Facultad de de Ingeniería Ingeniería Escuela: Ingeniería Civil “Año de la Diversifcación Productiva y del Fortalecimiento de la Educación”
Línea de Investigación: Investigación: Diseño de !ras "idr#ulicas
Tema: $e%resas
Curso: Com%etencia comunicativa
Asesora: &g' (imenes (auregui )adira
Integrantes:
*alverde +o%e, +ucero Padilla *elas-ue, Ana *as-ue, $amire, (orge $ios .antos /estor
Escuela: Ingeniería Civil
2015
%#g' 0
Facultad de Ingeniería Escuela: Ingeniería Civil
ÍNICE: I'
I/1$D2CCI3/44444444'44444444'44444444'
II'
44444444'44444444''' 5 DE.A$$++ 6'0'Conce%to44444444'44444444'44444444' 44444444'44444444'44 7 6'6' 1erminados usados en $e%resas44444444'44444444' 44444444'44444'' 7 6'5' 1i%os de $e%resas44444444'44444444' 44444444'44444444'44444'' 8 6'5'0' .eg9n su estructura44444444'44444444' 44444444'444444444 6'5'6' .eg9n sus materiales44444444'44444444' 44444444'44444444' ; 6'5'5' .eg9n su a%licación44444444'44444444' 6'7'
44444444'444444444 < Elementos Constructivos44444444'44444444'
6'7'0'
44444444'44444444'4'' = Planta de generación de energía44444444'44444444'
6'7'6'
4444444444 = Aliviaderos44444444'44444444' 4444444444444444444444' = 6'8' $iesgos -ue su%one la construcción
de
una
III'
$e%resa44444444'44444444'44'' = C/C+2.I/E.44444444'44444444'44444444'
I*'
44444444'44444444' 0> $EFE$E/CIA. ?I?+I@$FICA.44444444'44444444' 44444444'44444444' 00 A/EB.44444444'44444444'44444444' 444444444'44444444'444' 06
%#g' 6
Facultad de Ingeniería Escuela: Ingeniería Civil
INT!"#CCI$N •
El %resente inorme titulado $e%resas tiene la fnalidad de %romover la restauración del diseño de o!ras
idr#ulicas
es%ecialmente de las
re%resas' Con vista a lograr un !uen estado ecológico -ue tiene %or o!etivo contener el agua en un cauce con dos fnes %rinci%ales -ue %ueden coincidir en algunos casos: elevar su nivel %ara -ue %ueda derivarse %or una conducción o ormar un de%ósito -ue retenga el agua' •
2na %resa es una !arrera artifcial %ara detener aco%iar o encausar el agua construida generalmente transversal a la corriente de un río'
•
Asimismo esta investigación de o!ras idr#ulicas irregularidad de las %reci%itaciones
%ermite controlar la
y almacenar agua %rinci%almente
%ara: regar cam%os %roducir energía idroelGctrica a!astecimiento etc' •
Adem#s las re%resas son las construcciones m#s seguras lo -ue no im%ide -ue a veces se den accidentes e incluso cat#stroes' Por ello es or,oso eHtremar la garantía de su seguridad' Por ello la res%onsa!ilidad del -ue %royecta construye o eH%lota una %resa es m#s señalada -ue la normal en otras estructuras'
•
En cuanto a los antecedentes
del tema en mención esta no %resenta
investigaciones anteriores motivo %or el cual servir# de guía %ara los estudiantes de Ingeniería Civil interesados en lo -ue es Ingeniería "idr#ulica $e%resasJ'
!E%!E&A& 2'1' Conce(to:
%#g' 5
Facultad de Ingeniería Escuela: Ingeniería Civil En ingeniería se
denomina (resa o re(resa a
una
!arrera
a!ricada
de %iedra ormigón o materiales sueltos -ue se construye a!itualmente en una
cerrada
o
desfladero
so!re
un río o arroyo'
1iene
la
fnalidad
de em!alsar el agua en el cauce Kuvial %ara elevar su nivel con el o!etivo de derivarla mediante canali,aciones de riego %ara su a%rovecamiento en a!astecimiento o regadío laminación de avenidas evitar inundaciones aguas a!ao de la %resaJ o %ara la %roducción de energía mec#nica al transormar la energía
%otencial del
almacenamiento
en energía
cinGtica y
est#
nuevamente en mec#nica y -ue así se accione un elemento móvil con la uer,a del agua' +a energía mec#nica %uede a%rovecarse directamente como en los antiguos molinos o de orma indirecta %ara %roducir energía elGctrica como se ace en las centrales idroelGctricas'0
2'2' T)rminos usados en !e(resas:
