Estudio Completo de Presas: Tipos, Diseño y Mantenimiento

Presas

Construcción que tiene por objeto contener el agua de un cauce natural.

Objetivos fundamentales de las presas:

1. Elevar el nivel del agua, para poder derivarse por una conducción à creación de altura.
2. Formar un depósito o embalse que permita: suministrar líquido en los momentos necesarios y amortiguar las puntas de las crecidas (laminación de avenidas).

Clasificación de las presas según:

Normativa:

• En función de las dimensiones: Hay grandes presas (>15 m altura), presas pequeñas
• En función de su Riesgo potencial: Hay 3 categorías A, B, C

Forma de resistir el empuje hidrostático

Presas de gravedad (Presa de la Florida, Pilotuerto)

Elevado peso de la presa à junto con el empuje à se genera una resultante que actuando sobre la cimentación resulta clave en la estabilidad

Su estructura triangular à la presión en el fondo del embalse es mayor que en la superficie, de esta forma, el muro tendrá que soportar más fuerza en el lecho del cauce que en la superficie requieren de mayor volumen de hormigón y terrenos más resistentes para cimentación.

Las presas de materiales sueltos son de gravedad

Presas de arco: (Presa de la Barca)

Su forma curva resiste y transmite el empuje hacia la cimentación y estribos.

Por tanto las laderas donde se encuentra encajada à deben ser de roca muy dura y resistente.

Son más innovadoras en cuanto al diseño y que menor cantidad de material se necesita para su construcción.

Pueden ser de tres tipos:

• Presas de Simple Curvatura (o Arco),
• Presas de Arco-Gravedad,
• Presas de Bóveda.

Problemas específicos conducción lámina libre

1) Erosión por abrasión

Agua a altas velocidades (15-20 m/s) + Transporte de partículas sólidas: arena, grava, etc..

Depende de:

• Caudal evacuado.
• Granulometría y dureza de los materiales arrastrados.
• Frecuencia operación.
• Descargas asimétricas.

Posible solución: hormigón de polímeros à

• Muy costoso
• Complicada puesta en obra.

2) Cavitación

Velocidades altas + discontinuidades, escalones, rápidas de fuerte pendiente, rápidas de fuerte curvatura, rugosidades, etc.. à caída presión.

Presión < Presión de vapor

à burbujas à implosión burbujas à alta energía muy localizada.

El daño se produce aguas abajo de la discontinuidad que lo origina.

Progresión, en general, en el sentido del flujo.

Posibles soluciones: aireación del flujo (reduce la velocidad), revestimientos metálicos o resinas epoxi, etc..

Dispositivos de aireación: buscan aportar aire para lograr el 8% de concentración aprox

Diseño escalonados de presas vertedero: fuerte rugosidad y emulsión velocidades inferiores a la de diseño y absorción importante de energía erosión que puede deteriorarlos.

Mantenimiento de presas y la Auscultación

El mantenimiento de una presa en las debidas condiciones implica dos aspectos:

• La vigilancia de su estado general y comportamiento estructural à auscultación.
• El cuidado del buen estado de sus órganos de desagüe para que estén dispuestos a actuar en el momento requerido.

La auscultación incluye dos tipos de actividades:

1. Inspecciones visuales.
2. Auscultación instrumental.

Incluye variables tanto exteriores como interiores a la presa.

a) Auscultación hidráulica à mide parámetros relacionados con el agua embalsada. (aforadores, limnímetros y linógrafos, piezómetros de cuerda vibrante)

b) Control de movimientos del hormigón (célula de asiento, inclinómetros, péndulos directos)

c) Control de tensiones (extensómetros, célula de presión total)

d) Control de temperatura