derivación, controlando la sedimentación del cauce de 'orma que no se obstruyan las bocatomas de derivación. #ste tipo de presas son, en general, de poca altura ya que el
almacenamiento del
agua es un objetivo
secundario. Se busca crear una carga o nivel que permita conducir el agua a trav$s de canales u otro sistema para su utili)ación. 4
Presas $e almaenam!ento: #l objetivo principal de $stas es retener el agua para su uso regulado en irrigación,
generación
el$ctrica,
abastecimiento
a
poblaciones, recreación o navegación, 'ormando grandes vasos o lagunas artifciales. #l mayor porcentaje de presas del mundo, las de mayor capacidad de embalse y mayor altura de cortina corresponden a este objetivo ,.
PARTES DE UNA PRESA:
4
La orona!&n o oronam!ento: es la superfcie que delimita la presa superiormente.
4
Los estr!*os o empotram!entos: son los laterales del muro que est+n en contacto con la cerrada contra la que se apoya
4
La !menta!&n: es la parte de la estructura de la presa, a trav$s de la cual se transmiten las cargas al terreno, tanto las producidas por la presión hidrost+tica como las del peso propio de la estructura.
-OCATOMAS: Conjunto de obras hidr+ulicas, en la cual el componente principal, la bocatoma , a)ud, toma o presa derivadora es la estructura que se construye sobre el lecho del río con la fnalidad de atajar -captar cierto caudal de agua, para verter dicho caudal en el canal de derivación . Constituye generalmente la obra b+sica de aprovechamiento hídrico. Las podemos clasifcar en: A -OCATOMAS DIRECTAS: son posibles de dise0ar en cursos de agua de 'uerte pendiente, y cuando no se quiere tener una estructura costosa, tienen el inconveniente de que el lecho del rio puede variar y dejar la toma sin agua, igualmente en las $pocas de estiaje al disminuir el tirante de agua en el rio puede disminuir considerablemente el ingreso de agua en la toma. - -OCATOMAS CON -ARRA/ES: son las m+s empleadas ya que aseguran una alimentación m+s regular, conservan un nivel constante en la captación que permite dominar una mayor +rea regable. #stas tomas pueden presentar tres variantes: La toma con barraje fjo, la toma con barraje móvil y la toma con barraje mi1to.
COMPONENTES DE UNA ESTRUCTURA DE CAPTACION:
• • • • • • • • • •
3ique de encau)amiento arraje fjo ;entana de captación &o)a disipadora #nrocado de protección
CORTE A0A
CORTE -0-
1. VENTANA DE CAPTACION: o
Constituye la entrada o abertura para el caudal de
o
derivacion La ventana de captacion 'uncionara como vertedero de
o
cresta ancha #n $pocas de estiaje y como orifcio en $pocas de avenidas.
2. -ARRA/E VERTEDERO O AUD: 0
Alt"ra $el *arrae #erte$ero: La altura del barraje vertedero est+ orientada a elevar o mantener un nivel de agua en el rio, de modo tal, que se pueda derivar un caudal hacia el canal principal o canal de derivación. %ambi$n debe permitir el paso del agua e1cedente por encima de su cresta. Cc>
[email protected]@ -m. D&n$e: Co: cota del lecho detr+s del barraje vertedero Bo : altura necesaria para evitar el ingreso d material de
arrastre h>altura que necesita la ventana de captación para poder captar el caudal 0
3orma $e la resta $el *arrae #erte$ero:
#s recomendable dar 'ormas a la cresta de modo tal que eviten la presencia de presiones negativas que podrían generar cavitación que causen da0os al concreto. %ambi$n dar un poco de robuste) debido a que por lo general las 'ormulas dan secciones muy esbeltas y '+ciles de ser da0adas por la erosión del rio. '. SOLADO O COLC4ON DISIPADOR: 0
LONGITUD DEL SOLADO: 3ebido a la colocación del barraje vertedero en el cauce del rio se genera un incremento de energía potencial que, al momento de verter el agua por encima del barraje se trans'orma en energía cin$tica que causa erosión y por lo erosivo se construyen estructuras de disipación.
,. ENROCADO DE PROTECCION O ESCOLLERA: =l fnal del colchón disipador es necesario colocar una escollera o enrocado -&4=&con el fn de reducir el e'ecto erosivo y contrarrestar el arrastre del material fno por acción de la fltración. 5. CANAL DE LIMPIA: #s la estructura que permite reducir la cantidad de sedimentos que trata de ingresar al canal de derivación, así como la eliminación del material de arrastre que se acumula delante de las ventanas de captación. Su ubicación recomendada es perpendicular al eje del barraje vertedero y su (ujo paralelo al del rio. 6. TOMA O CAPTACION: #st+ ubicada por lo general aguas arriba del barraje vertedero, siempre tratando de estar en un lugar donde el ingreso de sedimentos sea el mínimo -ya se ha mencionado que el ideal es el lado e1terior de la parte cóncava de la curva
#DLL=S: su objetivo es impedir que los materiales de arrastre y suspensión ingresen al canal de derivación, los cuales causan obstrucción y desorden aguas abajo de la
captación. ;#!%=!= 3# C=&%=C*!: la captación de agua se reali)a mediante una abertura llamada ventana de captación debido a que se encuentra a una altura de @.E@m. del piso del canal de limpia como mínimo.
S#"F!3= &==3= REPRESA DE PAUCARANI: La represa &aucarani permite el aprovechamiento de las aguas de los deshielos y vertientes: Buancune, Culcavira, Durimani, &acopaconi5 adicionalmente cuenta con el aporte del canal Fncalluta con un caudal promedio G>8.@@m9Hseg., durante la $poca de avenidas, !oviembre y
Se
puede
apreciar
en
las
'otogra'ías
la
represa
&aucarani,
actualmente contiene un volumen de 6 <
La construcción de la presa &aucarani data del a0o 8,IJE, con un volumen 2til de almacenamiento de J.K <
agua para abastecimiento a la ciudad y valle de %acna -Fchusuma y
de
nversión
&erfl
&2blica
y
#1pediente %$cnico del
denominado #ncimado
epresa
&aucaraniM,para su posterior ejecución con la fnalidad principal de incrementar en A <