El autor "EP+I 6 selecciona los siguientes tGrminos:
El embalse: Es el volumen de agua -ue -ueda retenido %or la %resa'
El vaso: Es la %arte del valle -ue inund#ndose contiene el agua em!alsada'
La cerrada o boquilla: Es el %unto concreto del terreno donde se construye la %resa'
La presa o cortina: Pro%iamente dica cuyas unciones !#sicas son %or un lado garanti,ar la esta!ilidad de toda la construcción so%ortando un em%ue idrost#tico del agua y %or otro no %ermitir la fltración del agua' A su ve, en la %resa se distingue:
Los paramentos, caras o taludes: .on las dos su%erfcies m#s o menos verticales %rinci%ales -ue limitan el cuer%o de la %resa el interior o de aguas arri!a -ue est# en contacto con el agua y el eHterior o de aguas a!ao'
La coronación o coronamiento : Es la su%erfcie -ue delimita la %resa su%eriormente'
Los estribos o empotramientos : .on los laterales del muro -ue est#n en contacto con la cerrada contra la -ue se a%oya'
%#g' 7
Facultad de Ingeniería Escuela: Ingeniería Civil
La cimentación: Es la %arte de la estructura de la %resa a travGs de la cual se transmiten las cargas al terreno tanto las %roducidas %or la %resión idrost#tica como las del %eso %ro%io de la estructura'
El aliviadero o vertedero: Es la estructura idr#ulica %or la -ue re!osa el agua eHcedente cuando la %resa ya est# llena'
0
"EP+I &ilano' &anual de "idr#ulica A%licada' Italia: ?i!lioteca del Congreso' 0==>' P' 8 Las compuertas: son los dis%ositivos mec#nicos destinados a 6 "EP+I &ilano' eniero &anual <0N ed'%resa' Italia: 2lrico "oe li' 0=<;' P' = el caudal de Inagua a travGs de la
regular
El desagüe de fondo o descargador de fondo : Permite mantener el denominado caudal ecológico aguas a!ao de la %resa y vaciar la %resa en caso de ser necesario %or eem%lo durante emergencias %or %osi!le alla de la %resaJ'
Las tomas: .on utili,adas %ara eHtraer agua de la %resa %ara un cierto uso como %uede ser a!astecimiento a una central idroelGctrica o a una ciudad'
Las esclusas: Permiten la navegación La travGsL de la %resa'
La escala o escalera de peces : Permite la migración de los %eces en sentido ascendente de la corriente en algunos casos se instalan ascensores %ara %ecesJ'
2'*' Ti(os de re(resas: +os dierentes ti%os de %resas seg9n el autor C"M 5 res%onden a las diversas %osi!ilidades de cum%lir la do!le eHigencia de resistir el em%ue del agua y evacuarla cuando sea %reciso' En cada caso las características del terreno y los usos -ue se le -uiera dar al agua condicionan la elección del ti%o de %resa m#s adecuado' EHisten numerosas clasifcaciones de%endiendo de: •
.i son fas o móviles inca!les %or eem%loJ'
•
.u orma o manera de transmitir las cargas a las -ue se ve sometida'
•
+os materiales em%leados en la construcción'
De%endiendo de su orma %ueden ser:
%#g' 8
Facultad de Ingeniería Escuela: Ingeniería Civil •
De gravedad'
•
De contrauertes'
•
De arco sim%le'
•
?óvedas o arcos de do!le curvatura'
•
&iHta si est# com%uesta %or %artes de dierente ti%ología'
De%endiendo del material se %ueden clasifcar en: •
De ormigón masivo convencional o com%actado con rodilloJ
•
De mam%ostería
•
De materiales sueltos de escollera de n9cleo de arcilla con %antalla as#ltica con %antalla de ormigón omogGneaJ
+as %resas inca!les !asculantes y %ivotantes suelen ser de muca menor entidad'
&eg+n su estructura: 5
C"M *en 1e'de "idr#ulica de los Canales A!iertos' &GHico: P'0= en la Diana' -ue 0=<5' su %ro%io Presa gravedad : Es a-uella •
%eso es el
encargado de resistir el em%ue del agua' El em%ue del em!alse es transmitido acia el suelo %or lo -ue Gste de!e ser sufcientemente esta!le %ara so%ortar el %eso de la %resa y del em!alse' Constituyen las re%resas de mayor dura!ilidad y -ue menor mantenimiento re-uieren' Dentro de las %resas de gravedad se %uede tener: Escollera
