Ingeniería y Diseño de Presas: Conceptos, Tipos y Construcción

Concepto de Presa

Una presa es una construcción cuyo objeto es contener el agua de un cauce natural con dos fines principales:

• Creación de altura.
• Creación de embalse.

Generalmente, cuando una presa alcanza cierta altura, se genera un efecto de embalse. De esto resulta que la función mecánica esencial de una presa es elevar el nivel natural del río, deduciéndose que la sobrecarga principal de la estructura es el empuje del agua. Además de este objetivo principal, es fundamental cumplir con la necesidad de evacuar el agua sobrante.

Tipos de Aliviaderos

Los aliviaderos pueden ser de diferentes tipos según su situación:

• De superficie
• Desagües de fondo

Seguridad en Presas

Esta instrucción es obligatoria para todas las presas con una altura desde 15 m o con un volumen de embalse igual o superior a 100.000 m³, así como para aquellas que requieran un cuidado particular. El ingeniero debe seguir sus prescripciones, que son normas y presuponen el conocimiento de la técnica.

Clasificación de Presas

• De Materiales Sueltos
• De Gravedad de Hormigón
• En Arco
• Aligeradas

Tomas de Explotación

Son las estructuras hidráulicas que permiten retirar el agua del embalse para conducirla por gravedad a una planta de tratamiento, estación de bombeo, sistema de abastecimiento o salto hidroeléctrico.

Hitos Históricos

Primera Presa Hidroeléctrica del Mundo

El 30 de septiembre de 1882 se construyó la primera presa hidroeléctrica del mundo, ubicada en el río Fox en Wisconsin, Estados Unidos.

Primera Presa Hidroeléctrica en México

La Presa de Necaxa está construida sobre el antiguo pueblo de Necaxa, en el municipio de Juan Galindo, en el estado de Puebla, México. Su inauguración fue en 1905.

Proceso Constructivo de Presas

a) Estudios Preliminares

• Estudio hidrogeológico
• Estudio topográfico
• Estudio geológico
• Geotécnico
• Económico
• Estudio de impacto ambiental.

b) Proceso de Construcción

• Ataguía: Elementos utilizados para encauzar flujos de agua.
• Trazo y nivelación: Proceso de localizar, alinear, ubicar y marcar en el terreno.
• Excavación y extracción del material
• Cimentación
• Diseño de borde libre: Distancia vertical entre la cresta de la presa y el nivel máximo del agua.
• Ancho de cresta
• Pantalla de concreto armado
• Desvío de río
• Drenaje en presas de materiales sueltos
• Tomas de explotación
• Aliviaderos: Su misión es derivar y transportar el agua sobrante.

Definición de Embalse

Se denomina embalse a la acumulación de agua producida por una construcción en el lecho de un río o arroyo que cierra parcial o totalmente su cauce.

Vida Útil de las Presas

Síntomas del Fin de la Vida Útil

• Sus cortinas presentan fisuras
• Sedimentación notoria
• Erosión de las paredes
• Reducción de capacidad de captación y almacenamiento

Alargar la Vida Útil

Una forma de alargar la vida útil de otras presas es reteniendo los azolves generados, evitando que se sedimenten en la cortina aguas abajo. Otro objetivo es construirlas en cauces con arrastre excesivo de sedimentos para prevenir inundaciones o sepultamiento de poblaciones aguas abajo.