o materiales sueltos: De tierra o suelo omogGneo
tierra ,onifcada CF$D enrocado con losa de ormigónJ y otros' De hormigón: 1i%o "C$ ormigón com%actado con rodillosJ y ormigón convencional' .u estructura recuerda a la de un tri#ngulo isósceles ya -ue su !ase es anca y se va estrecando a medida -ue se asciende acia la %arte su%erior aun-ue en mucos casos el lado -ue da al em!alse es casi vertical' +a ra,ón %or la -ue eHiste una dierencia nota!le en el grosor del muro a medida -ue aumenta la altura de la %resa se de!e a -ue la %resión en el ondo del em!alse es mayor -ue en la su%erfcie' De esta orma el muro tendr# -ue so%ortar m#s %resión en el leco del cauce -ue en la su%erfcie' +a inclinación so!re la cara aguas arri!a ace -ue el %eso del agua so!re la %resa incremente su esta!ilidad' Presa de arco simple: Es a-uella en la -ue su %ro%ia orma es la encargada de resistir el em%ue del agua' De!ido a -ue la %resión se
%#g'
Facultad de Ingeniería Escuela: Ingeniería Civil transfere en orma muy concentrada acia las laderas de la cerrada se re-uiere -ue Gsta sea de roca muy dura y resistente' Constituyen las re%resas m#s innovadoras en cuanto al diseño y -ue menor cantidad de ormigón se necesita %ara su construcción' +a %rimera %resa de arco de la -ue se tiene noticia es la %resa de *allon de ?aume reali,ada %or los romanos cerca de @lanum FranciaJ' Presa
de bóveda , doble arco, o arco de doble curvatura:
Cuando la %resa tiene curvatura en el %lano vertical y en el %lano ori,ontal tam!iGn se denomina de !óveda' Para lograr sus com%leas ormas se construyen con ormigón y re-uieren gran a!ilidad y eH%eriencia de sus constructores -ue de!en recurrir a sistemas constructivos %oco comunes' Presa de arco-gravedad : Com!ina características de las %resas de arco y las %resas de gravedad y se considera una solución de com%romiso entre los dos ti%os' 1iene orma curva %ara dirigir la mayor %arte del esuer,o contra las %aredes de un cañón o un valle -ue sirven de a%oyo al arco de la %resa' Adem#s el muro de contención tiene m#s es%esor en la !ase y el %eso de la %resa %ermite so%ortar %arte del em%ue del agua' Este ti%o de %resa %recisa menor volumen de relleno -ue una %resa de gravedad' Presa-Puente: com!ina dos características %or un lado est# la %resa y so!re Gsta un %uente elevado' Este ti%o de PresaOPuente est# %revista en el &aHi &ega Proyecto de unión de Euro%aOrica' Presa de contrafuertes o aligerada. Presa de bóveda múltiple.
&eg+n sus materiales: •
Presas
de
desarrollados
hormigón:
ya
-ue
.on las m#s utili,adas en los %aíses
con
Gste
material
se
%ueden
ela!orar
construcciones m#s esta!les y duraderas de!ido a -ue su c#lculo es del todo fa!le rente a las %roducidas en otros materiales' /ormalmente todas las %resas de ti%o gravedad arco y contrauerte est#n ecas de este material' Algunas %resas %e-ueñas y las m#s antiguas son de ladrillo de sillería y de mam%ostería' En Es%aña el ; Q de las %resas son de gravedad y est#n ecas con ormigón ya sea con o sin armaduras de acero'
%#g' ;
Facultad de Ingeniería Escuela: Ingeniería Civil +a %resa
de
las
río )ang,i en Cina es
1res la
@argantas situada %lanta
idroelGctrica
en
el
curso
del
y
de
control
de
inundaciones m#s grande del mundo' .e terminó en el año 6>>=' 2na docena de ciudades y miles de %ue!los ueron engullidos %or las aguas o!ligando a des%la,arse a m#s de un millón y medio de %ersonas' •
Presas de materiales sueltos: .on las m#s utili,adas en los %aíses
su!desarrollados ya -ue son menos costosas y su%onen el ;; Q de las -ue %odemos encontrar en todo el %laneta' .on a-uellas -ue consisten en un relleno de tierras -ue a%ortan la resistencia necesaria %ara contrarrestar el em%ue de las aguas' +os materiales m#s utili,ados en su construcción son %iedras gravas arenas limos y arcillas aun-ue dentro de todos estos los -ue m#s destacan son las %iedras y las gravas' En Es%aña sólo su%onen el 05 Q del total' Este ti%o de %resas tienen com%onentes muy %ermea!les %or lo -ue es necesario añadirles un elemento im%ermea!ili,ante' Adem#s estas estructuras resisten siem%re %or gravedad %ues la dG!il coesión de sus materiales no les %ermite transmitir los em%ues del agua al terreno' Este elemento %uede ser arcilla en cuyo caso siem%re se u!ica en el cora,ón del rellenoJ o !ien una %antalla de ormigón la cual se %uede construir tam!iGn en el centro del relleno o !ien aguas arri!a' Estas %resas tienen el inconveniente de -ue si son re!asadas %or las aguas en una crecida corren el %eligro de desmoronarse y arruinarse' En Es%aña es !ien recordado el accidente de
conocido %o%ularmente como la LPantanada
de 1ousL' •
Presas de enrocamiento con cara de hormigón: Este ti%o de %resas
en ocasiones es clasifcada entre las de materiales sueltos %ero su orma de eecución y su tra!ao estructural son dierentes' El elemento de retención del agua es una cortina ormada con ragmentos de roca de varios tamaños -ue so%ortan en el lado del em!alse una cara de ormigón la cual es el elemento im%ermea!le' +a %antalla o cara est# a%oyada en el contacto con la cimentación %or un elemento de transición llamado %linto -ue so%orta a las losas de ormigón' Este ti%o de estructura ue muy utili,ado entre 0=7> y 0=8> en cortinas de alturas intermedias y cayó en desuso asta fnales del siglo BB cuando ue
%#g' <
Facultad de Ingeniería Escuela: Ingeniería Civil retomado %or los diseñadores y constructores al dis%oner de meores mGtodos de reali,ación y e-ui%os de construcción m#s efcientes'
&eg+n su a(licación: •
Presas ltrantes o diques de retención: .on a-uellas -ue tienen la
unción de retener sólidos desde material fno asta rocas de gran tamaño trans%ortadas %or torrentes en #reas montañosas %ermitiendo sin em!argo el %aso del agua' •
Presas de control de avenidas: .on a-uellas cuya fnalidad es la de
laminar el caudal de las avenidas torrenciales con el fn de -ue no se cause daño a los terrenos situados aguas a!ao de la %resa en casos de uerte tormenta' •
Presas de derivación: El o!etivo %rinci%al de estas es elevar la cota
del agua %ara acer acti!le su derivación controlando la sedimentación del cauce de orma -ue no se o!struyan las !ocatomas de derivación' Este ti%o de %resas son en general de %oca altura ya -ue el almacenamiento del agua es un o!etivo secundario' •
Presas de almacenamiento: El o!etivo %rinci%al de estas es retener
el agua %ara su uso regulado en irrigación generación elGctrica a!astecimiento a %o!laciones recreación o navegación ormando grandes vasos o lagunas artifciales' El mayor %orcentae de %resas del mundo las de mayor ca%acidad de em!alse y mayor altura de cortina corres%onden a este o!etivo' •
Presas de relaves o !ales "#$%ico&: .on estructuras de retención de
sólidos sueltos y lí-uidos de deseco %roducto de la eH%lotación minera los cuales son almacenados en vasos %ara su decantación' Por lo com9n son de menores dimensiones -ue las %resas -ue retienen agua %ero en algunos casos corres%onden a estructuras -ue contienen enormes vol9menes de estos materiales' Al igual -ue las %resas idr#ulicas tienen cortina normalmente del mismo ti%o de materialJ vertedero y en ve, de tener una o!ra de toma o !ocatoma %oseen un sistema %ara eHtraer los lí-uidos'
2',' Elementos constructivos: El autor C"M 7 considera dos elementos constructivos y son las siguientes:
%lanta de generación de energía
%#g' =
Facultad de Ingeniería Escuela: Ingeniería Civil Para 6>>8 la energía idroelGctrica %rinci%almente %roveniente de %resas a%orta!a el 0= Q de la energía elGctrica total del mundo y m#s del 5 Q de toda la energía renova!le'7 @ran %arte de esta energía es %roducida en grandes %resas aun-ue Cina use generación a %e-ueña escala el conunto total del %aís re%resenta el 8> Q de toda la energía idroelGctrica %roducida en el mundo' +a mayor %arte de la energía idroelGctrica %roviene de la energía %otencial %roveniente del agua em!alsada -ue es conducida a una tur!ina idr#ulica y Gsta a su ve, transmite la energía mec#nica a un generador elGctrico' Con el fn de im%ulsar al Kuido y meorar la ca%acidad de generación de la %resa el agua se ace correr a travGs de una gran tu!ería llamada tu!ería de carga es%ecialmente diseñada %ara reducir las %Grdidas de energía -ue se %udieran %roducir' EHisten centrales -ue son ca%aces de retornar el agua acia la %resa mediante !om!as o mediante la misma tur!ina uncionando como !om!a en los momentos de menor demanda elGctrica e im%ulsar %osteriormente esta agua en los momentos de mayor demanda elGctrica' A estas centrales se les denomina centrales idroelGctricas reversi!les o centrales de !om!eo'
Aliviaderos 1oda %resa tiene -ue tener un sistema %ara evacuar el agua en caso de lluvias torrenciales -ue %uedan llenarla asta límites %eligrosos'
2'5' !iesgo -ue su(one la construcción de una (resa: Como en el caso de todas o!ras estructurales eHiste el riesgo de -ue la %resa alle e inunde %o!laciones u!icadas cercanas al curso de agua aguas a!ao del cierre' +a ingeniería civil se encarga de reducir al mínimo la %osi!ilidad de la rotura del di-ue mediante un an#lisis eHaustivo del com%ortamiento de la o!ra ante situaciones eHtremas calculando la esta!ilidad de la %resa tomando en consideración sismos lluvias torrenciales y otras cat#stroes' 8
*' C"NCL#&I"NE&: 7
C"M *en 1e' &anual de "idrología A%licada: 2n Com%endio de AguaOrecursos' &GHico:&c@raRO"ill' 0=7' P'78 8 +I/.+E) $ay y F$A/SI/I (ose%' Ingeniería de $ecursos "ídricos' &GHico: &c@raRO "ill' 0=;<' P'0>=
%#g' 0>
Facultad de Ingeniería Escuela: Ingeniería Civil
+a im%ortancia de esta!lecer un vínculo entre las $e%resas y el desarrollo se de!e a -ue estas construcciones an sido a lo largo de la istoria instrumento de desarrollo %ara las comunidades en el a!astecimiento de recursos energGticos'
+o -ue se logra con la construcción de las $e%resas oy en día es la %osi!ilidad de un desarrollo sustenta!le -ue resulte en la e-uidad %ara las %artes involucradas adem#s el a!astecimiento de energía en caso de -ue sean !ien im%lementadas'
+a construcción de $e%resas es un enómeno -ue ocurre a nivel glo!al %or las dimensiones sociales am!ientales y económicas -ue se tienen en materia de desarrollo en donde el de!ate gira en torno a cómo los %royectos tienen GHito o racasan %ara alcan,ar los o!etivos de desarrollo en dierentes lugares'
!E.E!ENCIA& /I/LI"!A.ICA&
C"M *en 1e' "idr#ulica de los Canales A!iertos' &GHico: Diana' 0=<5' I.?/ =
recursos' &GHico: &c@raRO"ill' 0=7' I.?/ >;O>0>;;7O6 "EP+I &ilano' Ingeniero &anual <0N ed' Italia: 2lrico "oe%li' 0=<;'
%#g' 00
Facultad de Ingeniería Escuela: Ingeniería Civil
I.?/ <5O075>O7 "EP+I &ilano' &anual de "idr#ulica A%licada' Italia: ?i!lioteca del Congreso'
0==>' +I/.+E) $ay y F$A/SI/I (ose%' Ingeniería de $ecursos "ídricos' &GHico: &c@raRO"ill'
0=;<'
ANE"&: Presas m's grandes del mundo: Este aneHo recoge una lista de las %resas
m#s grandes en el mundo %or el volumen de estructura' Distinta en la lista de %antanos %or volumen de los em!alses'
Presa ltrante de hormigón en un torrente de los (lpes.
%#g' 06
Facultad de Ingeniería Escuela: Ingeniería Civil
Embalse lleno derram'ndose por rotura en la presa )eton.
(liviadero en la presa *l+n rianne, ales.
%#g' 05
Facultad de Ingeniería Escuela: Ingeniería Civil
%#g' 07
